广州花都亚运新体育馆比赛馆预应力钢结构施工关键技术.pdf

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1、DOI：10．3969／j．issn．1672-4011．2013．02．095广州花都亚运新体育馆比赛馆预应力钢结构施工关键技术赵雨(中国建筑西南设计研究院有限公司，四川成都610041)摘要：广州花都体育馆的比赛馆采用由双向桁架构成的球面网壳结构体系，屋面钢结构在安装过程中施工场地受山体阻挡；结合结构特点，本工程采用了双向旋转累积滑移技术，既快又经济的完成了安装；本工程最外一环环向管桁架的上弦和下弦钢管中设有管内预应力索，为预应力空间钢管桁架结构。笔者针对此类结构的预应力施工提出了一套预应力施工技术，很好地解决了环形封闭钢管内拉索的预应力施工技术难题。关键词：旋转

2、累积滑移；钢屋盖安装；预应力拉索；空间管桁架；施工技术中图分类号：Tu757．1文献标志码：B文章编号：1672—4011(2013)02—0205—031工程概况广州花都体育馆(见图1)包括一座主比赛馆和一座训练馆，占地面积约118亩，总建筑面积50000m2。其中比赛馆地下一层、地上四层；观众席位6000个，活动席位2000个。体育馆建成后在2010年亚运会期间作为篮球比赛的场地。比赛馆钢结构屋盖(见图2)采用由双向桁架构成的球面网壳结构体系。整个结构为双轴对称结构，平面投影是直径为116m的圆，屋盖高为27．6m，跨度为97．2m。整个屋盖结构由中一fi,压力环

3、、沿圆周均匀分布的24榀径向桁架和6环环向桁架交叉体系、布置于径向桁架根部的24组V字形支撑钢柱、外围的40个人字形钢柱及其间的连系杆件组成。且最外一环环向管桁架的上弦和下弦钢管中设有管内预应力索，为预应力空间钢管桁架结构。图l体育馆效果图图2比赛馆钢结构示意图1．1预应力管桁架最外环预应力管桁架(见图3)在环桁架的上弦杆和下弦杆中设置预应力钢绞线，每圈分八段张拉。预应力拉索在管桁架的外圈上弦杆中设置了12根1860级巾815．2无粘结高强低松弛钢绞线，下弦杆中设置了24根由815．2同样作者简介：赵雨(1985一)，男，山东德州人，结构工程师，主要从事建筑结构设计。

4、材料的钢绞线，锚具(见图4)采用防松夹片锚，外设密封罩，罩内注入建筑1’油脂防腐。在空间钢管桁架结构中施加预应力，能够在桁架弦杆钢管中建立一定的预压应力，并能在使用荷载作用下分担部分弦杆钢管的拉力，这样可显著减小使用状态下弦钢管的拉应力，减小弦管的截面积；另外通过张拉拉索，可以使结构反拱，提高结构刚度。图3预应力管桁架结构示意图棼：：=：=：≠二二二二rc--．．?-：—一目董≤二二z_-z-z--f一一e@旷—≮专湖＼图4钢绞线分段锚固节点示意图1．2中央压力环由于在空间钢管桁架结构中施加预应力，使得结构的中央部分产生附加压力，故在屋盖中央部分设计了中央压力环(见图

5、5)，中央压力环采用铸钢件，最小厚度50toni，与屋盖径向桁架焊接。惩酝键岁图5中央压力环平面图垫i翌墨堡重苎!丝笾塞缝垫丝塑坐主墅錾盔三墨2钢屋盖安装方案本工程施工现场西南角约1／4区域有山体遮挡，大型吊机无法通行和工作，给屋盖安装带来一定的难度，对于常见的内部吊装法，存在以下问题：①施工通道封闭时间无法保证；②大量构件高空散拼，施工安全系数小；③场内施工区域狭小，首层平面须加固。因此综合考虑后，并结合比赛馆自身结构特点，决定采用双向旋转累积滑移施工法(见图6)，既不受西南角山体遮挡的因素干扰并且双向滑移，工期能得到保证，通过搭建高空拼装平台，施工安全系数高。◇◇

6、A区滑移单元B13_滑侈单元图6屋盖滑移单元划分示意图整个屋盖钢结构的具体施工流程如下图7所示。l安装中心lI安装内圈ll安装飘楼ll搭建高空压力环『一l滑移轨道『一l框架梁f—l拼装平台补装合拢缝ff屋盖结构旋II高空拼装If铺设外圈和拼装缝『卜1转累积滑移『1滑移单元11’-1滑移轨道鎏忙圈{冒僵图7钢屋盖施工流程图大跨度钢结构屋盖高空累积滑移技术特别适宜于在狭小空间进行构件滑移安装，具有经济快速、滑移设备自重轻、承载能力大、安全性好等优点，可在类似工程中加以应用和推广。3预应力拉索张拉本工程属大跨度预应力钢结构，预应力状态如表1所示。且国内外尚无类似的工程实践经

7、验。钢管内施加的预应力技术复杂，施工难度大。存在的施工难点主要有。(1)在环形封闭钢管内穿索和索的锚固。由于本工程布设拉索的钢管是环形封闭的，钢管内空间有限，拉索的张拉端需要设置在钢管外，另外单根拉索不可能连续封闭，因此拉索在环形封闭钢管内必须交叉。在交叉点处，两束组装索相互交叉，挤占钢管内空间，给穿索造成困难；再者，由于拉索张拉端设置在拉索交叉点附近的钢管外侧，受交叉点拉索线形和钢管构造的约束，拉索张拉端部空间较小，难以满足大型张拉千斤顶及其工装的操作空间需求，因此难以实现组装索的整束张拉，须逐根张拉。而在穿索过程中，无论是逐根还是整束穿索，都会导