鄭州體育館戶外鋼結構加固
1.項目概述
該體育館采用內設張拉膜的鋼屋蓋體系,鋼屋蓋為“單層折面空間網格結構”,平面形狀為圓形,平面尺寸半徑為72m,鋼屋蓋最高點標高為36.140m,鋼屋蓋由16個形狀相近的結構單元構成,雙軸對稱,鋼結構總重量約5800t。此空間網格結構在國內為首例,施工難度不亞于北京奧運會主體育場——“鳥巢”。
該體育館鋼結構屋蓋的安裝方法采用“高空定點拼裝、累計旋轉滑移;先主后次吊裝、液壓同步卸載”的施工思路。即鋼結構制作廠加工的鋼構件按照吊裝順序分批散件運輸到施工現場,在體育館內、外地面將桿件制作單元組裝成吊裝單元,在定點拼裝區域內對稱搭設兩組高空定點拼裝平臺,然后將結構桿件吊裝就位,組裝為一個滑移單元,組裝完成后沿順時針方向旋轉滑移22.5º,第一單元滑移到位后在原組裝位置組裝下一個滑移單元,這樣依次完成整屋蓋結構的拼裝。
根據該屋蓋的結構特點,將每兩個關于中心對稱的結構單元作為一個滑移單元,這樣整個屋蓋就被分為8個滑移單元;茊卧c拼裝按照先主結構桿件后次結構桿件的次序吊裝,并且在此階段次結構僅為臨時固定,在結構整體卸載完成后次結構才被最終焊接。整個屋蓋結構在組裝完畢前都支撐在臨時胎架支撐上,屋蓋結構卸載時,根據分級卸載次數和每次卸載量將屋蓋與臨時胎支撐架逐漸脫離,使結構穩步成型,最終形成獨立的受力體系。
在旋轉滑移和卸載過程中可能會因對稱滑移不是完全同步,引起不允許的變形和位移,以及臨時支撐、結構本身剛度不夠和構件在附加荷載下產生變形或失穩等,這些不可預見的因素都有可能造成嚴重的后果;再加上該屋蓋跨度大(144m),結構形式復雜,施工難度大,為降低施工風險要求對鋼屋蓋結構旋轉滑移及卸載過程進行結構應力監測,實時監測關鍵桿件及主要部位的應力變化情況,并及時反饋給施工指揮中心,發揮信息化施工作指導作用。