青岛北站大跨度预应力拱架安装技术

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1、青岛北客站大跨度预应力拱架钢屋盖施工技术梁锐吕黄兵彭湃孟祥冲尉成伟张相勇摘要：青岛北客站为大跨度预应力拱架,安装过程中应力应变变化复杂。本文主要从拱架的安装过程模拟计算、现场临时措施、安装流程及过程控制探讨拱架的施工技术。关键字：预应力拱架；施工模拟；支撑胎架；安装流程TheInstallationTechnologyofLarge-spanPrestressedGantryAbstract:QingdaoNorthRailwayStationisalarge-spanprestressedarch

2、,thestressandstrainchangesincomplexinstallationprocess.Inthispaper,wewillexplorethegantryinstallationtechnologyfromthethegantryinstallationsimulation,on-siteinterimmeasure,theinstallationprocesssystemandprocesscontrol.Keywords：Prestressedarchtruss;Cons

3、tructionsimulation;Supporttirerack;Installationprocess应力交叉索以及横梁间的纵向檩条组成，两个横梁间1工程概况距一般为22m。其中每个V撑上设置3根预应力拉索，青岛北客站为特大型铁路客站和综合性交通枢与V撑中心钢管组成稳定结构；屋面横梁上下弦分布纽，主站房东西向长341米，南北宽148.7米，最高若干根交叉预应力稳定索加强拱架间的联系；每榀拱点高度为46.44m,建筑面积约6万平米。站房屋盖为复架底部分布4根预应力拉索，用以抵消预应力拱架对杂的空

4、间钢结构体系，由10榀平行列车轨道的大跨度基础结构的推力。拱脚拉索规格为7mm*91至7mm*121预应力拱架空间受力体系组成，中部5米高、3.8米宽不等，预应力交叉索最小规格为D74mm，最大规格为的倒三角形屋脊梁将10榀预应力拱架纵向串联为一个D140mm，屋面稳定索规格为5mm*127，V撑上拉索规格整体。主站房总用钢量约2.3万吨。由里至外分别为Φ30mm、Φ50mm、Φ60mm。预应力拱架跨度最大为148.7m，最大目标张拉索力为4171KN。3预应力拱架安装预应力拱架为刚性钢结构与柔性拉

5、索结合而成的稳定结构，因此在进行单榀拱架安装时要综合考虑钢结构安装与拉索张拉施工过程，制定合理的安装顺序。在进行施工全过程模拟后，拟定对结构影响最小的安装张拉施工步骤，设计受力可靠的施工措施，保证预应力拱架安装过程的稳定性和安全可靠。3.1单榀预应力拱架安装施工模拟计算为了保证计算结果的准确,在设计院分析模型的基础上,添加施工阶段,进行施工模拟计算。利用有限元软件MIDAS/GEN7.8对施工过程进行模拟，以整体结构MIDAS/GEN7.8计算模型为基础利用程序的阶段分析功能进行安装过程模拟。另外考

6、虑到结构节点荷载以及施工附属设施荷载，在利用软件模拟时，将自重乘2预应力拱架概况以1.4的系数来考虑这些增加重量。每一个拱架的立面施工顺序为屋脊主梁－斜拱－屋面横向梁－预应力屋面建筑造型独特，结构采用预应力拱架的形式支撑体系。单榀预应力拱架分12步进行模拟，基本的予以实现。结构共设置了10榀预应力拱架，横轨向间阶段分为：屋脊、人字拱1、人字拱2、横梁1、横梁距为44m＋44m＋33m＋3×22m＋33m＋44m＋44m=275m，2、V型撑1、檩条1、V型撑2、檩条2、V型撑3、檩每榀拱架由一榀拱、

7、两根横梁、6对V型撑、16根预条3、屋面拉索。单榀预应力拱架安装完成结构位移图单榀预应力拱架安装完成结构应力图根据施工模拟结果，安装完单榀拱架后结构位移最大为66mm，位置在横梁跨中，结构应力最大为157.5Mpa，满足设计及相关规范要求（横梁长为88.3m，屋脊门式胎架人字拱及横梁胎架独立胎架轴测图允许变形值为1/400L,即221mm；结构材质为Q345C）。支撑胎架设计验算分析软件采用含中国现行规范的通用有限元分析与设计软件MIDAS/GEN7.8。考虑荷载工况如下：序号符号名称说明结构自钢结

8、构自重，程序自动计算（理论重量，1DD重即不包括节点重量，也无节点重复扣除）上部钢结构安装及卸载过程中产生的附加恒2DL临时支承竖向反力，是临时支承的主要荷载载。根据施工模拟计算结果，单榀拱架安装完毕后拱临时支承结构的实际工作时间在2年脚对基础承台结构水平推力为339KN，竖向力为3W风荷载以内，设计中按10年一遇基本风压1200KN。而单个拱脚基础承台底下分布15根单根水平w0=0.45KN/m2考虑。承载力为400KN、竖直承载力为5500KN的混凝土灌注通过mi