体育馆钢屋盖旋转滑移技术

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1、体育馆钢屋盖旋转滑移技术魏成权(广东省工业设备安装公司，广州510080)1工程概况深圳大运会体育馆钢屋盖为单层折面网格结构（图1a），平面形状为圆形，平面尺寸半径为79m（图1c）。钢屋盖由16个形状相同的结构单元构成，由16个球铰支座支承在混凝土结构柱上，球铰支座均匀分布在离屋盖中心平面半径为72m的圆周上。球铰支座中心标高3.740m，钢屋盖最高点标高为36.500m，钢屋盖总重量约5200t。整个钢屋盖总共有126个节点均匀布置在离钢屋盖中心平面半径为25m、41m、72m、79m的圆周上（图1b），相邻各节点高低错开

2、布置，形成三角型折面。a)钢屋盖三维图b)节点布置图c)钢屋盖平面图图1主体育馆钢屋盖2安装思路采用高空定点对称拼装、累计旋转滑移施工方案。在体育馆钢屋盖东侧和西侧分别布置一台260t履带吊，在体育馆内部布置一台110吨汽车吊。选择80～100轴线和240轴线～260轴线区域作为定点高空定点对称拼装区域，在该区域的主要节点设置支撑胎架，滑移单元在支撑胎架上拼装成型。一个中心对称的滑移单元拼装完成后（图2a），利用液压同步滑移系统将其整体绕钢屋盖中心轴沿顺时针方向旋转滑移22.5°（图2b）。然后进行下一单元的高空定点拼装（图2

3、c），再顺时针方向旋转滑a)b)c)d)移22.5°（图2d）。依此类推，拼装完的屋盖结构累计旋转滑移七次（图2e-2n），最后将第八个屋盖结构单元定点高空拼装合龙（图2o）。e)f)g)h)3累计旋转滑移施工的难点本工程钢屋盖为单层折面网格结构，滑移单元呈现立体结构，整个结构高差约33m，跨度达178m，采i)j)k)l)用东西对称累计旋转滑移技术，施工难度非常大。3.1圆弧形滑移轨道的设置。立体大跨度结构滑移，需要设置不同高度的多条圆弧形滑移轨道。要求轨道刚度足够，安装精度符合旋转滑移的要求。m)n)o)3.2球铰支座处理

4、。球铰支座分为上下支座，下支图2高空定点拼装、累计旋转滑移施工流程座嵌入上支座250mm高度。常规滑移的解决措施是把钢屋盖抬高至少300mm，滑移到位后把钢屋盖落位。本工程中如果采用整体抬高，卸载难度加大，滑移风险增大。3.3滑移结构的加固。钢屋盖为单层折面网格结构，只有整体屋盖全部安装完成后稳定性好、承载能力强，当仅为部分结构时自身稳定性差。旋转滑移时仅局部设置滑移支座，需要对滑移进行合理加固，才能确保滑移过程中结构安全。3.4滑移同步性要求高。常规的直线滑移各条轨道滑移速度相同，旋转滑移不同半径的轨道滑移的角速度相同而线速

5、度不同，同步性控制难度大。4滑移措施4.1圆弧形滑移轨道设计旋转滑移与直线滑移不同，轨道设置成圆弧形的。以钢屋盖平面中心为圆心，共设置四条同心圆形轨道。圆弧形轨道不能用热轧钢轨进行铺设，采用热扎厚钢板切割成方钢截面，弯制成型，见表1。表1轨道布置明细表编号位置表面标高轨道尺寸R1R＝25m32.600100×50R2R＝41m28.800100×70R3R＝70.5m2.980100×70R4R＝74.5m2.980100×1004.2轨道支撑结构（1）R4、R3轨道支撑结构R4、R3轨道利用2.350m层土建结构在每个支座处

6、有一根钢筋混凝土环梁进行改造。把该环梁修改成两条环向梁，分别位于R＝70.5m、R＝74.5m位置。在这两条混凝土梁上每隔450mm埋设一块预埋件，在预埋件表面焊接固定R3、R4轨道。（2）R2、R1轨道支撑结构采用搭设型钢支撑架来支撑两条环形轨道。型钢支撑架分别由钢柱、钢桁架和柱间支撑组成，在R=41m圆周位置均匀布置32个钢柱，在R=25m圆周位置均匀布置16个钢柱，相邻钢柱之间在标高13.900m和顶面各设置一道径向和环向桁架，并设置柱间支撑。钢柱和钢桁架都采用格构式，钢柱和钢桁架的截面尺寸都为2m×2m，柱间支撑采用钢

7、管。钢柱通过植筋螺栓固定在标高为-4.200m的混凝土底板上，底板的承载力经校核满足要求。4.3结构加固根据滑移顺序和轨道设置对滑移过程各工况进行受力分析，根据分析结果对节点必须进行合理加固。如图3，每个球铰支座处（R3、R4轨道支撑球铰支座）共用17根钢管进行加固，每个冠谷节点（R1轨道支撑冠谷节点）用13根钢管进行加固。4.4滑板设计a)球铰支座滑移加固b)冠谷节点滑移加固滑板设置在滑移支座底，并直接放置在滑移轨道上，图3支座、节点滑移加固滑移过程中起到支承滑移钢结构全部重量及旋转滑移导向的作用。每个球铰支座设置四块滑板，

8、R4和R3轨道上各布置两块；R2和R1轨道每个节点各设置两块滑板。如图4，滑板由面板和挡块组成。面板采用厚35mm钢板制成，前端倒角45º，使滑板与轨道相对运动更加顺畅。挡块是确保旋转滑移的关键装置，由纵横向挡块组成；纵向挡块主要起旋转滑移的导向作用；横向挡块起加强作用，以平