韓林福 劉衛(wèi)兵 徐敏嘉 楊 旭

(1.常熟市眾聯(lián)建筑工程咨詢有限公司，江蘇常熟 215500;2.南京東大現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力工程有限責(zé)任公司，江蘇南京 210018)

1 工程概況

樂(lè)清體育中心體育場(chǎng)結(jié)構(gòu)主體為鋼管混凝土環(huán)梁和斜柱形成的錐面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，屋面采用彎月形非封閉空間索桁體系覆蓋PTFE膜材，體育場(chǎng)南北長(zhǎng)約229 m，東西寬約211 m，柱頂標(biāo)高為42 m，最大懸挑端跨度約57 m。該結(jié)構(gòu)體系主結(jié)構(gòu)主受力索為上下弦索和環(huán)索構(gòu)成的三角或交叉索桁架，在主結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，增加了膜面次構(gòu)，包括膜面二鉸拱和環(huán)向構(gòu)造索(見(jiàn)圖1)。

屋面主結(jié)構(gòu)由上弦索、下弦索、吊索、環(huán)索、壓桿、上下環(huán)梁及斜柱構(gòu)成(見(jiàn)圖2)，是典型的雙層懸索結(jié)構(gòu)。

圖1 體育場(chǎng)主結(jié)構(gòu)

拉索主要采用95%鋅+5%鋁的混合稀土合金(Galfan)鍍層的光面鋼絲束索，局部少量采用鋼拉桿;壓桿則采用圓鋼管。

2 總體施工方案

圖2 索桁架各構(gòu)件

1)在支撐架上拼裝外環(huán)剛構(gòu)，包括斜柱、環(huán)梁以及斜柱間交叉撐(鋼拉桿)等。

2)索網(wǎng)體系安裝采用低空組裝和空中牽引提升的方法將索桿系安裝至高空的施工方法。

3)采用被動(dòng)張拉技術(shù)進(jìn)行索桁架張拉，即:選擇關(guān)鍵的，且張拉力小的下徑向索作為主動(dòng)張拉索，而其他索和桿均被動(dòng)張拉。

4)膜面次結(jié)構(gòu)吊裝及膜面安裝:利用吊機(jī)安裝膜面次結(jié)構(gòu)(鋼拱和構(gòu)造索)，分單元對(duì)稱進(jìn)行膜面的展開(kāi)、連接和張拉。

5)其他附屬設(shè)施的安裝。

3 預(yù)應(yīng)力拉索安裝

1)拉索展開(kāi)。

拉索是成盤運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，需要在拼裝部位處展開(kāi)后方能安裝。展開(kāi)方法為索盤固定在一端，另一端以卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引(輔以吊機(jī))，展開(kāi)拉索。為保護(hù)拉索Galfan鍍層，預(yù)先在拉索展開(kāi)路線上鋪以滾輪，讓索在滾輪上前行展開(kāi)。

2)拉索安裝。

大部分環(huán)索在看臺(tái)內(nèi)側(cè)地面及支架上組裝，兩端環(huán)索在看臺(tái)上搭設(shè)的腳手支架(約1 m～6 m高)上組裝(見(jiàn)圖3)，而后安裝上下環(huán)索之間的壓桿;利用上徑向工裝索牽引組裝外環(huán)梁和環(huán)索之間的上徑向索，然后組裝吊索、下徑向索和壓桿;利用上徑向工裝索整體牽引提升索桿系至高空，將上徑向索和下徑向索與外環(huán)梁連接，完成索桿系安裝。

圖3 兩端看臺(tái)腳手支架組裝圖

4 索網(wǎng)體系提升、牽引

先進(jìn)行分級(jí)加載試提升。通過(guò)試提升過(guò)程中對(duì)提升索桿系、外圍結(jié)構(gòu)以及牽引提升設(shè)備系統(tǒng)和工裝的觀察和監(jiān)測(cè)，確認(rèn)符合模擬工況計(jì)算和設(shè)計(jì)條件，保證牽引提升過(guò)程的安全。

初始牽引提升時(shí)，各牽引點(diǎn)提升器伸缸壓力應(yīng)緩慢分級(jí)增加，最初加壓為所需壓力的40%，60%，80%，90%，在一切都穩(wěn)定的情況下，可加到100%，即索桿系試提升離開(kāi)環(huán)索組裝胎架。

在分級(jí)加載過(guò)程中，每一步分級(jí)加載完畢，均應(yīng)暫停并檢查，如:索桿系和工裝等加載前后的變形情況，以及周邊結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性等情況。一切正常情況下，繼續(xù)下一步分級(jí)加載。

初步牽引提升階段一切正常情況下開(kāi)始正式牽引提升。

上弦索的索頭靠近上環(huán)梁時(shí)暫停，各牽引點(diǎn)微調(diào)，精確調(diào)整索頭的調(diào)節(jié)裝置，使上弦索的索頭與上環(huán)梁連接就位。然后液壓千斤頂卸載、拆除，完成牽引提升。

5 索網(wǎng)體系的張拉

1)為控制結(jié)構(gòu)的整體形狀，保證同步張拉均勻性，下徑向索同步分級(jí)張拉;為彌補(bǔ)張拉錨固預(yù)應(yīng)力損失和長(zhǎng)期徐變預(yù)應(yīng)力損失，最后超張拉至105%;同步張拉細(xì)分為5級(jí):初緊狀態(tài)→25%→50%→75%→90%→105%。其中前4級(jí)以張拉行程控制，最后一級(jí)以索力控制。

2)張拉點(diǎn):下徑向索與下環(huán)梁連接的索頭。

3)拉索張拉控制采用雙控原則:控制張拉力和位形，其中以索力為主。索力控制，即控制下徑向索的張拉力。位形控制，即控制環(huán)索節(jié)點(diǎn)位移。

6 索桁架施工分析

張拉前模擬張拉過(guò)程，進(jìn)行施工全過(guò)程力學(xué)分析(見(jiàn)表1)，預(yù)控在先。施工中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)豎向坐標(biāo)變化曲線見(jiàn)圖4，關(guān)鍵索力變化曲線見(jiàn)圖5。

表1 張拉過(guò)程分析工況

在張拉過(guò)程中，對(duì)張拉力、索桁架關(guān)鍵點(diǎn)位移等進(jìn)行了監(jiān)控，實(shí)測(cè)值及趨勢(shì)與理論值基本吻合。

圖4 施工中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)豎向坐標(biāo)變化曲線

圖5 施工過(guò)程中關(guān)鍵索力變化曲線

7 結(jié)語(yǔ)

預(yù)應(yīng)力索桁架在整個(gè)體育場(chǎng)工程施工中占有非常重要的地位，施工過(guò)程中采取了一系列的技術(shù)措施，解決了拉索展開(kāi)、組裝、牽引、安裝和張拉等施工難點(diǎn)，圓滿完成了索桁架施工。通過(guò)施工計(jì)算，對(duì)張拉過(guò)程中結(jié)構(gòu)的反應(yīng)進(jìn)行了監(jiān)控，索桁架施工監(jiān)控結(jié)果與施工計(jì)算分析的理論值較吻合，圓滿完成了索桁架施工，為今后類似工程的施工提供了經(jīng)驗(yàn)。

［1］羅 斌，褚靖宇，劉榮君，等.索穹頂“ω”形整體提升安裝張拉成型施工工法［Z］.2009～2010.

［2］劉錫良.現(xiàn)代空間結(jié)構(gòu)［M］.天津:天津大學(xué)出版社，2003.

［3］陳志華.張弦結(jié)構(gòu)體系［M］.北京:科學(xué)出版社，2013.