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關于網架吊裝

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    1 工程概況 

廣東奧林匹克體育場是“九運會”的主會場,擁有8萬個座位,其鋼屋蓋鋼結構總重11000t,設計新穎、獨特,采用東西兩條飄帶式桁架結構,飄帶合計全長828m,寬78m,飄帶最高點73m,最低點約50m,投影面積約6萬M2。鋼屋架分別由徑向主桁架、環向主桁架、徑向次桁架和環向次桁架組成,整個鋼屋架靠21根塔柱上的42片榀主桁架支承,每榀主桁架,每根塔柱上有2榀主桁架,其后部有2根拉索予以調節平衡。鋼桁架由進口H型鋼(材質為ASTM572 Grade50低合金鈮釩優質結構鋼)焊接而成,由于采用飄帶式設計,每根柱,甚至同根柱上的每榀主桁架標高都不相同,相鄰柱間標高最大相差7m,8000個高空焊接接頭無一相同。 
 
H型鋼 h b tw tr 
弦桿 570~394 455~398 78~11 125~18 
腹桿 435~340 412~250 36~9 57~14 
 
  2 吊裝方案的選擇 

  吊裝方案的制定受各種條件的制約,如環境、工期、安裝工藝以及經濟條件等等。 

  2.1 環境條件 

  由于整個工程都處于趕工狀態,所以不能遷就鋼屋架的吊裝要求來安排其他土建工程的施工工序。鋼屋架吊裝時,體育場的看臺等土建結構已經完成,只能由場外吊裝,且考慮到主桁架重心靠外,宜采用場外吊裝。 

  2.2 安裝工藝要求 

  2.2.1 焊接方面 

  主桁架對接接頭最厚板為125mm,最薄60mm,為了保證焊接質量和節約時間,板厚45mm以上的焊接接頭盡量在地面焊接。 

  2.2.2 穿軸方面的要求 

  主桁架是用軸與事先固定在柱上的鉸支座相連的,但由于兩榀主桁架有標高差,兩榀主桁架的軸不是穿在同一條軸線上,只能單榀主桁架吊裝。 

  2.3 起重設備的限制 

  每榀主桁架最重127t,最輕98t,就位高度約50m(柱標高),最高點71m,所選吊車在這樣的吊裝高度和回轉半徑內,只能吊一榀主桁架。 

  2.4 工期方面的考慮 

  原總體施工進度安排鋼屋架安裝有10個月的工期,后由于設計圖紙出不來等原因,僅剩下5個半月時間,應采用移動容易的吊裝設備。 

  綜合考慮以上因素,徑向主桁架的吊裝采用500t汽車吊單榀整體吊裝,單榀徑向次桁架分前后兩段用250t履帶吊分別在場內外吊裝。采取流水作業以確保工期。為使屋蓋成飄帶形狀,設計上使每片徑向桁架的高底和仰角不同,從而與之連接的每根換環向桁架的焊接接頭的角度也不同,所以吊裝方案除要考慮以上因素外,還要考慮高空定位和連接的難易程度,最后選擇以徑向桁架為定位基準,用環向桁架來連接各徑向桁架。 
 
  3 吊裝技術難點及其措施 

  3.1 主桁架翻身 

  主桁架分三段在場外加工,在現場采用臥式拼裝,由于主桁架側向穩定性差,長75.1m,重120t,且前輕后重,在翻身過程中為防止變形,我們采用6個吊點,用300t為主和150t為輔二部吊車同步進行。 

  3.2 單榀主桁架吊裝要解決\"重\"、\"高\",側向穩定性差等問題 

  3.2.1 吊點的選擇 

  考慮吊車的起吊能力,我們采用一個主吊點和一個輔吊點的辦法,主吊點離主桁架的重心位置1~1.5m左右,輔吊點采用一組30t滑輪組,用倒鏈調節主桁架的仰角,每榀主桁架的仰角都不相同,最小的2.5o ,最大 12.5o,輔吊點同時也增強主桁架的穩定性,由于主吊點不在節點上,采用專用夾具夾住上弦,在主吊點兩邊,用桿件與下弦連接,改善上弦的受力狀態,避免上弦的局部變形。 

  3.2.2 利用臨時桿件,把主桁架的中間部分作局部加強,增強其側向剛度。 

  3.3 主桁架的就位和臨時固定 

  3.3.1 主桁架安裝精度要求高,支座允許誤差≤2mm。主桁架插入鉸支座槽內的二個孔板與槽的側向間隙。每邊只有3mm,軸徑Φ200mm,重200kg;鉸支座孔Φ200.3mm,間隙只有0.3mm;主桁架孔板上的孔是Φ202mm。后支座有8個螺栓孔,要同時就位,所以主桁架吊裝的垂直度和仰角精度要求都相當高,穿軸的難度相當大。我們在吊裝時已調好仰角,一般不用在高空再調整。為解決穿軸難題,我們在鉸支座邊做了一個托架并在任意方向都可用千斤頂調節,把200kg的軸預先對著鉸支座的孔調整好,待主桁架就位并與鉸支座孔對齊后用千斤頂頂入。 

  3.3.2 單榀主桁架的臨時固定,利用柱面上4m多的空間作臨時支撐,在52.4m懸臂端用2~3組纜風繩把它固定在兩邊相鄰的柱上。 

  3.3.3 主桁架吊裝完畢,立即采用150t履帶吊進行吊裝重達7t的鋼拉索。 

  3.4 徑向次桁架與環向桁架的吊裝 

  徑向次桁架與徑向主桁架等高、等長、外形尺寸相同,只是使用工字鋼的規格不同,每榀重量只有30~40t。把每榀徑向次桁架分成二段,分別由場內外吊裝,難點在于定位和安裝的順序安排。屋蓋的傳力方式是:環向次桁架→徑向次桁架→環向主桁架→徑向主桁架→塔柱。安裝順序必須考慮設計的傳力方式。為此,我們在完成相鄰塔柱上的徑向主桁架后,先吊裝二柱間后半部分的徑向次桁架。為支撐該半榀桁架,我們用一根Φ630mm的鋼管作臨時支撐,其作用一是支撐、二是用來調節徑向次桁架的標高。同時在徑向主桁架上立若干小桅桿,吊住一些環向桁架與之相連,待完成后半部分桁架及環向主桁架后,再吊裝前半部分徑向次桁架及其環向次桁架。 

   3.5 工期短 

    鋼屋架工程是在本體育場土建結構完成之后才進行施工。我司在1999年12月才接到不完整的施工圖,2000年1月完成進口鋼材訂貨,4月份鋼材到貨。整個屋蓋鋼結構工程,甲方要求必須在2000年11月完成,工期要求嚴格,沒有退路,如何確保工期,也是我們選擇施工方案所考慮的主要因素之一。我司以500t吊車吊主桁架,150t吊車吊主桁架之間的連接桿件及吊拉索;第二組250t吊車為主,吊徑向次桁架和環向桁架;300t吊車作主桁架翻身,150t吊車吊屋面板及檀條。采用流水作業的方式,從2000年5月31日吊第一榀主桁架至10月25日最后一榀桁架吊裝完成,僅用了5個多月的時間完成11000t的鋼結構吊裝和焊接,這在國內同類工程中是少見的。 
 
 4 結束語 

 廣東奧林匹克體育場鋼屋架工程,由于其造型獨特、構件重、技術要求高和工期短等條件限制,給施工帶來極大的困難。由于我司采取的施工方法特別是吊裝工藝和技術措施恰當,所采取的技術措施全部一次成功,提前完成了這一工程。為這一社會矚目的工程──全國第九屆運動會主會場的如期完工,奠定了基礎。 

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