国际赛车场钢结构安装施工技术样本.doc
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1、上海F1国际赛车场钢结构安装施工技术1 工程基础情况1.1 工程概况上海F1国际赛车场在上海市嘉定区安亭镇,是一座含有世界一流水准公共建筑。整个赛车场包含赛道、主、副看台、新闻中心、空中餐厅等多种配套设施。图1 上海F1国际赛车场主看台和新闻中心、空中餐厅看台部分及新闻中心、空中餐厅是整个工程主体结构,造型新奇别致。主、副看台屋盖均为悬臂钢结构,其中主看台为独立大钢柱和大悬臂工字形钢梁、连接梁组成,空间结构总重量为5800t。新闻中心和空中餐厅上部结构为大跨度钢桁架空间体系,不管在跨度覆盖空间和使用功效上全部含有极大优越性和竞争性,空间桁架结构含有受力合理,抗震性能好特点。新闻中心、空中餐厅总
2、重量为5700t。1.2 结构特点主看台设计采取通常体育场大跨度、大空间特点,和以往工程不一样是整个屋盖设计成两头悬臂式样,中间采取独立劲性钢柱为支承点。整个屋盖系统荷载全靠独立劲性钢柱负担及平衡,对结构整体挠度及安装要求很高。在主看台两端各有一座辅助建筑:新闻中心和空中餐厅。这两个建筑为对称结构,结构上部呈梭形状,为钢框架体系,梭形两端分别座落在主看台及砼塔楼顶上。梭形结构由两榀巨型钢桁架及钢桁架之间联络梁组成。结构全部荷载经过两榀钢桁架传给砼筒体和主看台结构。为了使力传输明确,在钢桁架两端各设置了一道转换桁架,利用转换桁架直接将荷载传给砼立柱。因为荷载明确从而有利于巨型桁架设计,能够降低整
3、个建筑含钢量指标。图2 主看台悬臂结构和新闻中心、空中餐厅桁架结构2 施工难点2.1 预埋劲性钢柱安装主看台(12.7228.00米)劲性结构共有43根立柱。立柱高为15.22米,最大单重约25吨。钢柱之间分别用水平撑连接和斜撑连接。比赛控制塔、行政管理塔劲性柱标高16.8828.96米,分为上中下3节(6米、5.23米、0.7米及0.12米埋件),最重一节重约15吨,长6米,在6层、7层及8层处有劲性钢梁和其连接。新闻中心和地面连接塔、空中餐厅和地面连接塔劲性柱标高由12.6030.00米,分为上中下3节(9米、7.88米、0.5米及0.12米埋件)。劲性钢柱安装难度关键表现在以下多个方面:
4、a) 精度要求高长达400米钢结构安装,仅以常规轴线偏差值来进行现场控制是不够。因为结构施工是分段进行,其累积误差可能造成钢结构安装无法进行。所以怎样确保土建结构及安装埋件高精度成为劲性结构施工难点。b) 交错施工多和劲性结构同时施工有土建钢筋、混凝土,安装管线等,各专业施工队伍在同一施工区域内交叉进行施工,使整个施工现场一直处于复杂多变施工环境,加大了施工难度。c) 主副看台为清水混凝土结构因为主副看台为清水混凝土结构,而劲性结构为钢和混凝土结构,怎样处理土建结构和劲性结构节点处理,使结构达成清水混凝土标准是一大难点。2.2 主看台悬臂钢梁安装过程中稳定控制主看台悬臂钢梁包含前后悬臂梁,梁根
5、部和独立劲性钢柱固定,所以劲性钢柱在悬臂梁弯矩作用下产生挠度,影响安装精度。为了避免劲性钢柱产生挠度,必需在施工过程中控制悬臂梁弯矩值,也就是控制悬臂梁在平面内稳定。假如在悬臂梁悬挑端设置一临时支撑,那么悬臂梁稳定能够控制,不过选择什么作为临时支撑呢?如此高支撑稳定性、强度能满足荷载要求吗?支撑必需从地面开始立起,和地面怎样固定?是否影响其它单位施工?全部问题全部需经过计算、协调才能决定。2.3 新闻中心、空中餐厅巨型钢桁架安装巨型钢桁架安装是工程中难度最大一道工序,其安装难度表现在以下多个方面:a) 钢桁架自重大、跨度大、截面高,所以在选择施工机械方面有困难,假如整体安装,需选择一台超大起重
6、量机械设备,才能安装550吨重钢桁架,此方案显然行不通。b) 假如采取分段安装,那么依据施工条件分析,有一段钢桁架跨越主看台,长度快要50米,重达263吨,需要两台300吨履带吊双机抬吊才能满足安装要求,而且在安装过程中吊机还要负载行走一段距离,对吊机性能、施工条件等工况要求极高,每个步骤必需严格控制。c) 采取分段安装话,焊接工作量将增大,而且全部对接焊缝必需在高空完成,质量不轻易控制。d) 分段安装必需采取临时支架作为节点临时搁置点,所以支架选择也是个问题,支架一定要满足刚度及稳定性要求。另外,支架及钢桁架稳定性怎样确保?这是安装钢桁架最大难点。2.4 临时支架卸载问题本工程钢结构施工过程
7、中,全部利用临时支架作为结构临时固定,所以施工结束后,必需进行拆除,使结构恢复自由状态。支架拆除过程也就是所谓卸载,是一个力转移过程,经过对临时支架逐步拆除,荷载也逐步由临时支架向其它结构转移,直至临时支架全部拆除,荷载也转移完成,整个卸载过程完成。在整个卸载过程中,荷载转移是一个不确定原因,控制不好,可能会造成支架受力不均,支架强度、稳定性全部受到影响,轻易发生意外。3 关键技术3.1 为了确保预埋劲性钢柱顺利安装,我们考虑从以下几方面进行控制:a) 测量控制利用全站仪对劲性钢结构及埋件进行定位控制是此次关键采取测量控制方法。因为全站仪是坐标定位,所以在定位及复核控制时可有效地避免建筑物长而
8、引发累积误差。b) 钢筋处理劲性柱预埋件原有箍筋形式是穿过钢结构柱体,既影响钢结构性能,又不便于施工,会延长施工工期,是一个不合理形式。经过和设计协商及讨论,对箍筋形式进行改善,改善后箍筋形式不影响钢结构,且部署方法亦增加了混凝土施工空间,使得混凝土施工质量得到一定程度确保。c) 混凝土处理混凝土坍落度控制对劲性结构混凝土质量十分关键。因为劲性结构截面较大(1500800),这就造成混凝土浇捣面较小(最小处厚度仅150),故混凝土坍落度由通常柱10020增大到14030。混凝土施工机械依据混凝土浇捣面及高度关键采取50、75振动棒,在劲性结构外侧因为钢筋较为密集故选择50振动棒,而劲性结构内侧
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