苏州工业园区体育场屋盖施工
发布人:管理员  发布时间:2016-05-08   浏览次数:646


工程概况:苏州工业园区体育场为“钢筋混凝土结构+钢支撑+单层索网索膜屋盖”,地上4层(主体2层、局部4层)、局部地下1层,建筑面积83000m2,最大跨度260m,座位数41000个,建筑高度54m,为国内跨度最大的单层索网结构。体育场屋面索膜,严格按照50年使用年限选材,“索”从瑞士全进口,“膜”由美国全进口,密闭性极高,能有效防止雨水的腐蚀。国外仅有科威特国家体育场采用大跨度单层索网结构,其环梁由斜看台悬挑梁支撑,不同于本工程的V形钢柱。这是世界上最大跨度的异形单层索膜结构体系,难度系数极大,在国际建筑史上都是第一个案例。因此,本工程体育场屋盖结构在全世界范围内是独一无二的。(图1、图2

施工工序流程:体育场屋盖的施工工序流程为:支撑胎架转换钢梁埋件安装→转换钢梁及胎架安装→关节轴承柱脚、压环梁、V形柱安装成一个稳定体系→顺序安装剩余钢结构→场地内部铺设环索及径向索→张拉径向索→安装膜拱结构→胎架卸载→幕墙安装。

施工过程中,工程院院士、东南大学教授和建筑行业专家,亲临现场指导,保证技术安全到位,应急措施合理。(图3

施工中应用的关键技术:1)本工程钢结构形式新颖、跨度大、受力大,为了保证节点的精度以及施工可操作性,首先,对构件节点和截面进行参数化设置,生成适合本工程的一些自定义参数化节点和参数化截面,以便提高效率和提高模型的准确性;其次,在模型的建立过程中深入细化,严格控制精度,避免误差的存在,对于存在的问题在建模的过程中就提出解决。

2)体育场V形柱支座为关节轴承连接节点,轴承定位套筒与耳板之间非常紧密,为了保证轴承节点安装的可操作性,对关节轴承节点进行有限元计算分析,并进行1:1模型性能试验;与设计院、轴承生产厂家协调沟通,确定套筒与支座耳板的合理间隙,确保现场安装的可操作性,此外,套筒滑动连接须进行必要的滑动能力试验。

3)为了掌握关键施工阶段索网的状态,验证施工过程中索网的稳定性,采用发明专利分析方法——“确定索网静力平衡状态的非线性动力有限元法”。通过引入虚拟的惯性力和黏滞阻尼力以及系列分析技术,建立整体结构的非线性动力有限元方程,将难以求解的静力问题转为易于求解的动力问题,并通过迭代更新索网位形,使动力平衡状态逐渐收敛于静力平衡状态。

4)体育场压环梁与底部12m大平台结构高差在1540m之间变化,而压环梁需进行高空对接,故采用格构式支撑胎架,胎架支撑以每4m6m为一标准节,胎架上下通过法兰盘加高强螺栓连接,在胎架下部设置转换钢梁,将上部荷载通过转换梁传递至周围的混凝土梁上,通过Midas计算出转换钢梁底部反力,并交由设计院复核。

5)体育场V形柱脚为铸钢件,柱脚下部为球形支座,设计要求柱脚支座的平面偏差为-5+5mm;柱脚支座的高度偏差为-5+5mm;钢结构整体卸载完成后,柱脚支座应位于支座转动的起始位置,转角偏差不允许大于施工图纸中最大计算转角的10%;为了保证安装精度,采用高精度全站仪对节点进行空间三维坐标控制,安装到位后,用全站仪激光捕捉空间三维坐标信息,将测量数值与设计预控制值比较,调整节点至设计位置。加强过程监测,构件安装过程中及时校正。(摘自建筑施工20165期张瀚文等文章)