体育场径向环形大悬挑钢结构综合施工技术研究.docx
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1、体育场径向环形大悬挑钢结构综合施工技术研究体育场径向环形大悬挑钢结构综合施工技术研究1工程概况马鞍山市体育中心体育场位于花山区,北临湖南东路,西至霍里山大道,南接安工大新校区,东临规划中的秀山路,项目占地750亩。其中体育场工程占地面积5.84万平米,东西长约250m,南北长约300m,总建筑面积62044.59m2,建筑高度为47.5m,有3.67万个座位席,属于甲级大型体育建筑。整个体育场呈不规则椭圆形,中间设有一个国际标准足球场和跑道,四周环形看台为由内向外、由低到高的叠级造型,最外圈20个楼梯结构和32根劲性柱作为上部钢结构的支撑点。2工程特点本工程上部钢结构罩棚为径向倒三角桁架与双层
2、曲面网壳混合空间网格钢结构屋盖体系,工程主要材料为钢管,材质为Q345B,同时采用了大量锥管、弯管以及树形铸钢件。钢结构罩棚由悬挑主桁架和内外环桁架、腰桁架及支撑体系组成,主悬挑桁架最大悬挑长度37m,根部高度4m;主伸臂桁架支承于下部混凝土劲性柱上,墙面主桁架底部与混凝土结构的侧面相连。体育场北侧为无劲性柱结构,罩棚由4个树形柱支撑。南侧结构没有支撑,水平跨度63米,受力形式采用了桥梁的设计概念。俯视图正立面图侧立面图相贯面屋盖桁架结构分为:倒三角形管桁架结构和双层网壳结构;共有32榀倒三角形桁架和平面桁架柱,桁架与桁架之间由内、外环向次桁架进行连接;整个钢结构罩棚由4根树形柱、2根二叉柱、
3、2根三叉柱和30根四叉柱进行支撑,空间钢结构桁架中工包括11种不同类型的铸钢件节点110个。剖面图树形柱3树形柱安装及焊接技术(1)收集、整理类似树形柱类、三维异型铸钢节点施工资料,进行模拟预拼装和试焊接及吊装试验,控制树形柱加工焊接精度和焊接变形,选择合理的组装和焊接顺序,通过局部加热消除焊接应力。(2)采用工厂进行树形柱分段焊接,分别现场采用450t履带吊进行吊装对接焊接,为确保对接焊位置满焊到位,采用树形柱对接处的四块封板后封的办法,待焊工由封板位置间隙进入四管中心处施焊,最后再封闭四块封板。(3)根据现场实际情况及吊车吊装重量,对树杈及其树冠三维异型铸钢件在地面拼装完成后一起吊装,确保
4、安装精度及变形控制。树形柱剖面图安装第一段与第二段柱对接安装第二段圆管柱与底部树圆管柱之间的4块封板安装第三段圆管柱安装第三段圆管柱与第二段圆管柱之间的4块封板安装上部四叉柱4径向大悬挑钢结构的分段、组合及吊装技术(1)屋面结构形式为径向倒三角桁架+双层网壳混合结构体系,屋盖外型为空间三维曲面。主桁架成“7”字状,构件最大跨度达37米,立面高度21米。根据仿真模型选择最优切割段,将主桁架构件合理分为2段,更利于吊装及拼接,主桁架吊装单元全部在地面胎架焊接完成,减少空中对接安装难度,并有效保障焊接质量。(2)通过对屋面钢结构吊装进行归类,按照不同位置及安装顺序对整个屋面桁架进行合理划分成若干单元
5、,先在地面胎架焊接完成后再进行空中对接焊。 (3)墙面桁架受吊装重心摆动影响,无法直接采用钢丝绳进行起吊,为减少吊装摆动幅度及吊装过程安全,经现场优化采用焊制“钢扁担”进行转换吊装。屋面桁架分段布置图吊装示意图5钢构件吊装设备的选型及吊装(1)根据吊装单元的划分,计算出各吊装单元的重量,吊装作业距离,进行吊装设备的选取,根据主桁架、墙桁架吊装选取450t履带吊,次桁架、环桁架及散件采用180t、130t履带吊。(2)根据吊装顺序及屋面整体稳定性,合理安排吊装设备数量。单元类型单元数量(榀)单元重量(t)吊装机械作业半径(m)额定起重量(t)备注主桁架3157.9-115.7450t24-321
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