第五讲 阅读资料-大空间圆形建筑钢结构安装技术探讨-上海铁路南站工程4

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1、大空间圆形建筑钢结构安装技术探讨吴欣之上海建工集团副总工程师上海市机械施工有限公司总工程师摘要目前，大型公共建筑不乏采用圆形的钢结构体系，且多为大空间。当结构施工或周边条件制约，钢结构安装不能采用常规施工工艺时，特种施工机械或施工工艺往往能够出奇制胜。本文选择了两个工程案例，一个采用大跨度张弦式旋转龙门吊，一个采用旋转顶推工艺，均已获得成功，或可作为钢结构安装技术的有益探讨。关键词：大空间圆形结构、钢结构、结构安装、特种起重机械、特种施工工艺一、引言上海铁路南站工程是地处上海中心城区南隅的新建重要交通枢纽，而旗忠森林网球中心则是位

2、于西南市郊近年建成的体育场馆。其主要建筑均采用大空间圆形钢结构。根据工程不同的结构特点、施工环境及安装要求，结合企业已往大型工程的施工经验、技术装备和技术专长，采用了各有特点的特种钢结构安装技术。二、上海铁路南站主站屋钢结构安装2.1结构概况上海铁路南站主站屋屋盖钢结构系直径275m、屋顶标高约42m的圆形建筑，状若覆碟。1屋盖钢结构是由中部内压环、径向布置的18根异形变截面分叉大梁、环向檩条和斜交预应力抗扭钢棒等组成的空间结构，由18根内钢柱和36根外钢柱支承于9.900标高的砼平台上。每根外钢柱两侧沿环向设抗侧移预应力钢棒。主

3、体钢结构总重逾6000t。环索环索主梁外柱位置主索内柱位置环向檩条主梁下弦杆内压环2.2钢结构工程特点结构新颖别致：275m超大直径钢结构屋盖，中部微隆，四周上翘，造型别致。特别是径向分布的变截面分叉式钢主梁较为罕见。主梁下弦设受拉钢棒与内2环结构组成一空间体系，不仅增加了结构空间刚度，而且保持了轻灵通透的建筑效果。钢柱与主梁通过销轴和轴承座实现铰接，外侧柱顶还设置了水平弹性支承。现场环境复杂：屋盖钢结构安装时，南、北和东面均有大型地下工程同时施工，除西侧外无场地可资利用；钢屋盖覆盖范围以下构筑物和建筑物，包括9.900m标高混凝

4、土环形平台基本建成；在钢结构安装期间穿越主站屋的沪杭线列车仍须正常运行。施工要求特殊：大型施工机械无法进入结构跨内进行安装施工，又不具备大型施工机械沿周边开行安装的条件；18根分叉主梁单根重达200t，常规的大型施工机械难以满足本工程的钢结构安装；钢屋盖在结构整体尚未形成前为不稳定体系，必须设置可靠的施工支撑系统；为了控制安装精度，结构吊装要求对称进行。2.3钢结构安装技术路线采用“600t履带起重机定点就位，123m跨度旋转龙门起重机综合安装，600t.m中心塔吊辅助吊装”的钢结构安装技术路线。123m跨度50t×2旋转龙门起重

5、机和600t.m中心塔式起重机旋转龙门吊跨度123m，其一端支承于中心固定支撑上端的回转轴承上，另一端通过柔性支腿支承于+9.900m砼平台的预应力圆形环梁上。龙门起重机设两台50t起重小车。通过龙门起重机大车沿环向旋转行走和小车在龙门吊大梁上沿径向行走，可以吊装龙门吊覆盖范围的任何一个位置。旋转龙门起重机主要承担结构内外钢柱、主梁分段，以及部分檩条和钢棒等。在结构中心支撑顶部设置一3台600t.m塔吊，承担65米半径内檩条、钢棒等中小构件的安装。600t履带起重机本工程选用一台600t履带起重机，承担中心支撑系统、600t.m塔

6、吊和龙门吊的安装；位于结构西侧场地，配合构件卸车、组拼和吊装就位；进行600t.m塔吊和龙门吊的拆除工作。起重设备平面布置如下：2.4结构对称安装顺序为防止安装施工阶段的结构侧移，安装时需中心对称进行。2.5123m跨50t×2旋转龙门起重机的研制4旋转龙门吊由大梁、中心转台、柔性支腿及起重小车等主要部件组成。大梁：123m跨度大梁是旋转龙门吊最主要的构件，利用在以往桥梁工程中作为膺架使用的组合式钢桁架作为大梁主体（单梁）。为了提高其大跨度条件下的抗弯能力，采用了张弦结构。整个大梁结构自重约180t，单位长度重量为1.5t/m。中

7、心转台：中心转台其上要安装一台600t.m塔吊，其下固定于中心支撑上，中部则通过逥转轴承与旋转龙门吊的大梁联接。中心转台总成由井字梁基座，圆筒形过渡节、逥转轴承和塔吊基座等组成，总重11.8t。BB柔性支腿：柔性支腿通过单向铰支座与大梁连接，总高近36m。由多层分配梁，八组台车和24个行走轮，将荷载均匀作用于预应力混凝土环梁上，充分利用混凝土结构原有的承载能力，在满足重型龙门吊施工作业的同时，避免对原结构作加固。起重小车：起重小车共两台。每台小车设起重卷扬机及行走电动机。单台小车起重能力为50t。可在驾驶室进行操控，也可在地面遥控

8、操作。旋转龙门吊大梁和整机的检测试验：大梁试验模拟各种荷载工况，进行整梁加载，检测桁架应力、张弦索拉力和结构挠度。5旋转龙门吊整机组装完毕后，也分别进行了动载和静载测试，并对主要结构部位进行应力测试，各项指标均满足设计要求。2.6中心支撑系统的设计