體育文化與會展建筑作為城市文化的重要載體，已成為衡量城市開放度、活力和發(fā)展?jié)摿Φ闹匾獦?biāo)志之一。

1工程概況

三亞市體育中心體育場項(xiàng)目位于三亞市吉陽區(qū)，為甲級大型體育場，總坐席數(shù)約4萬。體育場長邊長304.4m、短邊長268.2m，地上4層，建筑標(biāo)高為45.300m，占地面積31 670.8m2，如圖1所示。

圖1體育場整體效果

體育場平面為不規(guī)則五邊形，下部為4層混凝土結(jié)構(gòu)看臺，上部為鋼結(jié)構(gòu)罩棚。罩棚以V形柱及受壓環(huán)梁為界，分為外圈鋼結(jié)構(gòu)和內(nèi)圈鋼結(jié)構(gòu)。

2施工關(guān)鍵技術(shù)

施工分區(qū)及總體施工工序

按施工流水段劃分，將外圍鋼結(jié)構(gòu)劃分為4個施工分區(qū)，如圖2所示。

圖2施工分區(qū)

根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及施工分區(qū)，按先南北區(qū)、后東西區(qū)順序，依次安裝鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋件、臨時支撐胎架、內(nèi)環(huán)梁、內(nèi)環(huán)V形柱、外環(huán)梁、外幕墻斜柱及屋面交叉梁等，整體鋼結(jié)構(gòu)吊裝并焊接完成后進(jìn)行臨時支撐體系卸載及拆除。

對于內(nèi)環(huán)V形柱，考慮本工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及施工便捷性，南北區(qū)V形柱安裝順序?yàn)橄萔形柱、后環(huán)梁，東西區(qū)V形柱安裝順序?yàn)橄拳h(huán)梁、后V形柱。

根據(jù)施工場地及構(gòu)件分段特點(diǎn)，吊裝主要選用2臺400t、2臺300t及1臺200t履帶式起重機(jī)。

總體安裝流程為：南北區(qū)胎架、內(nèi)環(huán)梁及內(nèi)環(huán)V形柱→東西區(qū)胎架、內(nèi)環(huán)梁及內(nèi)環(huán)V形柱→南北區(qū)外環(huán)梁及外幕墻斜柱→南北區(qū)屋面交叉梁→東西區(qū)外環(huán)梁及外幕墻斜柱→東西區(qū)屋面交叉梁→臨時支撐胎架卸載及拆除。

鋼結(jié)構(gòu)安裝零狀態(tài)位形確定

根據(jù)整體結(jié)構(gòu)一次成型計(jì)算結(jié)果，外圍鋼結(jié)構(gòu)初始態(tài)與放樣零狀態(tài)有一定差距，而設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┙Y(jié)構(gòu)位形為初始態(tài)位形。為使預(yù)應(yīng)力張拉完成后結(jié)構(gòu)位形與設(shè)計(jì)的初始態(tài)位形一致，需對外圍鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行2個階段找形預(yù)偏。

1）階段1  

基于外圍鋼結(jié)構(gòu)詳細(xì)施工仿真分析及預(yù)應(yīng)力張拉施工仿真分析結(jié)果，綜合考慮鋼結(jié)構(gòu)及預(yù)應(yīng)力張拉施工過程中結(jié)構(gòu)位形變化，確定預(yù)應(yīng)力張拉施工前外圍鋼結(jié)構(gòu)施工完成態(tài)位形。

2）階段2  

結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)一次成型與施工模擬計(jì)算結(jié)果，在深化過程中對受壓環(huán)梁進(jìn)行再次找形預(yù)偏，使鋼結(jié)構(gòu)施工模擬所得結(jié)構(gòu)位形與一次成型位形一致。

地面拼裝精度控制

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件為圓管及箱形截面，其中內(nèi)環(huán)梁、外環(huán)梁箱形截面構(gòu)件為彎曲構(gòu)件，為便于彎曲箱形構(gòu)件及圓管構(gòu)件工廠拼裝及現(xiàn)場安裝定位，在結(jié)構(gòu)模型中放樣出箱形梁構(gòu)件4條棱邊線及圓管構(gòu)件邊線在端口處的控制點(diǎn)（見圖3），給出斷口邊線定位點(diǎn)的現(xiàn)場安裝整體坐標(biāo)、現(xiàn)場拼裝局部坐標(biāo)及工廠拼裝的局部坐標(biāo)，并在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件端口位置打樣沖眼，以供現(xiàn)場各吊裝單元高空定位、現(xiàn)場各運(yùn)輸單元地面拼裝定位及工廠各零件地面拼裝定位。

圖3構(gòu)件端口控制點(diǎn)

此外，由于吊裝單元結(jié)構(gòu)特殊性，對內(nèi)環(huán)梁吊裝單元拼裝胎架進(jìn)行設(shè)計(jì)及驗(yàn)算，以保證地面拼裝精度。

臨時支撐體系設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目采用分段吊裝方式，需設(shè)置3圈臨時支撐胎架，根據(jù)胎架受力及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分為7種臨時支撐胎架，共126個。

對于南北區(qū)內(nèi)環(huán)胎架，由于V形柱向外傾斜角度較小，且胎架高度也相對較小，因此，采用單胎架形式；而對于東西區(qū)內(nèi)環(huán)胎架，由于V形柱向外傾斜角度較大，胎架高度也相對較大，需采用雙胎架形式，以保證胎架承載力及剛度。而對于外環(huán)胎架及中環(huán)胎架，胎架受力不大，可采用單胎架形式。此外，由于V形柱、外幕墻斜柱均為傾斜且角度各異，再加上混凝土結(jié)構(gòu)高低不平且局部高差較大，不僅需對不同傾斜角度構(gòu)件設(shè)計(jì)相應(yīng)的臨時支撐胎架頂部工裝，還需根據(jù)胎架底部支承條件設(shè)計(jì)不同底部工裝。此外，為使臨時支撐胎架頂部及底部工裝與構(gòu)件、下部混凝土結(jié)構(gòu)相匹配，建立上部鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)及胎架結(jié)構(gòu)的三維模型進(jìn)行碰撞檢查。

合龍縫設(shè)置及施工過程溫度效應(yīng)影響

根據(jù)施工分區(qū)設(shè)置4條合龍縫，如圖2所示，單條合龍縫由內(nèi)向外合龍。合龍縫部分桿件吊裝至高空后，通過臨時卡板及安裝螺栓固定，待合適的合龍時間再進(jìn)行桿件對接焊接。

為評估溫度及合龍縫對整體結(jié)構(gòu)的影響，選取整體結(jié)構(gòu)合龍前、后階段作為研究對象，分別研究升降溫及合龍縫對整體結(jié)構(gòu)的影響。

研究表明：升降溫對整體結(jié)構(gòu)變形及應(yīng)力有一定影響，但影響不大；通過沿對角方向設(shè)置4條合龍縫，可有效降低溫度效應(yīng)引起的不利結(jié)構(gòu)變形，有效釋放溫度效應(yīng)引起的結(jié)構(gòu)附加應(yīng)力。

臨時支撐體系卸載

本工程屬于大跨度空間結(jié)構(gòu)，當(dāng)結(jié)構(gòu)安裝完成后，臨時支撐結(jié)構(gòu)體系卸載將在結(jié)構(gòu)中引起較大內(nèi)力重分布，對結(jié)構(gòu)最終成型狀態(tài)有較大影響。根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及臨時支撐結(jié)構(gòu)體系布置，提出4種卸載方案，并進(jìn)行卸載模擬分析，對比主體結(jié)構(gòu)成型狀態(tài)、卸載過程主體結(jié)構(gòu)等效應(yīng)力和位移變化、卸載過程主體結(jié)構(gòu)支座反力變化及卸載過程臨時支撐胎架支座反力變化等。最終采用先卸載中柱胎架，然后從長軸方向附近開始逐步卸載南北側(cè)內(nèi)、外環(huán)胎架，最后從短軸方向附近開始逐步卸載東西側(cè)內(nèi)、外環(huán)胎架的同步卸載方案，卸載順序如圖4所示。

圖4卸載順序

轉(zhuǎn)載自《施工技術(shù)》