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1、1天津理工大學體育館索穹頂結構天津理工大學體育館索穹頂結構2 索穹頂，是在二十世紀八十年代由國外引進而來的。截至索穹頂，是在二十世紀八十年代由國外引進而來的。截至2016年，在國內已年，在國內已建成三個索穹頂工程，分別為建成三個索穹頂工程，分別為無錫新區無錫新區科技交流中心索穹頂、山西太原煤炭交易科技交流中心索穹頂、山西太原煤炭交易中心索穹頂和內蒙古伊金霍洛旗全民健身中心索穹頂。中心索穹頂和內蒙古伊金霍洛旗全民健身中心索穹頂。索穹頂結構大量采用預應力鋼索，壓桿少而短，所以能充分發揮鋼材的抗拉強度，索穹頂結構大量采用預應力鋼索，壓桿少而短，所以能充分發揮鋼材的抗拉強度，結構效率極高。自從結構效率2、極高。自從20世紀末問世以來，便以其新穎的造型、巧妙的構思、合理世紀末問世以來，便以其新穎的造型、巧妙的構思、合理的受力、經濟的造價、快速的施工，贏得了工程師們的喜愛，并被成功地應用在的受力、經濟的造價、快速的施工，贏得了工程師們的喜愛，并被成功地應用在一些大跨度、超大跨度建筑的屋蓋設計中，是近年來國內外空間結構的研究熱點一些大跨度、超大跨度建筑的屋蓋設計中，是近年來國內外空間結構的研究熱點之一。之一。索穹頂結構來源于美國建筑師索穹頂結構來源于美國建筑師R.B.Fuller于于1962年提出的張拉整體思想：結年提出的張拉整體思想：結構中盡可能地減少受壓狀態而使結構處于連續的張力狀態，從而實現構3、中盡可能地減少受壓狀態而使結構處于連續的張力狀態，從而實現“壓桿的孤島壓桿的孤島存在于拉桿的海洋中存在于拉桿的海洋中的設想。美國工程師的設想。美國工程師Geiger對對Fuller的張拉整體思想進行了的張拉整體思想進行了演變和發展，開創性的提出了索穹頂體系的概念，并在演變和發展，開創性的提出了索穹頂體系的概念，并在1988年的韓國漢城奧運會年的韓國漢城奧運會體操館和擊劍館中首次將其付諸實踐。此后體操館和擊劍館中首次將其付諸實踐。此后,美國工程師美國工程師Levy對對Geiger設計的索穹設計的索穹頂中索網平面外剛度不足、容易失穩等缺點進行了改進頂中索網平面外剛度不足、容易失穩等缺點進行了改進,4、將輻射狀脊索變為三角化將輻射狀脊索變為三角化聯方型布置脊索聯方型布置脊索,成功設計了成功設計了1996年亞特蘭大奧運會的主體育館喬治亞穹頂。到目年亞特蘭大奧運會的主體育館喬治亞穹頂。到目前為止世界上已建成十幾座索穹頂結構建筑，主要分布在美國、韓國等發達國家。前為止世界上已建成十幾座索穹頂結構建筑，主要分布在美國、韓國等發達國家。根據幾何拓撲形式的不同，索穹頂結構分為根據幾何拓撲形式的不同，索穹頂結構分為Geiger型、型、Levy型、型、Kiewitt型、型、鳥巢型、混合型等多種形式。鳥巢型、混合型等多種形式。3內容一一.工程概況及特點工程概況及特點二二.施工準備施工準備三三.施工工藝及方法施5、工工藝及方法四四.施工監測施工監測五五.監理工作要點監理工作要點4一、工程概況1.1 工程基本概況工程基本概況 天津理工大學體育館工程位于西青區賓水西道391號天津理工大學校區內，是第十三屆全運會比賽場館之一。該工程為公建類建筑，項目總投資19829萬元，項目建成后可滿足手球、籃球、排球和羽毛球等項目比賽和訓練的需求。本工程主體高度27.5m，主體單層，局部三層，總建筑面積約17100。主體結構采用全現澆鋼筋混凝土框架結構體系,樓蓋采用全現澆梁板結構承重，主館屋面大空間部分采用索穹頂結構。建筑物周圍約50m范圍內沒有建筑物，也沒有地下室等構筑物，地質情況良好。5一、工程概況1.2 索穹頂結構工6、程概況索穹頂結構工程概況 體育館屋蓋平面投影為橢圓形，投影面約為6400m2，柱頂不等高，平均標高為22.950米。屋蓋結合建筑造型采用索穹頂結構形式，長軸102m，短軸82m，內設三圈環索及中心拉力環，最外圈脊索及斜索按照levy式布置，共設32根，與柱頂混凝土環梁相連，內部脊索及斜索呈蓋格式布置，每一圈設16根，拉索最小規格D60mm，最大規格133mm，整個索網和內拉環、撐桿的總重量約353T。6一、工程概況1.2 索穹頂結構工程概況索穹頂結構工程概況拉索平面布置圖拉索平面布置圖7一、工程概況短軸剖面短軸剖面長軸剖面長軸剖面1.2 索穹頂結構工程概況索穹頂結構工程概況8一、工程概況 中間7、撐桿上節點中間撐桿上節點外撐桿上節點外撐桿上節點中間撐桿下節點中間撐桿下節點外撐桿下節點外撐桿下節點-叉耳連接叉耳連接1.2 索穹頂結構工程概況索穹頂結構工程概況外撐桿下節點外撐桿下節點蓋板連接蓋板連接內拉環三維示意圖內拉環三維示意圖9一、工程概況一、工程概況 1.3 工程特點工程特點1）結構形式新穎、跨度大 本項目索穹頂結構是Geiger型和Levy的結合體，內側為Geiger型，最外圈為Levy型，最大跨度達到102m，是國內首個跨度超過100m的索穹頂結構，環梁為高低不平的馬鞍形，國內外都比較罕見，可借鑒的施工及監理經驗很少。2）本項目索穹頂為非極對稱結構 目前國內已經建成的3座索穹頂結8、構均為極對稱結構，但本項目索穹頂結構只有兩個對稱軸，外環梁的高度不等，最高27.947m，最低22.215m，由于外環梁的形狀高低起伏造成在提升過程中的索力、提升用的工裝鋼絞線長度都不相同，增加了提升過程的難度。3）結構內力非常大 為了保證結構成型后的形狀，以及各種工況下拉索不出現松弛，成型態下脊索的內力差別比較大，短軸脊索的內力超過500T，長軸脊索的內力75T，超大的內力為結構提升和張拉帶來很大的難度。10一、工程概況一、工程概況 1.3 工程特點工程特點4）拉索規格大 本項目拉索最大規格為D133m的高釩拉索，由于拉索單位重量大，索體本身的剛度也不能忽略，且整個索網和內拉環、撐桿的總重量9、達到353T，對展索和拉索提升都提出了很高的要求。5）場地內的已建土建結構對結構安裝工藝有影響 本項目在長軸方向布置有土建結構，三層結構的高度為16.4m，在三層的邊緣還布置有5m高的柱子和梁。在成型以后，該土建結構和穹頂結構沒有位置沖突，但是采用提升工藝進行穹頂的安裝，則土建結構對提升工藝有很大的影響。11一、工程概況一、工程概況 1.3 工程特點工程特點6）結構在短軸方向的HS1和內拉環之間布置有內環直索 該結構在短軸方向的HS1和內拉環之間布置有內環直索，短軸每個方向各布置5根，一共10根。內環直索的作用可以減小HS1的內力且使環索受力均勻，這也是相對其他類似索穹頂結構的一個新的特點。110、2一、工程概況一、工程概況 1.4 施工重點難點分析及解決措施施工重點難點分析及解決措施13一、工程概況一、工程概況 1.5 施工技術風險分析及應對措施施工技術風險分析及應對措施 本工程跨度之大以及結構內力之大在國內目前同類的體育館結構中都是首屈一指，結構成型以后的單根索力最大超過500T，遠遠超過了同類結構的單索內力。因此對結構施工技術提出了很高的要求，施工工藝也隨之復雜很多，因此施工過程中也存在著施工技術風險，初步確定施工過程的技術風險有如下幾點：14二、施工準備二、施工準備 2.1 施工平面布置施工平面布置15二、施工準備二、施工準備 2.2 工程施工用電工程施工用電 1）用電負荷要求 11、32個油泵同時工作，油泵功率3.5KW/個，總功率112KW。電源使用位置：在每個軸線的柱底位置處布置一個油泵。2）現場配電箱及開關箱設置要求 配電箱、開關箱應設置端正、牢固，移動式配電箱、開關箱裝設在堅固的支架上；移動式配電箱、開關箱的下底與地面的垂直距離應大于0.6米、小于1.5米。電箱、開關箱內的開關電器應按其規定位置緊固在電器安裝板上，不得歪斜和松動。配電箱、開關箱的金屬箱體必須做保護接零，保護零線應通過接線端子板連接。每臺用電設備應有各自專用的開關箱，必須實行一機一閘一漏電開關制。16二、施工準備二、施工準備 2.3 主要施工設備及工具主要施工設備及工具 17二、施工準備二、施工準備12、 2.4 預應力勞動力需用量計劃預應力勞動力需用量計劃其中每套泵頂配備1人。1人操作千斤頂，1人操作油泵。1人負責監測，1人負責設備維修。現場配備專門機具維修人員，設備出現故障，立即修理或更換，不能耽誤張拉。工長在現場負責人員設備組織調配，抓好質量進度與安全，協助工程師處理有關技術問題。各相應部位配備相應質檢員，負責相關部位的質量。工程師在現場巡回檢查，出現問題，及時處理。鋼結構配備輔助人員主要是準備好工作面。18二、施工準備二、施工準備 2.5 現場臨時道路現場臨時道路 現場臨時道路為圍繞建筑的環形路，寬度4.5m，澆筑100厚C25混凝土，道路地基土為原狀土，沒有擾動，基底地質良好，滿足機13、械設備等承載要求。2.6 現場構件存放及倒運現場構件存放及倒運 拉索構件進場后均存放于場地西側鋼結構材料堆放區，位于2#塔吊吊裝范圍，距離2#塔吊約10m，材料倒運至中心場地均通過2#塔吊倒運，單個構件重量均在塔吊吊裝能力范圍內。構件拼裝均位于中心場地內，場地內維護及存放擺放條件良好，場地內為60厚C15混凝土墊層，地基土為原狀土，承載能力良好。2.7 安全防護設施安全防護設施 中心場地為主場館區域，四周均為看臺，首層設4個安全通道，可滿足人員正常出入及應急逃生，安全通道位于場地四角。二層以上看臺均設置定型防護欄桿。19二、施工準備二、施工準備 2.8 進度計劃安排進度計劃安排20三、三、施工14、工藝及方法施工工藝及方法 3.1 施工思路施工思路 總體思路：索系采用高空拼裝的方法進行安裝。首先利用中央塔架拼裝內拉環，然后高空依次分批安裝脊索、撐桿、環索、斜索，最后張拉XS4使結構成型。具體思路：第1步：在場地中心搭設中央塔架，塔架高度以內拉環高度比成型態低2.22m控制，約21.75m；第2步：在中央塔架上拼裝內拉環，并用纜風繩加固；第3步：分8批對稱安裝脊索，為減小脊索安裝的荷載，將部分脊索的調節量放松；第4步：在地面組裝HS3，然后利用提升裝置提升外撐桿和HS3并和脊索索夾連接；第5步：利用工裝索將斜索4和外環梁耳板連接并預緊。第6步：提升長軸看臺的各3個外撐桿，將該位置的外撐桿和15、相應的索夾連接21三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.1 施工思路施工思路 第7步：在地面組裝HS1、HS2，然后利用提升裝置提升撐桿和環索并和脊索索夾連接；第8步：依次安裝內環直索、XS1、XS3、XS2；第9步：張拉短軸方向的脊索；第10步：同步提升安裝32根XS4，使結構成型。22三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.2 施工過程圖示施工過程圖示 由于索穹頂施工工藝復雜，施工過程中需要制定很多施工措施，因此先將整個施工過程通過簡單圖示的方式列出，然后再詳細闡述各施工工藝及施工措施。本項目索穹頂施工工藝圖示如下：第1步：搭設中央支撐胎架和環索放索馬道23三、三、施工工藝及方法施工16、工藝及方法 3.2 施工過程圖示施工過程圖示 第2步：在中央支撐胎架上拼裝內拉環并加固24三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.2 施工過程圖示施工過程圖示 第3步：在馬道上展開環索 第4步：分批安裝脊索和脊索節點25三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.2 施工過程圖示施工過程圖示26三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.2 施工過程圖示施工過程圖示 第5步：提升并安裝HS3、XS3上端27三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.2 施工過程圖示施工過程圖示 第6步：抬高長軸方向的外撐桿上節點28三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.2 施工過程圖示施工過程圖示 第7步：利17、用工裝索和工裝安裝XS4并預緊29三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.2 施工過程圖示施工過程圖示 第8步：安裝HS1和內撐桿、XS1上端30三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.2 施工過程圖示施工過程圖示 第9步：安裝HS2和中撐桿、XS2上端31三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.2 施工過程圖示施工過程圖示32三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.2 施工過程圖示施工過程圖示 第10步：安裝內環直索和斜索133三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.2 施工過程圖示施工過程圖示 第11步：安裝XS334三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.2 施工過程圖示施工18、過程圖示 第12步：安裝XS235三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.2 施工過程圖示施工過程圖示 第13步：拆除內拉環與中央塔架的臨時連接設施，提升和張拉XS4就位36三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.3 中央塔架搭設中央塔架搭設 為了實現高空散拼的施工方案，需要將內拉環抬高以減小脊索安裝時的內力。對于本項目，短軸的脊索矢高相對較小，成型后的內力較大，為了減小脊索的安裝內力，最有效的措施就是將內拉環的頂部高度抬高至和短軸的外環梁等高，使得短軸上的JS4的耳板和JS1的耳板在同一高度上。采用609x16的鋼管制作提升塔架，單根鋼管長度6m，中央用法蘭盤連接，鋼管間距2830mm，19、腹桿采用180 x110 x10的角鋼。結構整體尺寸如下圖所示：37三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.3 中央塔架搭設中央塔架搭設 內拉環與塔架位置示意圖內拉環與塔架位置示意圖38三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.4 操作平臺搭設操作平臺搭設 1）環索放索馬道搭設 本項目環索一共有3圈，其中第1圈在場地內，第2圈有一半在看臺上一半在地面，第3圈有一半在看臺上，另一半在設備層樓面上。根據環索和看臺以及三層樓面的位置關系確定每圈環索的鋪放位置及馬道搭設方式。39三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.4 操作平臺搭設操作平臺搭設 1）環索放索馬道搭設 第2圈環索馬道分兩部分，一部20、分是場地內的，一部分是看臺上的。環索馬道根據地面和看臺的高度搭設成高低起伏的形狀，即馬道高度距離地面0.6m左右即可，由于HS2落在看臺上的高度最高點為5m左右，所以搭設馬道時，馬道的高差也為5m左右。馬道的搭設位置為水平投影圓直徑小0.5m。40三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.4 操作平臺搭設操作平臺搭設 1）環索放索馬道搭設 第3圈環索馬道分兩部分，一部分是看臺上的，一部分是三層樓面上的。由于HS3分為8段，圖示紅色部分在三層樓面展開，其余部分在看臺上展開，尤其是粉紅色顯示的索段在看臺上展開，待被提升至于三層樓面接近時再與三層樓面上的環索對接。41三、三、施工工藝及方法施工工藝及21、方法 3.4 操作平臺搭設操作平臺搭設 1）環索放索馬道搭設 42三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.4 操作平臺搭設操作平臺搭設 2）環梁處操作平臺搭設 由于拉索安裝和張拉均要在環梁耳板處進行，因此需要在環梁耳板處搭設操作平臺，根據張拉點所在的位置以及張拉點與下方看臺之間的高度，分2種搭設形式。第1中是位于三層樓面上方的張拉點，利用三層樓面進行搭設，如圖中紅色圓圈所示位置，一共12處，根據環梁的標高，操作平臺從三層樓面的搭設高度分別為：4.5m，5.5m，7.5m。43三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.4 操作平臺搭設操作平臺搭設 2）環梁處操作平臺搭設 第2種是其他張拉點，利22、用看臺頂面搭設，如圖中粉色圓圈所示位置，一共8處，操作平臺從看臺頂面的搭設高度約25.5m。44三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.4 操作平臺搭設操作平臺搭設 2）環梁處操作平臺搭設 45三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.4 操作平臺搭設操作平臺搭設 3）三層樓面橫梁處開口及支撐架搭設 安裝長軸方向脊索時需要在三層樓面橫梁的相應位置開豁口，并搭設支撐架及操作平臺，方便工人操作。46三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.5 拉索組裝拉索組裝 1）安裝脊索體系 索穹頂一共有16個軸線，根據軸線的位置對稱安裝，一次同時對稱安裝2榀，分8批次安裝完成，安裝的順序及批次如下：第第1批23、批第第2批批47三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.5 拉索組裝拉索組裝 1）安裝脊索體系第第3批批第第4批批48三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.5 拉索組裝拉索組裝 1）安裝脊索體系第第5批批第第6批批49三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.5 拉索組裝拉索組裝 1）安裝脊索體系第第7批批第第8批批50三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.5 拉索組裝拉索組裝 1）安裝脊索體系 第1步：沿著中央塔架外圍搭設一圈腳手操作平臺。第2步：利用電動倒鏈等工具安裝JS151三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.5 拉索組裝拉索組裝 1）安裝脊索體系 第3步：利用電動倒鏈等24、工具安裝JS2第4步：利用電動倒鏈等工具安裝JS352三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.5 拉索組裝拉索組裝 1）安裝脊索體系 第5步：連接JS4和工裝索第6步：牽引JS4至安裝銷軸53三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.5 拉索組裝拉索組裝 1）安裝脊索體系54三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.5 拉索組裝拉索組裝 1）安裝脊索體系 由于短軸的矢高小，成型后的索力很大，即使將內拉環降低到和短軸環梁等高，在安裝短軸的JS4時，索力仍然較大，最大超過300T，為了減小短軸JS4的安裝力，將短軸各6根JS4的可調量全部旋出以減小JS4的安裝力。JS4長度可調節量為165mm，25、因此將短軸各6根JS4的可調量全部懸出150mm，利用牽引工裝可將所有JS4通過銷軸和耳板連接，此時最大的牽引力為420KN。55三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.5 拉索組裝拉索組裝 1）安裝脊索體系 長軸三層看臺樓面以上5m標高位置處存在橫梁，在結構成型以后脊索處于橫梁上方。由于脊索規格，僅一端錨具的重量就達到近1T，而塔吊不具備起吊能力，因此在脊索安裝銷軸以前將脊索提升至高過橫梁難度很大，因此在索系組裝時將脊索從橫梁下方穿過，并在橫梁相應位置處開豁口，隨著脊索的牽引和提升，脊索逐漸到達橫梁以上高度。長軸拉索從組裝完畢到就位的過程圖示如下圖所示：56三、三、施工工藝及方法施工工藝及26、方法 3.5 拉索組裝拉索組裝 1）安裝脊索體系 各批次脊索安裝索力如下表所示：57三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.5 拉索組裝拉索組裝 1）安裝脊索體系及撐桿和斜索上端 脊索安裝完畢后，索力如下圖所示：58三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.5 拉索組裝拉索組裝 2）安裝HS3 HS3為2根D99的拉索，水平投影為橢圓，橢圓長軸61m，短軸56m，周長184m，呈16邊形布置，在拉索加工時分為8段，每段長度23m，47kg/m，加上錨具每根拉索的重量約2T，HS3的索夾分為2種，小索夾重量0.5T/個，大索夾重量2T/個。HS3分為8段，其中6段在看臺上展開，2段在16.4m27、平臺上展開，在提升時將看臺上的各3根在看臺上通過索夾連接完畢以后整體提升，然后在16.4m高度和長軸方向的HS3對接，分段標識如下：59三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.5 拉索組裝拉索組裝 2）安裝HS3 將短軸的HS3提升就位以后，在16.4m平臺上將HS3閉合。60三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.5 拉索組裝拉索組裝 3）抬高長軸各3個外撐桿 由于三層樓面標高為16.4m，外撐桿安裝完畢以后，外撐桿上端的標高為20.8m，外撐桿長度為6.8m，不滿足安裝條件，如下圖所示：為了在較小的提升力下安裝外撐桿，在HS3組裝完畢以后就提升外撐桿的上節點，將外撐桿和HS3的索夾相連28、，然后安裝XS4并預緊，以減小該位置作用在樓板上的荷載。為此需要借助提升架將長軸三層樓面上的各3個外撐桿提高到具備安裝外撐桿的狀態。61三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.5 拉索組裝拉索組裝 4）安裝斜索4 為了減小長軸各3各外撐桿位置對16.4m平臺的荷載，在長軸外撐桿安裝完畢以后立即安裝XS4并預緊，以減小對樓板的荷載。由于此時XS4不具備和外環梁耳板連接的條件，因此需要通過工裝索進行連接，工藝如下：62三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.5 拉索組裝拉索組裝 5）安裝提升HS1和HS2 HS1和HS2在地面的馬道上展開，并將索夾按照索體上的標記點進行安裝，待環索閉合以后利用29、16個電動倒鏈整體提升內撐桿和HS1，達到高度以后和相應的脊索索夾連接，完成HS1和HS2的安裝。HS1和索夾重量合計4900KG，采用16個點同時提升，每個點的提升力為310kg，HS2和索夾重量合計24T，采用16個點同時提升，每個點的提升力為1.5T。63三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.5 拉索組裝拉索組裝 6）安裝直索和XS1 環索安裝完畢以后，開始安裝內環直索和XS1，由于此時環索處于松弛狀態，因此可以利用倒鏈可以安裝。64三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.5 拉索組裝拉索組裝 7）安裝XS3 根據仿真計算結果，安裝XS3時的內力較大，最大達到15T，因此需要借助工30、裝進行安裝。XS3一共有16根，分5批進行安裝，第1批和第5批一次安裝2根，第2批第4批一次安裝4根。由于先安裝的XS3內力較小，后安裝的XS3內力較大，為了便于設置安裝平臺，在短軸方向的XS3先安裝，長軸方向的XS3由于在三層樓面上方比較容易設置操作平臺因此后安裝，具體順序如下：65三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.5 拉索組裝拉索組裝 7）安裝XS366三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.5 拉索組裝拉索組裝 7）安裝XS3 XS3的安裝采用油泵和2臺25T千斤頂進行，利用塔吊安裝吊籠和工裝，然后采用千斤頂頂推索頭和索夾耳板連接，反力點利用環索，安裝示意圖如下：67三、三、施31、工工藝及方法施工工藝及方法 3.5 拉索組裝拉索組裝 8）安裝XS2 根據仿真計算結果，安裝XS2時的內力較大，最大達到12.7T，因此需要借助工裝進行安裝。XS2一共有16根，分5批進行安裝，第2批和第5批一次安裝2根，第1批第4批一次安裝4根。具體順序如下：68三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.5 拉索組裝拉索組裝 8）安裝XS269三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.5 拉索組裝拉索組裝 8）安裝XS2 XS2的安裝采用油泵和2臺25T千斤頂進行，利用塔吊安裝吊籠和工裝，然后采用千斤頂頂推索頭和索夾耳板連接，反力點利用環索，安裝示意圖如下：70三、三、施工工藝及方法施工工藝32、及方法 3.6 拉索張拉拉索張拉 本項目在拉索組裝完畢以后，對于JS4還有位于短軸方向的各6根（共12根）沒有張拉到位，對于XS4（共32根）均沒有張拉到位，因此需要對該44根拉索進行張拉使結構成型，由于成型后的JS4內力較大，因此先張拉JS4再張拉XS4。1）JS4張拉 根據仿真計算結果，最大的張拉力為339T，張拉時采用2臺250T千斤頂；其他位置拉索的索力不到300T，張拉時采用2臺150T千斤頂。JS4采用U型叉耳配合承力架以及千斤頂進行張拉。71三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.6 拉索張拉拉索張拉 1）JS4張拉72三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.6 拉索張拉拉索33、張拉 1）JS4張拉 JS4一共12根，分兩批進行張拉，一次張拉6根，張拉順序如下：第1批第2批73三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.6 拉索張拉拉索張拉 1）JS4張拉 74三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.6 拉索張拉拉索張拉 2）XS4張拉 脊索張拉完畢以后，只剩下32根XS4沒有安裝銷軸和張拉，因此此時利用提升工裝將32根XS4同時提升就位并安裝銷軸。該過程中最大提升力為964KN，計算結果如下：75三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.6 拉索張拉拉索張拉 2）XS4張拉 76三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.6 拉索張拉拉索張拉 2）XS4張拉 斜索張拉34、時的索力最大為964KN，采用2臺60T的千斤頂配合2根28.6的鋼絞線進行張拉，張拉工藝同提升工藝。77三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法 3.6 拉索張拉拉索張拉 3）千斤頂配置 本項目在脊索安裝階段、XS3安裝階段、長軸外撐桿提升階段、短軸各6根拉索張拉階段、XS4安裝階段使用千斤頂和相應的工裝。78 3.7 預應力鋼索吊裝與放索預應力鋼索吊裝與放索 本工程預應力環索較長，拉索最長達40m，HS2和HS3的單根重量達到1.9T左右（包括索頭），根據吊車的工藝參數，滿足利用吊車放索的條件，即將拉索在地面用放索盤展開，然后利用吊車將拉索吊起，緩慢放置在馬道上。三、三、施工工藝及方法施工工藝35、及方法79 三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法3.8 預應力索張拉工藝預應力索張拉工藝1、張拉設備的選用 經過計算，施工過程中需要對短軸方向的各6根JS4和所有的XS4進行張拉，最大張拉力約339T，各位置拉索的張拉設備選用已在相應章節描述，張拉工藝如下：80 三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法3.8 預應力索張拉工藝預應力索張拉工藝2、預應力鋼索張拉前標定張拉設備 張拉設備采用預應力鋼結構專用千斤頂和配套油泵、油壓傳感器、讀數儀。根據設計和預應力工藝要求的實際張拉力對油壓傳感器及讀數儀進行標定。標定數在張拉資料中給出。3、張拉時的技術參數及控制原則 張拉時采取雙控原則：變形控制為主，監測36、結構索力為輔助。4、張拉操作要點 （1）張拉設備安裝：由于本工程張拉設備組件較多，因此在進行安裝時必須小心安放，使張拉設備形心與鋼索重合，以保證預應力鋼索在進行張拉時不產生偏心；（2）預應力鋼索張拉：油泵啟動供油正常后，開始加壓，當壓力達到鋼索設計拉力時，超張拉5左右，然后停止加壓，完成預應力鋼索張拉。張拉時，要控制給油速度，給油時間不應低于0.5min。81 三、三、施工工藝及方法施工工藝及方法3.8 預應力索張拉工藝預應力索張拉工藝5、預應力鋼索張拉測量記錄 對油壓傳感器測得拉力記錄下來，以對結構施工期進行監測，主要包括變形監測和應力監測。6、張拉質量控制方法和要求 （1）張拉時按標定的數37、值進行張拉，用伸長值和油壓傳感器數值進行校核；（2）認真檢查張拉設備和與張拉設備相接的鋼索，以保證張拉安全、有效；（3）張拉嚴格按照操作規程進行，控制給油速度，給油時間不應低于0.5min；（4）張拉設備形心應與預應力鋼索在同一軸線上；（5）監測應力變形與理論計算值相差超過允許誤差時，應停止張拉，報告工程師進行處理，待查明原因，并采取措施后，再繼續張拉。82四、四、施工過程監測施工過程監測 4.1 施工監測目的施工監測目的天津理工索穹頂工程施工監測歸結起來主要有以下幾個目的：1、監測結構響應信息，為結構的安全、精確成形服務；2、通過實際監測結果與設計結果的比較，驗證設計分析的準確性83四、四、38、施工過程監測施工過程監測 4.2 施工內容施工內容 1、拉索索力：每根索張力的控制都關系到結構的成形狀態，因此應對拉索張拉過程進行外脊索和外斜索的索力監測。2、結構變形：結構變形的監測應能反應出結構的整體變形規律，由于該工程特殊性，結構變形是判斷結構是否達到設計要求主要依據；3、構件應力：構件應力監測可以通過應變監測來實現，應變測點的布設應盡可能布設在結構中受力較大、受力狀態復雜、對結構整體承載力與穩定性有重要影響的部位。84四、四、施工過程監測施工過程監測 4.3 索力測點布置及監測方法索力測點布置及監測方法 1、測點：所有的XS4 2、監測方法85四、四、施工過程監測施工過程監測 4.4 39、位移測點布置及監測方法位移測點布置及監測方法86四、四、施工過程監測施工過程監測 4.5 構件應力測點布置及監測方法構件應力測點布置及監測方法 預應力施加過程中，鋼結構應力與預應力施加值密切相關的，因此張拉過程中，要對撐桿、內拉環鋼結構應力進行應力監測，監測設備采用振弦應變計，具體布置如下圖所示。87 五、五、監理工作要點監理工作要點 5.1審查施工方案審查施工方案 審查施工方案，并督促施工單位根據專家論審查施工方案，并督促施工單位根據專家論證意見修改完成最終版施工方案。證意見修改完成最終版施工方案。885.2進行安全技術交底進行安全技術交底對施工單位進行安全技術交底，明確要求，責任落實到人。40、對施工單位進行安全技術交底，明確要求，責任落實到人。五、五、監理工作要點監理工作要點895.3對進場材料進行檢查驗收對進場材料進行檢查驗收 對進場索及索夾、耳板等進行檢查驗收，對進場索及索夾、耳板等進行檢查驗收，檢查其出廠合格證明文件，檢查其出廠合格證明文件，依據依據設計圖紙及進場量單核對其規格型號及進場數量，并對構件外觀設計圖紙及進場量單核對其規格型號及進場數量，并對構件外觀質量質量進行檢查。進行檢查。五、五、監理工作要點監理工作要點905.4過程中旁站監理過程中旁站監理 對塔架搭設、拉索拼裝、提升及張拉過程進行旁站，檢查對塔架搭設、拉索拼裝、提升及張拉過程進行旁站，檢查各項各項安全保障措安41、全保障措施是否到位，檢查拉索拼裝規格是否與設計圖紙一致，檢查提升過程中是否按施是否到位，檢查拉索拼裝規格是否與設計圖紙一致，檢查提升過程中是否按照方案對稱提升，照方案對稱提升，張拉過程中是否做到同步，同時張拉過程中是否做到同步，同時督促施工單位做好督促施工單位做好標高及索標高及索力力監測，發現問題及時進行調整。監測，發現問題及時進行調整。五、五、監理工作要點監理工作要點91 中心拉力環、耳板等現場焊接完成后，首先對焊縫外觀質量進行檢查，而后中心拉力環、耳板等現場焊接完成后，首先對焊縫外觀質量進行檢查，而后經具備資質的第三方檢測機構現場探傷檢測，經檢測所有焊縫達到經具備資質的第三方檢測機構現場探42、傷檢測，經檢測所有焊縫達到級標準，符級標準，符合設計圖紙要求，檢測過程監理全程跟蹤監督。合設計圖紙要求，檢測過程監理全程跟蹤監督。五、五、監理工作要點監理工作要點5.5檢查驗收檢查驗收92 對拉索張拉完成后調節螺桿外露絲口長度進行檢查對拉索張拉完成后調節螺桿外露絲口長度進行檢查，檢查，檢查其是否符合設計圖紙其是否符合設計圖紙要求，不同要求，不同直徑鋼索的外露絲口尺寸不同，具體為：直徑鋼索的外露絲口尺寸不同，具體為：D60:140mm、D71:150mm、D80:165mm、D99:170mm、D116:200mm、D133:200mm。五、五、監理工作要點監理工作要點93五、五、監理工作要點監理工作要點 通過驗收及第三方監測檢驗，索穹頂索力偏差為通過驗收及第三方監測檢驗，索穹頂索力偏差為5%（設計允許偏差為（設計允許偏差為10%），標高控制在），標高控制在-160mm（設計要求控制在（設計要求控制在1/400，200mm），撐桿垂），撐桿垂直度控制在直度控制在1/150以內，符合設計要求。以內，符合設計要求。最終成型狀態下的索穹頂結構圓滿達到設計目標。最終成型狀態下的索穹頂結構圓滿達到設計目標。94謝謝！