惠州体育场大悬臂钢结构屋盖施工技术

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1、惠州体育场大悬臂钢结构屋盖施工技术　　[摘要]广东省惠州市中心体育场为多支撑大悬臂封闭空间体系，大悬臂桁架的安装和卸载是难点之重，本文详细介绍了该类体育场钢结构的施工方法。施工中采取重点突出、有序推进的施工方案，着重介绍了桁架预拱、超大型吊机单机吊装、屋盖合拢、整体卸载等关键技术。[关键词]体育场钢结构；悬臂；屋盖合拢；整体卸载中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：1引言广东省惠州市中心体育场建筑外形投影为圆，主场设计以“盛世舞台”为理念，造型采用岭南客家围屋和客家斗笠的形式，体现人文、绿色、和谐的主题和惠州本土文化气

2、息。2工程概况广东省惠州市中心体育场位于市区河南岸冷水坑，是举办2010年第十三届省运会的主会场。体育场地下一层，地上四层，最高点标高为46.4米，建筑面积62056平方米，可容纳4万名观众。体育场建筑外形投影为圆，主场设计以“盛世舞台”为理念，造型采用岭南客家围屋和客家斗笠的形式，体现人文、绿色、和谐的主题和惠州本土文化气息。7体育场罩棚钢结构为空间管桁结构，屋面径向主桁架为大悬臂结构，最大悬臂长度51m。桁架一端与支撑桁架柱相贯连接，形成外形为倒“Ｌ”形桁架，见图1。跨中通过呈空间四角锥布置的钢管支撑，共同形成支撑悬臂桁

3、架结构体系。屋面4道环向次桁架，将44榀支撑悬臂桁架连成一个外圆内椭圆的闭合整体，形成空间受力体系。图1体育场现场图3工程特点及难点结合该工程大悬臂、结构为闭合整体的特点，通过对施工方案具体分析，工程施工难点主要包括以下几个方面：①主桁架多管相贯节点支管最多达到14根，相贯顺序需要根据结构受力、相贯支管管径、壁厚及安装工艺确定，以指导工厂相贯线切割。②屋面单榀主桁架最重83吨，吊装高度45m，土建已施工完看台结构，需用大型吊机分场内、场外分段吊装，吊装顺序与吊装设备选取尤为重要。③支撑架支撑高度37m，支撑条件、支撑荷载随施

4、工过程不断变化，支撑架设计需要进行施工全过程计算分析。④屋面主桁架最大悬臂51m，结构变形较大，根据计算分析确定预起拱值127mm。⑤钢结构为环形闭合结构，温度影响大，需要合理确定合拢缝及合拢温度。⑥7支撑架拆除过程是一个结构体系转换的过程，只有合理的支撑架拆除方案才可以有效地控制结构变形及内力，并均衡支撑架受力。4方案简述该工程选用“工厂散件制作，现场地面拼装，跨外、跨内分段吊装，高空对接合拢，结构整体卸载”的施工工艺。项目共44榀倒“L“型桁架，每榀“L”型桁架分为2段吊装，见图2。桁架柱均向场外倾斜一定的角度，44榀桁

5、架柱及上下环向桁架共同形成了闭合的上大下小桶状结构。先利用揽风安装桁架柱及最外圈次桁架及底层单片桁架，待桶状结构成型后，即可拆除揽风，再安装悬臂桁架。现场悬臂桁架安装时，只在悬臂末端搭设一榀支撑架，另一端支撑在桁架柱上。桁架柱采用1台200t履带吊在场外吊装就位，悬臂桁架采用1台750t履带吊在场内吊装就位。为减小结构内部温度应力，西侧在44~1轴间，东侧在22~23轴间设置合拢缝。图2倒“L”桁架分段5关键施工技术5.1大悬臂桁架预拱7结构的变形是大跨度复杂结构需要特别重视的问题，在结构自重作用下，如果结构的变形过大，会影

6、响到整个结构的外形、构件的几何尺寸和受力。因此需通过结构预拱来解决大跨度结构的变形问题。通过对设计院计算的确认，屋顶主桁架按跨度的1/400直线预拱。结构预拱后，结构各节点的定位坐标，杆件的几何尺寸均有变化。5.2合拢温度及合拢缝的确定及施工为最大限度地减小温度变化在结构上产生的内力和变形，合理地确定合拢温度和合拢缝的位置是非常必要的。结构自建成之始就处于温度变化的作用之中，因此，最理想的合拢温度应该是年平均温度或结构服役期间的平均温度，根据调查，惠州的年平均温度一般在20℃~25℃之间，因此合拢时的温度以20℃~25℃为最

7、佳。合拢缝的确定原则是：（1）合拢缝的位置应方便施工；（2）合拢缝应使结构的应力降低。通过计算和分析比较，确定合拢的位置为W-E轴（即结构东西轴线处）。在结构准备合拢的前一天下午对合拢缝处的几何尺寸进行测量，第二天上午再进行复测，根据测量数据进行合拢缝处构件下料。构件吊装时，确保非常顺利的就位，不得采取拉拽的措施强行安装。合拢缝处杆件采用卡马临时定位，分为两个区域分别同时焊接连接，实现合拢。5.3桁架吊装技术1、吊点位置选择根据桁架形状，截面，长度，起重机性能等具体情况确定吊点位置和吊点数量。7由于桁架柱需垂直就位，采用两点

8、吊装。悬臂桁架截面为三角形，为了保证分段桁架在吊装过程中的稳定形，空中姿态的可调节性，并防止分段桁架发生变形，设置四个吊点，两侧吊点相距重心位置11m左右。吊装过程中在钢丝绳上采用手拉葫芦做为调整构件空中姿态的措施，当构件出现不平衡时，采用拉手拉葫芦的办法调平构件再进行吊装就位。桁架重心见