武汉体育馆索承网壳钢屋盖顶升安装及预应力拉索施工郭正兴1,石开荣1,罗斌1,田启良2,吴聚龙2,毕水勇2(11东南大学,江苏南京210096;21南京中建钢构有限公司,江苏南京210096)[摘要]武汉体育馆钢屋盖为一大跨索承网壳(弦支穹顶)结构体系,结合该结构特点,详细介绍了钢屋盖的顶升安装、预应力拉索安装及张拉的施工工艺。[关键词]钢结构;网壳;弦支穹顶;拉索;施工;预应力[中图分类号]TU758115[文献标识码]A[文章编号]100228498(2006)1220051203LiftingInstallationandPrestressedCableConstructionofCable-suspendedReticulatedShellofSteelRoofinWuhanGymnasiumGUOZheng-xing1,SHIKai-rong1,LUOBin1,TIANQi-liang2,WUJu-long2,BIShui-yong2(11SoutheastUniversity,Nanjing,Jiangsu210096,China;2.NanjingZhongjianSteelStructureCo.,Ltd.,Nanjing,Jiangsu210096,China)Abstract:ThesteelroofofWuhanGymnasiumisakindofstructuresystemoflarge2spancable2suspended—suspended2dome—reticulatedshell.Withthestructurecharacteristicsoftheshell,authorsintroduceliftinginstallationconstruction,prestressedcableinstallationandtensionconstruction.Keywords:steelstructure;reticulatedshell;suspendeddome;cable;construction;prestress[收稿日期]2006209228[作者简介]郭正兴(1956—),男,江苏启东人,东南大学土木工程学院教授,博士生导师,南京市四牌楼2号210096,电话:(025)83793150图1武汉体育中心二期工程———体育馆武汉体育中心二期工程———体育馆为2007年第六届全国城市运动会主要赛场之一。其下部主体为钢筋混凝土结构,上部屋盖采用钢结构。建成后将容纳112～113万名观众观看比赛,为湖北地区规模最大的现代体育馆。上部钢屋盖为一新型索承网壳(亦称弦支穹顶)结构(见图1),是传统空间网壳与索穹顶的混合体,即:屋盖上部采用双层网壳结构,其外形为椭圆抛物面,水平投影为一椭圆,长轴方向总长165m,短轴方向总长145m,投影面积约18800m2。网壳上弦曲面由下弦曲面向上平移3m形成,网格由三向交叉桁架单元组成,采用焊接球节点连接。屋盖下部采用整体张拉索杆体系,共设三环拉索,每环均设双根环向索,环向索、径向索和网壳之间通过撑杆(<299mm×715mm)相连。三者之间为一有机整体,对拉索施加预应力后,将大大减小屋盖结构对支座的水平推力,网壳的竖向变形及杆件内力也得到降低,从而改善了结构的整体受力性能。1钢屋盖顶升安装该结构为焊接球节点的双层网壳,网壳的安装与3道环索和径向索的安装有矛盾,经反复讨论,避免在密排的网架安装胎架中给安装大规格索带来不利,结合该结构的特点及施工现场实际条件,体育馆场内采用顶升法安装,边顶升边扩大椭圆形安装单元,并配合安装内环索、中环索及相应的径向索;场外周边采用满堂架支撑直接拼装。钢屋盖的总体安装顺序如下:钢网壳分区块安装(中部区域采用顶升和悬拼安装),拉索和撑杆的安装穿插其中→网壳合拢→拆除屋盖外围钢管支架→拉索张拉→拆除屋盖中心区域顶升支架。其中,中部区域顶升经优化后采取8点顶升(见图2)。2预应力拉索施工211拉索施工特点拉索施工主要包括拉索的安装和张拉两大部分。本工程拉索体量大、分布面广、单根长度较长(最长达2006年12月第35卷第12期施工技术CONSTRUCTIONTECHNOLOGY51图2钢屋盖总体安装流程166m),且由径向索、环向索及撑杆组成整体张拉索杆结构体系(见图3)。首先,拉索施工需穿插于普通网壳结构的施工中,与普通钢结构的施工顺序、方法和工艺密切相关。其次,弦支穹顶屋盖预应力的建立方法不同于普通预应力钢结构。由于整体张拉索杆结构体系,径向索、环向索及撑杆为一有机整体,索力与撑杆内力相互影响、互为依托。不同的张拉方法、张拉顺序对结构内力分布及变形有较大的影响。为在结构中建立有效的预应力,并尽量缩短工期,应确定合理的张拉力、张拉方法和张拉顺序。图3已安装并张拉的内环索、中环索和径向索212预应力拉索材料及规格本工程采用1670级<513镀锌钢丝双护层扭绞型拉索,内层PE为黑色耐老化高密度聚乙烯(HDPE),外层为白色PE。具体规格如表1所示。表1拉索规格编号规格钢丝束面积Πmm2钢丝束线重Π(kgΠm)标称破...
