上海f1國際賽車場鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)

1、1 / 7上海F1國際賽車場鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)1工程基本情況1.1工程概況上海F1國際賽車場位于上海市嘉定區(qū)安亭鎮(zhèn)，是一座具有世界一流水準(zhǔn)的公共建筑。整個(gè)賽 車場包括賽道、主、副看臺、新聞中心、空中餐廳等各種配套設(shè)施。圖1上海F1國際賽車場主看臺和新聞中心、空中餐廳看臺部分及新聞中心、空中餐廳是整個(gè)工程的主體結(jié)構(gòu)，造型新穎別致。主、副看臺屋蓋均為懸臂鋼結(jié)構(gòu)，其中主看臺為獨(dú)立大鋼柱與大懸臂工字形鋼梁、連接梁組成，空間結(jié)構(gòu)總重量為5800t。新聞中心和空中餐廳的上部結(jié)構(gòu)為大跨度鋼桁架空間體系，無論在跨度覆蓋空間和使用 功能上都具有極大的優(yōu)越性和競爭性，空間桁架結(jié)構(gòu)具有受力合理，抗震性能好的特點(diǎn)。新

2、聞中心、空中餐廳總重量為5700t。1.2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主看臺設(shè)計(jì)采用一般體育場大跨度、大空間的特點(diǎn)，與以往工程不同的是整個(gè)屋蓋設(shè)計(jì)成兩頭懸臂式樣，中間采用獨(dú)立勁性鋼柱為支承點(diǎn)。整個(gè)屋蓋系統(tǒng)荷載全靠獨(dú)立勁性鋼柱承擔(dān)及平衡， 對結(jié)構(gòu)整體撓度及安裝要求非常高。在主看臺兩端各有一座輔助建筑：新聞中心和空中餐廳。 這兩個(gè)建筑為對稱結(jié)構(gòu)， 結(jié)構(gòu)上部呈梭形狀，為鋼框架體系，梭形的兩端分別座落在主看臺及砼塔樓頂上。梭形結(jié)構(gòu)由兩榀巨型鋼桁架及鋼桁架之間的聯(lián)系梁組成。結(jié)構(gòu)的全部荷載通過兩榀鋼桁架傳給砼筒體與主看臺結(jié)構(gòu)。為了使力傳遞明確，在鋼桁架兩端各設(shè)置了一道轉(zhuǎn)換桁架，利用轉(zhuǎn)換桁架直接將荷載傳給砼立柱。由于荷載明確從

3、而有利于巨型桁架的設(shè)計(jì)，可以降低整個(gè)建筑的含鋼量指標(biāo)。2 / 7圖2主看臺懸臂結(jié)構(gòu)和新聞中心、空中餐廳桁架結(jié)構(gòu)2施工難點(diǎn)2.1預(yù)埋勁性鋼柱安裝主看臺（12.7228.00米）勁性結(jié)構(gòu)共有43根立柱。立柱高為15.22米，最大單重約25噸。鋼柱之間分別用水平撐連接和斜撐連接。比賽控制塔、行政管理塔的勁性柱標(biāo)高16.8828.96米，分為上中下3節(jié)（6米、5.23米、0.7米及0.12米的埋件），最重的一節(jié)重約15噸，長6米，在6層、7層及8層處有勁性鋼梁與其 連接。新聞中心與地面連接塔、空中餐廳與地面連接塔的勁性柱標(biāo)高由12.6030.00米，分為上中下3節(jié)（9米、7.88米、0.5米及0.12

4、米的埋件）。勁性鋼柱的安裝難度主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：a）精度要求高長達(dá)400米的鋼結(jié)構(gòu)安裝，僅以常規(guī)的軸線偏差值來進(jìn)行現(xiàn)場控制是不夠的。由于結(jié)構(gòu)施工是分段進(jìn)行的，其累積誤差可能造成鋼結(jié)構(gòu)安裝無法進(jìn)行。所以如何保證土建結(jié)構(gòu)及安裝埋件的高精度成為勁性結(jié)構(gòu)施工的難點(diǎn)。b）交錯(cuò)施工多與勁性結(jié)構(gòu)同時(shí)施工的有土建的鋼筋、混凝土，安裝的管線等，各專業(yè)施工隊(duì)伍在同一施工區(qū)域內(nèi)交叉進(jìn)行施工，使整個(gè)施工現(xiàn)場一直處于復(fù)雜多變的施工環(huán)境，加大了施工的難度。c）主副看臺為清水混凝土結(jié)構(gòu)由于主副看臺為清水混凝土結(jié)構(gòu)，而勁性結(jié)構(gòu)為鋼與混凝土結(jié)構(gòu)，如何解決土建結(jié)構(gòu)與勁性結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)處理，使結(jié)構(gòu)達(dá)到清水混凝土的標(biāo)準(zhǔn)是一大難點(diǎn)。

5、3 / 72.2主看臺懸臂鋼梁安裝過程中的穩(wěn)定控制主看臺懸臂鋼梁包括前后懸臂梁， 梁的根部與獨(dú)立勁性鋼柱固定， 因此勁性鋼柱在懸臂梁彎矩 作用下產(chǎn)生撓度，影響安裝精度。 為了避免勁性鋼柱產(chǎn)生撓度， 必須在施工過程中控制懸臂梁的 彎矩值， 也就是控制懸臂梁在平面內(nèi)的穩(wěn)定。 如果在懸臂梁的懸挑端設(shè)置一臨時(shí)支撐， 那么懸臂 梁的穩(wěn)定可以控制， 但是選用什么作為臨時(shí)支撐呢？如此高的支撐穩(wěn)定性、 強(qiáng)度能滿足荷載要求 嗎？支撐必須從地面開始立起， 與地面如何固定？是否影響其他單位施工？所有問題都需經(jīng)過計(jì) 算、協(xié)調(diào)才能決定。2.3新聞中心、空中餐廳巨型鋼桁架安裝巨型鋼桁架的安裝是工程中難度最大的一道工序，其

6、安裝難度體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：a)鋼桁架自重大、跨度大、截面高，因此在選用施工機(jī)械方面有困難，如果整體安裝，需選用 一臺超大起重量的機(jī)械設(shè)備，才能安裝550噸重的鋼桁架，此方案顯然行不通。b)如果采用分段安裝，那么根據(jù)施工條件分析，有一段鋼桁架跨越主看臺， 長度將近50米， 重 達(dá)263噸，需要兩臺300噸履帶吊雙機(jī)抬吊才能滿足安裝要求， 而且在安裝過程中吊機(jī)還要負(fù)載 行走一段距離，對吊機(jī)的性能、施工條件等工況要求極高，每個(gè)環(huán)節(jié)必須嚴(yán)格控制。c)采用分段安裝的話，焊接工作量將增大，而且所有對接焊縫必須在高空完成，質(zhì)量不容易控 制。d)分段安裝必須采用臨時(shí)支架作為節(jié)點(diǎn)的臨時(shí)擱置點(diǎn)，因此支架的選用也

7、是個(gè)問題，支架一定 要滿足剛度及穩(wěn)定性要求。 另外，支架及鋼桁架的穩(wěn)定性如何保證？這是安裝鋼桁架的最大難點(diǎn)2.4臨時(shí)支架的卸載問題本工程鋼結(jié)構(gòu)施工過程中， 都運(yùn)用臨時(shí)支架作為結(jié)構(gòu)的臨時(shí)固定，拆除，使結(jié)構(gòu)恢復(fù)自由狀態(tài)。支架的拆除過程也就是所謂的卸載， 臨時(shí)支架的逐漸拆除， 荷載也逐漸由臨時(shí)支架向其它結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移， 轉(zhuǎn)移完畢，整個(gè)卸載過程完成。在整個(gè)卸載過程中，荷載轉(zhuǎn)移是一個(gè)不確定因素，控制不好，的強(qiáng)度、穩(wěn)定性都受到影響，容易發(fā)生意外。3關(guān)鍵技術(shù)3.1為了保證預(yù)埋勁性鋼柱順利安裝，我們考慮從以下幾方面進(jìn)行控制：a)測量控制利用全站儀對勁性鋼結(jié)構(gòu)及埋件進(jìn)行定位控制是此次主要采用的測量控制方式。坐標(biāo)定位，

8、所以在定位及復(fù)核控制時(shí)可有效地避免建筑物長而引起的累積誤差。因此施工結(jié)束后， 必須進(jìn)行是一個(gè)力的轉(zhuǎn)移過程，通過對直至臨時(shí)支架全部拆除， 荷載也可能會造成支架受力不均， 支架由于全站儀是4 / 7b)鋼筋處理勁性柱預(yù)埋件的原有箍筋形式是穿過鋼結(jié)構(gòu)柱體， 既影響鋼結(jié)構(gòu)性能， 又不便于施工， 會延長 施工工期，是一種不合理的形式。經(jīng)過與設(shè)計(jì)的協(xié)商及討論，對箍筋形式進(jìn)行改進(jìn)， 改進(jìn)后的箍 筋形式不影響鋼結(jié)構(gòu)， 且布置方式亦增加了混凝土的施工空間， 使得混凝土的施工質(zhì)量得到一定 程度的保證。c)混凝土處理混凝土坍落度的控制對勁性結(jié)構(gòu)混凝土的質(zhì)量十分重要。由于勁性結(jié)構(gòu)截面較大 (1500X800),這就造

9、成混凝土澆搗面較小(最小處厚度僅150)，故混凝土坍落度由一般柱的10020增大到14030。混凝土施工的機(jī)械根據(jù)混凝土的澆搗面及高度主要采用50、75的振動(dòng)棒，在勁性結(jié)構(gòu)外側(cè)由于鋼筋較為密集故選用50的振動(dòng)棒， 而勁性結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)由于混凝土澆搗高度約為16米，故特定了16米長的75振動(dòng)棒。材料的控制及機(jī)械的適當(dāng)選用使混凝土的結(jié)構(gòu)密實(shí)，外觀色面一致， 達(dá)到清水混凝土的表觀要求。d)高強(qiáng)度砂漿灌漿預(yù)埋件安裝就位正確后， 在預(yù)埋件下澆灌含天然骨料高性能無收縮灌漿料。灌漿時(shí)砼表面必須堅(jiān)固、無灰塵、油、油脂、水泥浮漿、修補(bǔ)物等雜質(zhì)。使用小鑿子使施工面粗糙。在澆灌前必須 使?jié)补嗝姹凰钢辽?小時(shí)。 澆灌前

10、須去除游離態(tài)的水。 模板高度應(yīng)高于灌漿高度， 具有足夠 強(qiáng)度、防水和密閉。必須保證澆灌口處模板與基礎(chǔ)之間的距離為100mm相對另一邊(灌漿料冒岀處)距離為50mm在其余邊緣也要保持50mm在灌漿處，使模板向外傾斜45度角，并使其有足夠高度來保證灌漿時(shí)的落差。e)鋼結(jié)構(gòu)支座埋件的處理新聞中心、 空中餐廳下的雙向抗震彈性支座是兩個(gè)空中鋼結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件，所以支座的安裝及支座下勁性結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)的處理十分重要。首先是將埋件的位置轉(zhuǎn)化為工程坐標(biāo)，再運(yùn)用全站儀進(jìn)行定位。定位的原則分別以空中餐廳、 新聞中心各為一組，必須保證以組為單位進(jìn)行放樣， 這樣可以減少2次放樣之間的偶然誤差。 當(dāng) 支座定位完成后， 再由全站儀進(jìn)行總的