浙江省科技方案工程廣廈建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司1、工程概況

樂(lè)清市體育中心工程位于樂(lè)清市旭陽(yáng)路，由體育場(chǎng)、游泳館和體育館組成，總建筑面積61378㎡。體育場(chǎng)游泳館體育館第一局部：概述

體育場(chǎng)建筑面積21058㎡，結(jié)構(gòu)高度42.60m，屬于高層建筑。地上2層，罩棚為月牙形非封閉空間索桁體系，主鋼結(jié)構(gòu)為鋼管混凝土環(huán)梁和斜柱形成的錐面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，屋面覆蓋PTFE膜。體育場(chǎng)效果圖⑴主鋼結(jié)構(gòu)主鋼結(jié)構(gòu)由40根鋼管混凝土斜柱和上下兩道鋼環(huán)梁組成。柱截面最大直徑到達(dá)Ф2100，鋼板厚度到達(dá)70mm；環(huán)梁1500X50鋼管，構(gòu)件材質(zhì)Q345B。⑵索桁架整個(gè)屋蓋為月牙形空間三維曲面，環(huán)索不封閉。38榀懸挑索桁架，最大懸挑約57m，拉索最大直徑到達(dá)125mm。⑶膜結(jié)構(gòu)膜屋面共分31組，每組由6個(gè)膜片單元組成，膜片單元四周邊界分別與環(huán)梁、下弦索及鋼拱等進(jìn)行連接。2、特點(diǎn)與難點(diǎn)

1、工程概況體育場(chǎng)有40根大截面鋼管混凝土斜柱，均向外傾斜；鋼環(huán)梁分上下兩道，鋼柱最高到達(dá)42.60m。上環(huán)鋼梁柱間支撐下環(huán)鋼梁鋼柱鋼結(jié)構(gòu)體系圖

主鋼結(jié)構(gòu)軸測(cè)圖

結(jié)構(gòu)吊裝示意圖2.2鋼構(gòu)件分段斜柱根據(jù)長(zhǎng)度分為2~4段。上下環(huán)梁在斜柱處斷開(kāi)，各斜柱間的環(huán)梁作為一個(gè)吊裝分段。斜柱上帶一段450mm長(zhǎng)的環(huán)梁作為連接端頭?！惨环N顏色代表一個(gè)吊裝單元〕鋼結(jié)構(gòu)分段示意圖

斜柱分段展開(kāi)圖：鋼結(jié)構(gòu)梁柱立面展開(kāi)分段示意圖鋼柱吊裝示意圖2.3鋼管斜柱吊裝采用150噸履帶吊單機(jī)回轉(zhuǎn)法直接起吊，兩臺(tái)履帶吊同時(shí)作業(yè)。鋼柱吊裝示意圖承臺(tái)基坑柱腳螺栓墊層混凝土首節(jié)鋼柱吊裝示意圖首節(jié)鋼柱安裝情況末節(jié)鋼柱安裝示意圖各節(jié)鋼柱安裝情況2.4環(huán)梁吊裝環(huán)梁吊裝從兩邊往中間吊裝鋼梁吊裝示意圖鋼梁吊裝示意圖環(huán)梁在中間合擾。

鋼柱不同標(biāo)高位置設(shè)置纜風(fēng)繩，主要是在鋼柱吊裝完成后以利于調(diào)整鋼柱的坐標(biāo)。纜風(fēng)繩設(shè)置示意圖2.5焊接變形控制措施2.5.1總體原那么分區(qū)進(jìn)行、對(duì)稱施工；單桿雙焊、雙桿單焊；每步歸零、科學(xué)合攏。分區(qū)進(jìn)行、對(duì)稱施工把整個(gè)平面分為8個(gè)焊接施工區(qū)，以圓心為對(duì)稱點(diǎn)進(jìn)行焊接，即A對(duì)A1、B對(duì)B1、C對(duì)C1、D對(duì)D1。單個(gè)桿件采用對(duì)稱焊接的方法，1對(duì)1、2對(duì)2，以減小焊接變形。1122對(duì)稱施工示意圖2.5.3單桿雙焊、雙桿單焊

單桿雙焊：連接于同一構(gòu)件的兩對(duì)稱焊縫，采用兩人對(duì)稱焊，要求保證焊接速度一致，焊接電流、電壓參數(shù)一致。雙桿單焊：一根兩端均有較大拘束度的桿件，先焊接一端，待焊縫溫度冷卻至常溫方可進(jìn)行另一端的焊接。先焊后焊同時(shí)焊接單桿雙焊圖

雙桿單焊圖每步歸零、科學(xué)合攏在2-95軸、18—20軸、73—75軸設(shè)置三道施工合攏縫，如以下圖所示。合攏溫度為20℃±2℃。合攏縫設(shè)置合攏縫合攏縫合攏縫焊接工藝2人對(duì)稱分層施焊。每層起弧點(diǎn)要相距30～50ｍｍ，防止缺陷集中在一處。每焊一層要認(rèn)真清渣。起弧點(diǎn)桿件圍焊示意圖鋼柱防護(hù)棚

鋼柱安裝共有兩個(gè)焊接斷面位置，一個(gè)是下節(jié)柱與柱腳的焊接，防護(hù)棚的搭設(shè)可以在地面搭設(shè)鋼管架子；另一個(gè)是下節(jié)柱與上節(jié)柱之間的焊接。鋼柱焊接防護(hù)棚環(huán)梁防護(hù)棚

鋼環(huán)梁在高空焊接主要有兩個(gè)焊接斷面位置，防護(hù)棚均采用鋼管抱環(huán)梁的方法搭架子。鋼梁焊接防護(hù)棚焊后保溫為了保證焊接完成的焊縫冷卻速度較慢，不產(chǎn)生焊接缺陷，采用保溫巖棉將其覆蓋，覆蓋范圍在焊縫周圍800mm，覆蓋時(shí)間2~3小時(shí)。圖25：鋼柱焊縫保溫?zé)o損檢測(cè)對(duì)焊縫進(jìn)行探傷檢驗(yàn)。對(duì)探傷結(jié)果進(jìn)行分析。鋼柱無(wú)損檢測(cè)3、施工情況現(xiàn)場(chǎng)吊裝現(xiàn)場(chǎng)吊裝體育場(chǎng)主鋼結(jié)構(gòu)完成后的現(xiàn)場(chǎng)照片圖28：實(shí)際施工圖主鋼結(jié)構(gòu)完成后的現(xiàn)場(chǎng)照片交叉節(jié)點(diǎn)外上徑向索上環(huán)梁下環(huán)梁吊索外下徑向索膜結(jié)構(gòu)及鋼拱內(nèi)下徑向索內(nèi)上徑向索壓桿上環(huán)索下環(huán)索1、索桁架總體施工方案低空無(wú)應(yīng)力組裝、空中牽引提升、高空分級(jí)同步張拉。2、環(huán)索組裝胎架搭設(shè)看臺(tái)兩端搭設(shè)腳手架進(jìn)行安裝，架體高約1~6m，寬約4m，長(zhǎng)約45m；立桿間距1.5×1.5m，水平桿步高1.8m。

a〕三維圖b〕胎架詳圖

3、

地面組裝、空中牽引提升a〕組裝環(huán)索及其壓桿b〕組裝上弦索和上弦工裝索

上徑向索牽引提升設(shè)備和工裝示意圖

c〕組裝吊索d〕組裝下弦索及下弦工裝索

下徑向索牽引示意圖

e〕組裝穩(wěn)定工裝索工廠制索4、組裝、提升施工圖片運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)拉索展開(kāi)上環(huán)梁安裝作業(yè)掛架安裝環(huán)索及索夾安裝斜向提升千斤頂安裝徑向索及索夾提升上徑向索，帶動(dòng)環(huán)索固定上徑向索牽引下徑向索至下環(huán)梁耳板4.1、邊索液壓牽引提升銷接到位

本次張拉過(guò)程將投入72臺(tái)千斤頂，8臺(tái)YCW250B千斤頂。每1個(gè)油泵和2臺(tái)千斤頂組合成為一套張拉器具，完成一榀下弦索的張拉工作。4、高空分級(jí)同步張拉〔1〕采用同步張拉下徑向索，即僅主動(dòng)張拉下徑向索，而上徑向索、環(huán)索、吊索和壓桿等均為被動(dòng)張拉。〔2〕分級(jí)同步張拉。〔3〕模擬張拉過(guò)程，進(jìn)行施工全過(guò)程力學(xué)分析?！?〕拉索張拉控制采用雙控原那么，以控制張拉力為主。4.2、張拉方法注意點(diǎn)：1、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%。2、同步張拉細(xì)分為5級(jí)：初緊狀態(tài)->20%->40%->60%->80%->92%->105%。其中前5級(jí)以張拉行程控制，最后一級(jí)以索力控制，張拉過(guò)程中，索力和張拉行程綜合對(duì)照。膜屋面分31組，每組由6個(gè)膜片單元組成，單元膜片四周邊界分別與壓環(huán)箱梁、下弦索及鋼拱等進(jìn)行連接，單元布置圖如下：

膜安裝之前的索桁結(jié)構(gòu)鋼拱安裝完畢

在膜單元安裝位置的鋼拱上、鋼索上，每隔兩米布置提升吊點(diǎn)。

膜單元吊裝、安裝預(yù)應(yīng)力施加順序：先邊角，后中部；先短邊，后長(zhǎng)邊；對(duì)稱張拉。一個(gè)單元6個(gè)膜片標(biāo)識(shí)為：膜片1、膜片1′→膜片2、膜片2′→膜片3、膜片3′。膜單元張拉順序示意圖如下：⑴.鋼索內(nèi)力〔光纖光柵、磁通量、加速度傳感器〕；⑵.剛性構(gòu)件〔環(huán)梁及角柱〕應(yīng)力〔光纖光柵傳感器〕；⑶.溫度〔環(huán)境溫度、鋼結(jié)構(gòu)外表溫度〕〔氣溫測(cè)量?jī)x、光纖光柵傳感器〕；⑷.風(fēng)向、風(fēng)速；〔風(fēng)向儀、風(fēng)速儀〕⑸.膜面風(fēng)壓?！诧L(fēng)壓儀〕1、監(jiān)測(cè)內(nèi)容光纖傳感器（FBG）磁通量傳感器（EM）風(fēng)向儀風(fēng)速儀２、測(cè)點(diǎn)布置①索力測(cè)點(diǎn)三維示意圖②監(jiān)測(cè)索體軸線③外圍鋼框架的應(yīng)力測(cè)點(diǎn)④體育場(chǎng)軸線編號(hào)①②③④３、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)光纖光柵采集系統(tǒng)磁通量采集系統(tǒng)加速度采集系統(tǒng)４、監(jiān)測(cè)成果2021/6/30〔1〕索系張拉完畢后，將磁通量(EM)和光纖(FBG)的測(cè)量結(jié)果與設(shè)計(jì)張拉力進(jìn)行比照，發(fā)現(xiàn)：大多數(shù)拉索的實(shí)際張拉力與設(shè)計(jì)值的相對(duì)誤差在10%以內(nèi)。〔2〕從索系張拉完畢后至2021年6月30日，上、下徑向索以及環(huán)索的索力值沒(méi)有出現(xiàn)明顯的變化，索系的預(yù)張力總體上維持穩(wěn)定的狀態(tài)。2021/6/30〔3〕外部作用〔包括荷載和溫度作用等〕對(duì)上下徑向索的索力影響較環(huán)索敏感。上徑向索的索力最大變化幅值與其時(shí)程均值相比在20%以內(nèi)，下徑向索不超過(guò)15%，而環(huán)索小于10%?！?〕索系施工張拉結(jié)束后的加速度測(cè)試數(shù)據(jù)說(shuō)明，結(jié)構(gòu)的