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大跨度穹顶式弧形桁架施工

文档名称:大跨度穹顶式弧形桁架施工
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文档名称:大跨度穹顶式弧形桁架施工
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上传者:Rich
添加时间:2019/05/21
内容摘要:
结构施工
大跨度穹顶式孤形桁架施工
马泉2鲍光卿王贝贝赵强2刘汇东
1.武汉大学土木建筑工程学院武汉430064;2.中建三局集团有限公司西北分公司西安710065;
中建钢构有限公司深圳518040
摘:新疆大剧院弧形桁架结构施工具有周期长、结构安全稳定性差的工程特点。以此为背景,采取对弧形桁架结构
受力分析,进行计算机模拟预拼装和整体吊装等施工技术相结合的施工方案,同时对施工顺序和施工流程进行优化组
织施工。该施工方法节约了大量胎架的制作和安装,降低工程成本,取得了良好的经济效益。
关键词:大跨度穹顶弧形桁架模拟拼装吊装
中日分类号:TU758
文献标识码:B
文章编号:1004-1001(2014)10-1144-03
Construction of Long-span Dome Type Belfast Truss
Ma Quan
Bao Guangqing
Wang Beibei Zhao Qiang? Liu Huide
1. School of Civil Engineering, Wuhan University Wur
430064
2. Construction of Three Construction Projects in the Northwest Branch Co, Ltd. Xi'an 710065
3. China Construction Steel Structure Co.. Ltd. Shenzhen 518040
1工程概况
新疆大剧院工程位于新疆维吾尔自治区昌吉市国家
南側外壳
北外藺
农业科技园核心区,由台基层及大剧院主体2部分组成,
其中台基层是一个底座246m×162m,高6.75m的长方
台;大剧院主体建筑由里外套的伊斯兰穹窿造型构成,内
核是椭球体,椭球底平面长边长140m,短边长90m,高
58m。整个建筑只有舞台台仓属于地下建筑,其余均为地
上建筑。值得注意的是,大剧院的外侧,即是一个自成体
图1屋盖外売面钢结构三维示意
系的大跨度穹顶式弧形桁架形成的自承重売体,外壳高度
达78.3mo
模拟预拼裝结果指导地面拼装,使桁架结构的精度控制达
该工程屋盖外壳面分为北侧売面和南侧売面2部分,到要求,避免高空就位时发生错位
每部分有26榀主桁架构件。外売面主要采用钢管相贯焊钢
(c)通过弧形桁架整体吊装,在无支撑胎架情况下,
桁架结构体系(图1)。在南侧売面A-b4轴和Ab5轴之间,实现首段单福重达35t,弧长达到35m,竖向高度达到
以及Ab22轴和Ab23轴之间设置2部从+47.40m标高通往31m精确就位。吊点和吊装用具的设计均进行模拟验算分
+6.70m的钢飞梯。
析,以确保桁架吊点处受力及变形在规定范围内。
2施工思路
3工程施工难点与对策
(a)针对新疆大剧院内外壳弧形桁架弧度、截面及3.1钢结构深化设计难度大3
壁厚不断变化的结构特点,通过采用 Midas7.30软件对弧形
难点分析:钢构件质量约11000t,钢构件分布范围
桁架结构进行受力分析,并根据其受力情況对桁架进行合广,内外壳屋盖桁架造型复杂,节点变化多,技术要求
理分段
高。设计稍有偏差就会对制作安装质量、进度带来影响。
(b)针对内外壳弧形桁架的独特造型,采取计算机
对策:施工图设计深化需满足制作要求。深化时按现
场安装顺序分阶段安排设计工作,形成流水,从而保证制
作、安装施工。引入先进的深化设计软件用于三维制造数
作者简介:马泉(1985-),男,硕士研究生,工程师。
通讯地址:新疆乌鲁木齐新市区北京南路223号康源财富中心
据拎取,进行构件加工图的绘制,确保深化设计的高效率
19楼(830011)
和准确性。
收稿日期:2014-07-07
3.2钢结构制作
1144建筑施工第86卷第10期
难点分析:内外壳屋盖、楼盖桁架众多构件必须按空桁架杆件坐标控制是本工程测量的重点
间位置,对号入座地进行单件生产。否则将拼装困难,安
对策分析:建立钢结构三维模型,制定出桁架安装的
装误差超过设计要求,使得制作成本增加,工效低。而且空间三维控制点以及其三维空间坐标。针对不同的环节,
制作中的精度检测也比较困难。对于内外壳屋盖弧形桁架分别采取支座坐标换算法,小棱镜快速测量法以及棱镜坐
杆件精度控制和钢管相贯线切割、节点制作,则是本工程标测量拟合法进行测量施工。
制作的最大难点。
对策:选择相应的设备满足卷管、切割下料、构件端
施工工艺流程和操作要点
铣和精密相贯线切割等方面的要求。严格检查部件下料时4.1施工工艺流程
的尺寸,充分考虑焊接收缩量的因素,控制卷管截面尺寸
工艺流程如图2所示。
要求。结合现场施工顺序合理进行分段,满足加工制作要
结构分析

33大型机械设备选择与管理
受力分
1.墙部受力
确定分段面
难点分析:本工程结构跨度大,内部有混凝土结构,
2.架下接
吊机无法进入跨内,只能进行跨外吊装。吊装设备必须是
计算机模拟
起重能力大、作业半径大、灵活性强、性能良好的大型起
重机。
确定柠架节点
地面拼装
胎架放线测量
对策:现场拟采用1台4500kN履带吊(塔式工况)和
2台3500kN震带吊(塔式工况)和2台3000kN汽车吊作
拼装完成
为主吊装设备,进行桁架分段吊装,桁架间连系杆件由土
超庐波探伤
探伤合格
吊装前检查
建塔吊配合小型汽车进行补装。
踪测量观测
整体吊装
.吊具检查
2.吊车检查
3.4钢结构安装
难点分析:钢结构安装进度需要满足整体要求,工期
紧。南北两侧各有26榀主桥架,最高榀桁架高71.4m,水
图2施工工艺流程
平投影跨度55m。屋盖内壳面有10榀主桁架,最高榀桁
架高57.5m,跨度90m。组装单元构件、分段散件安装量4,2关键施工技术
大,桁架高空对接精度要求高。
根据新疆大剧院内外壳弧形桁架弧度、截面及壁厚不
对策:根据桁架自身结构特点,通过有限元分析软件断变化的结构特点,通过采用 Midas7.30软件对弧形桁架结
计算,确定合理的桁架分段点,尽量减少胎架使用量。通构进行受力分析,根据其受力情况对桁架进行合理分段
过计算软件模拟施工过程,在桁架拼装、安装阶段进行标针对内外壳弧形桁架的独特造型,采取计算机模拟拼装、
高预调整。加强桁架安裝精度控制及连接成片效果控制。精确放线后进行地面拼装;內外壳首桁架安装在无支撑胎
根据现场实际情况设计相应的临时支撑或千斤顶、缆风绳架情况下,依靠弧形桁架自身质量进行安装就位。
等调节装置进行校正。
4.3施工要点
3.5钢结构焊接
4.3.1确定分段面
难点分析:由于桁架钢管的异向性,将有大量的钢管
根据可作为桁架分段面区域,通过 Midas7.30分析,确
相贯线焊接。为满足吊机起重性能,桁架构件需要分段安定该分段面在自身质量站立情况下桁架自身变形及下挠符
装,使现场钢管焊接量増大。由于钢管直径大、壁厚,高合安装精度,确定分段面区域。为了满足设计对接要求,
空焊接
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