空間彎扭鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

空間彎扭鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)報告中國二十二冶集團北京天潤建設有限公司二零一二年五月二十日空間彎扭鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)報告1、課題摘要隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在建筑市場占有的比例越來越大，建筑造型越來越新穎，結(jié)構(gòu)隨之越來越復雜，特別是大跨度空間彎扭結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是無法滿足結(jié)構(gòu)受力以及建筑造型的要求。相對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)具有自重輕強度高、延展性好、施工周期短、抗震性能好、可工業(yè)化生產(chǎn)等特點，能夠滿足各種復雜建筑造型的要求。工業(yè)化生產(chǎn)能夠保證空間扭曲結(jié)構(gòu)構(gòu)件的質(zhì)量以及精度要求，如何將這些成品構(gòu)件通過施工現(xiàn)場組裝成一個建筑成品，滿足結(jié)構(gòu)及建筑的要求，因此需要一套空間彎扭鋼構(gòu)件安裝技術(shù)。中國二十二冶集團北京天潤建設有限公司開展了一系列科技創(chuàng)新活動，實踐了一整套空間彎扭鋼結(jié)構(gòu)施工方法，取得了良好的效果。于2012年5月份通過國內(nèi)科技查新。本文結(jié)合鳳凰國際傳媒中心工程的應用實際，主要介紹了莫比烏斯環(huán)空間彎扭鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)。2、立題依據(jù)2.1本課題研究項目發(fā)展概況及趨勢鋼結(jié)構(gòu)在建筑市場占有的比例越來越大，建筑造型越來越新穎，結(jié)構(gòu)隨之越來越復雜，特別是大跨度空間彎扭結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是無法滿足結(jié)構(gòu)受力以及建筑造型的要求。復雜的莫比烏斯環(huán)空間彎扭結(jié)構(gòu)的鋼構(gòu)件呈現(xiàn)雙向彎扭形式，這種結(jié)構(gòu)在中國乃至世界較為少見，對施工單位是一種挑戰(zhàn)，而通過該結(jié)構(gòu)的施工有利于積累復雜鋼結(jié)構(gòu)的施工經(jīng)驗，為同類型復雜空間彎扭鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)提供依據(jù)。及國內(nèi)外同類技術(shù)水平比較，這種莫比烏斯環(huán)空間彎扭鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)具有安全可靠、節(jié)約成本、施工速度快、安裝精度高、經(jīng)濟效益與社會效益顯著的特點。以其精美的造型、流暢的線條為世人呈現(xiàn)一件完美的建筑藝術(shù)品。3、技術(shù)方案3.1研究的主要技術(shù)指標（1）異形結(jié)構(gòu)巨型埋件深化設計精確，埋件角鋼及鋼筋相避開保證埋件順利精確安裝；（2）鑄鋼萬向鉸支座的應用及準確定位；（3）莫比烏斯環(huán)空間彎扭鋼構(gòu)件保證加工精確，以保證現(xiàn)場安裝準確；（4）莫比烏斯環(huán)空間彎扭鋼構(gòu)件安裝工序復雜，合理安排工序保證鋼結(jié)構(gòu)順利安裝；（5）莫比烏斯環(huán)空間彎扭鋼結(jié)構(gòu)合攏對接準確；（6）莫比烏斯環(huán)空間彎扭鋼結(jié)構(gòu)卸載達到合理、有序、平穩(wěn)、緩慢、均勻、可操作的效果；（7）莫比烏斯環(huán)空間彎扭鋼構(gòu)件空間定位準確；（8）空間格構(gòu)柱支撐應用保證構(gòu)件安裝方便準確；（9）雙曲幕墻連接桿及主肋同時加工制作，保證幕墻桿件及主肋一樣線形光順、圓滑。3.2需要解決的技術(shù)問題（1）異形結(jié)構(gòu)巨型埋件深化設計及安裝；（2）鑄鋼萬向鉸支座的應用及定位；（3）莫比烏斯環(huán)空間彎扭鋼構(gòu)件加工；（4）莫比烏斯環(huán)空間彎扭鋼構(gòu)件安裝；（5）莫比烏斯環(huán)空間彎扭鋼結(jié)構(gòu)合攏；（6）莫比烏斯環(huán)空間彎扭鋼結(jié)構(gòu)卸載；（7）莫比烏斯環(huán)空間彎扭鋼構(gòu)件空間定位；（8）空間格構(gòu)柱支撐應用；（9）雙曲幕墻連接桿及主肋同時加工制作。3.3本課題研究實施過程3.3.1巨型埋件深化設計及安裝施工外殼鋼結(jié)構(gòu)主次肋落腳點位于-0.2m標高位置的樓板上，主次肋及混凝土結(jié)構(gòu)連接點采用預埋件進行過渡。最大預埋件為7m*2m，約8.6t，最小埋件為1.3m*1.3m,約0.92t，數(shù)量達116個。3.3.1.1巨型埋件深化原則（1）梁主筋根據(jù)箍筋支數(shù)設置，等間距擺放（根據(jù)角鋼適當調(diào)整間距）；（2）角鋼位置可避開梁筋進行調(diào)整，但必須保證角鋼數(shù)量及設計數(shù)量相符；（3）埋件四角處的角鋼角及鋼板角相對應；（4）為了保證焊接強度，角鋼及灌漿孔相避開；（5）距外殼主次肋焊縫100mm范圍內(nèi)不得開灌漿孔；（6）灌漿孔直徑為150mm；（7）埋件角鋼中心間距不得超過400mm，否則需加設角鋼或者鋼筋。典型埋件加工深化圖典型埋件加工深化圖3.3.1.2巨型埋件安裝前要求巨型埋件錨爪角鋼最大為L200，角鋼占用空間大，數(shù)量多，并且埋件部位配筋密集，角鋼及梁板鋼筋沖突。埋件需進行三維設計，以三維的方式展示埋件角鋼及梁板鋼筋間的相對關系，在規(guī)范及設計允許的范圍內(nèi)重新調(diào)整埋件角鋼位置以及梁板鋼筋的布置。3.3.1.3巨型埋件安裝深化設計是在有限的空間進行埋件角鋼以及梁板鋼筋布置，深化設計時，埋件角鋼及梁板鋼筋間保證有效間隙。由于鋼筋在加工、綁扎過程中存在著誤差，鋼筋綁扎前在模板上準確彈出埋件邊線以及角鋼位置，采用多層板1:1制作出角鋼模型，并固定在模板上，然后再進行鋼筋綁扎，埋件安裝前取出模型即可。大埋件安裝大埋件預定位木箱大埋件安裝大埋件預定位木箱3.3.2莫比烏斯環(huán)鋼結(jié)構(gòu)加工制作3.3.2.1深化設計本工程鋼結(jié)構(gòu)屋架屬超大跨度鋼結(jié)構(gòu)，由雙向交叉雙全梁結(jié)構(gòu)及豎向支撐系統(tǒng)組成，長約130m，寬約124m，由箱形截面構(gòu)件（輪廓尺寸為700mm*500mm）形成的梯形網(wǎng)格構(gòu)成，且構(gòu)件具有不同程度的空間扭曲特征。鋼結(jié)構(gòu)外表面為自由曲面，采用整體鋼結(jié)構(gòu)將辦公樓與演播樓整體籠罩起來，整體鋼結(jié)構(gòu)為雙向交叉雙全梁結(jié)構(gòu)體系，外層（上層）鋼梁為梯形箱梁截面，內(nèi)層（下層）鋼梁為圓鋼管截面。主肋共618段，次肋共1509段，沒有任何兩根構(gòu)件形狀相同。本工程深化設計中為保證與設計方的資料能夠良好結(jié)合，在深化過程中采用了犀牛與AutoCAD軟件進行圖紙的深化與出圖。3.3.2.2空間彎扭箱形結(jié)構(gòu)加工制作加工制作包括：壓制直縫管的加工、常規(guī)箱型鋼梁加工、拼焊H鋼加工、彎扭箱型鋼梁加工及鋼管彎制等，在此以彎扭箱型梁加工說明加工工藝。加工完畢的樣箱扭曲箱形四塊壁板均為空間彎扭形狀，且彎扭曲率比較大，箱體彎扭壁板加工成型時，制作1：1的加工樣箱，為控制放樣下料精度，壁板展開采用計算機精確放樣，根據(jù)展開的線型數(shù)據(jù)，輸入數(shù)控切割機進行壁板的下料切割。將每塊加工成型后的彎扭壁板用樣箱進行檢測，超差處再進行加工矯正，保證每塊壁板的加工成型滿足組裝要求。本工程屋蓋構(gòu)件除少量為單曲形箱梁外，其余均為空間彎扭箱形結(jié)構(gòu)。另外，由于箱體壁厚從16mm～115mm厚薄相差較大，并且扭曲幅度非常大，加工成型與焊接變形較難控制，所以加工制作難度非常大，必須按特殊構(gòu)件進行重點分析并制訂相應可行的加工工藝來保證其制作精度要求。加工完畢的樣箱3.3.2.3空間彎扭箱形構(gòu)件胎架制作箱體拼裝采用將構(gòu)件臥放于平臺上進行拼裝，將箱體軸心線兩端處于同一水平面內(nèi)，沿軸心線作一水平面，以此水平面作為胎架制作的基準面，胎架模板數(shù)據(jù)可根據(jù)此水平面進行計算得到。采用胎架的優(yōu)點如下：箱體胎架（1）構(gòu)件制作精度易于控制、監(jiān)測，可操作性強；箱體胎架（2）焊接變形易于監(jiān)控；（3）節(jié)點牛腿位置定位精度易于掌握、監(jiān)控；（4）構(gòu)件的板材定位方便。3.3.2.4空間彎扭箱形構(gòu)件的檢測雙曲彎扭構(gòu)件檢測示意圖選擇可利用的原組裝胎架進行定位，定位必須定對端面垂直度、腹板左右水平對合線的水平度，以及及胎架接觸面的間隙尺寸，然后在彎扭構(gòu)件四條棱線上進行弧長等分，將等分點劃出，用兩臺全站儀進行對各等分點的空間坐標進行測量，然后根據(jù)測得的坐標點經(jīng)轉(zhuǎn)化后及圖紙理論坐標進行核對，得出彎扭構(gòu)件組裝焊接后的實際變形情況，對超差處用火焰進行局部校正。雙曲彎扭構(gòu)件檢測示意圖3.3.2.5構(gòu)件預拼裝為檢測構(gòu)件加工精度以及保證現(xiàn)場安裝的順利進行，在構(gòu)件加工完畢后需進行預拼裝。次肋為圓管，主肋安裝完畢后次肋在安裝過程中無法定位測量，通過預拼裝進行次肋準確定位，并進行連接板的焊接，以便于次肋在現(xiàn)場安裝時定位需要。主次肋單元預拼裝鋼拱橋預拼裝主次肋單元預拼裝鋼拱橋預拼裝3.3.2.6雙曲幕墻連接桿加工制作為消除幕墻桿件現(xiàn)場焊接帶來的誤差，影響幕墻的曲面，以及現(xiàn)場焊接對主肋受力的不利影響，在主肋加工制作時雙曲幕墻桿件須一同施工，保證幕墻桿件及主肋一樣線形光順、圓滑。幕墻桿件在工廠內(nèi)及主肋一同加工，不但對幕墻安裝帶來便利，而且能夠提高施工速度，縮短整改工期。3.3.3莫比烏斯環(huán)鋼結(jié)構(gòu)安裝施工3.3.3.1鋼結(jié)構(gòu)罩棚施工難點安裝工序復雜。包括鉸支座安裝、七米平臺安裝、外殼鋼結(jié)構(gòu)安裝、鋼拱橋安裝、旋轉(zhuǎn)坡道安裝、通天樓梯及馬道安裝、東西兩側(cè)連接段安裝、合攏連接段的安裝。鋼構(gòu)件安裝測量難度大。主肋分段安裝、拱橋分段安裝、旋轉(zhuǎn)坡道、馬道及通天樓梯等每一步的安裝、結(jié)構(gòu)體系的卸載以及卸載穩(wěn)定后的定期變形觀測，必須由測量人員進行跟蹤控制。同時絕大多數(shù)的構(gòu)件的定位控制均需在高空進行，不但需要建立平面控制網(wǎng)，還須建立空間三維控制網(wǎng)，以便于構(gòu)件的空間定位，保證測量精度。并且構(gòu)件截面按相關規(guī)定采用了非平口的形式，給測量控制工作帶來相當大的難度。支撐體系要求高。在鋼結(jié)構(gòu)的安裝過程中，一般的腳手架支撐無法確保吊裝定位的安全、穩(wěn)定、精確定位，通過采用穩(wěn)定有效的格構(gòu)柱支撐體系實現(xiàn)精密的測量定位控制、焊接質(zhì)量控制與高質(zhì)量標準。鋼結(jié)構(gòu)合攏控制。為保證結(jié)構(gòu)使用過程中的安全，必須選擇合適的合攏溫度，以減小結(jié)構(gòu)使用過程中的溫度變形與溫度應力。由于本工程大跨度鋼結(jié)構(gòu)的平面尺度很大，溫度變化將在結(jié)構(gòu)中引起很大的內(nèi)力與變形，對結(jié)構(gòu)的安全性將產(chǎn)生顯著的影響，必須對鋼結(jié)構(gòu)合攏采取一系列的控制。卸載是本工程的重中之重。本工程一共布置了399個卸載支撐，卸載點分布范圍較大，對于此類大跨空間結(jié)構(gòu)，最優(yōu)的卸載方式是399個支撐同步卸載，但難度巨大，確定采用“分區(qū)分步”的方式卸載。3.3.3.2鋼結(jié)構(gòu)施工流程3.3.3.3鋼結(jié)構(gòu)罩棚測量控制A平面控制網(wǎng)建立測量控制點布置圖根據(jù)總平面圖及施工場地的地形條件本工程采用導線網(wǎng)。以前期土建主體結(jié)構(gòu)的控制網(wǎng)作為場區(qū)控制網(wǎng)。測量控制點布置圖B高程控制網(wǎng)測設根據(jù)水準基準點（考慮到現(xiàn)場通視與場地條件布設），采用閉合水準路線的測量施測方法建立本工程場區(qū)高程控制網(wǎng)，距離建筑物、構(gòu)筑物不宜小于25m，距離回填土邊線不宜小于15m。高程水準點精度不宜低于三等水準的精度。C安裝測量是本工程測量工作中的重中之重，對其測量要求必須嚴格按施工圖紙及相應的國家測量規(guī)范要求做到從整體到局部，先控制后細部。D要求在工廠加工制作時用洋沖對測量定位點做好標記。E臨時支撐點高程的復測及控制臨時支撐作為本工程結(jié)構(gòu)安裝的輔助措施，要求對其高程進行測量定位。F埋件的復測及主次肋支座分段的測量控制測量導線點引測示意圖根據(jù)場區(qū)實際情況，全部布設導線網(wǎng)點覆蓋整個測區(qū)的前提下，地面區(qū)域的導線點，采用閉合導線的測量施測方法，進行導線點的布設。共布設導線點5點。同時為方便外殼上部區(qū)域的觀測，在辦公樓以及演播樓各布設1點導線點，并采用附合導線的測量施測方法及已知點位進行聯(lián)測。測量導線點引測示意圖構(gòu)件安裝測量定位措施根據(jù)測量控制點及工程的平面尺寸，進行預埋件的復測及支座定位軸線的放線。構(gòu)件的測量定位以鋼結(jié)構(gòu)施工圖中的定位數(shù)據(jù)為依據(jù)；主肋結(jié)構(gòu)的測量定位保證措施如下：主肋在吊裝就位進行固定前應根據(jù)施工圖對其控制點進行測量定位調(diào)整至控制點坐標在規(guī)范規(guī)定的允許范圍內(nèi)方可進行定位固定；主肋的測量控制點選擇在分段上端口外邊線的中點（當有卸載監(jiān)測要求的部位，對相應的主肋測量控制點進行另行標記）。當進行至主肋中間分段安裝前需要對其兩端連接的分段進行測量，以確認其偏差在允許范圍內(nèi)而后再進行安裝；如果其兩端偏差過大，先找出偏差原因，并采取有效措施調(diào)整至正確位置后再進行中間分段的安裝。利用全站儀對吊裝構(gòu)件的測量定位具體操作如下：在內(nèi)業(yè)利用三維模型獲得定位控制點的三維坐標，或直接采用施工圖紙中的點位坐標；在適當?shù)奈恢迷O置全站儀，并精確調(diào)平；單棱鏡的司尺人員在測量控制網(wǎng)中的一個已知控制點上架設單棱鏡（后視）；測站（操作全站儀的地點）的人員將各項相關參數(shù)設置到符合測量的狀態(tài)：如棱鏡常數(shù)的設置等；照準單棱鏡進行測量，得到后視點的坐標數(shù)據(jù)；小棱鏡的司尺人員在臨時支撐或構(gòu)件分段的測量控制點按要求放置小棱鏡；照準小棱鏡得到測控點的三維坐標及內(nèi)業(yè)中的已知控制點的坐標進行比較若偏差符合定位要求即定位；否則調(diào)整、復測至符合要求再進行定位。3.3.3.4鑄鋼萬向鉸支座安裝外殼鋼結(jié)構(gòu)的落腳點設計為鉸支座，鉸支座為鋼結(jié)構(gòu)罩棚及埋件的連接件，為鑄鋼件，含有萬向軸承，鉸支座以不同的形態(tài)角度及巨型埋件焊接，鉸支座的布置將支座處的應力在一定程度上進行了釋放，解決了由于結(jié)構(gòu)安裝、卸載、及溫度變化產(chǎn)生的應力問題，并且對地震作用下增大結(jié)構(gòu)變形的適應能力，對保證結(jié)構(gòu)安全有利。鉸支座的準確定位及焊接質(zhì)量，是整個鋼結(jié)構(gòu)的基礎。鉸支座安裝時，選擇其在支座十字交線上的三個點位（一般距支座邊為50mm），選用全站儀三維坐標測量法，進行點位施測，待三點的施測三維坐標值及理論坐標值的誤差，在允許范圍內(nèi)，即完成此支座的測量控制。3.3.3.5格構(gòu)柱支撐應用1、臨時支撐的設置原則1）傳遞荷載的有效性：在鋼構(gòu)件形成整體結(jié)構(gòu)能夠承受自身及外在荷載前，臨時支撐能夠有效的將構(gòu)件自重與相關施工荷載傳遞至下部的安裝作業(yè)平臺，因此需要臨時支撐具有足夠的強度。2）施工中結(jié)構(gòu)變形的可控制性：為保證結(jié)構(gòu)最終成型時及原設計誤差在可控制的范圍之內(nèi)，需要合理的設置臨時支撐，使得安裝中結(jié)構(gòu)構(gòu)件能夠準確就位，并且構(gòu)件自身變形與構(gòu)件安裝應力在控制范圍之內(nèi)。這要求在支撐設計中，合理確定支撐設置的部位，臨時支撐需具備足夠的剛度。3）支撐體系的可靠性：為確保支撐體系的可靠性，在設計中除了按照鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范計算臨時支撐剛度、強度、穩(wěn)定性外，還必須采取必要的措施確保支撐體系的可靠性。這里主要通過在支撐頂部設置攬風繩以及相鄰支撐間的連接來實現(xiàn)。4）支撐底部承臺的可靠性：臨時支撐底部將荷載傳遞至作為安裝作業(yè)平臺的結(jié)構(gòu)上，為保證承臺能夠有效受力，應確保不發(fā)生受力平臺的破壞，因此在臨時支撐的底部應當有合理的構(gòu)造措施使得下部的荷載有效地傳遞。5）支撐設置的經(jīng)濟性：在滿足前面幾條原則并具有足夠的富余度的基礎上，還需要考慮到支撐設置的經(jīng)濟性，在保證安全的前提下盡量降低構(gòu)造措施的用鋼量。6）支撐體系的可操作性：支撐體系布置盡量避開結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝位置，當支撐位置無法避開結(jié)構(gòu)構(gòu)件位置時應改變支撐形式；支撐體系布置時應考慮在結(jié)構(gòu)安裝完后其便于拆除。2、安裝用臨時支撐布置圖主肋安裝臨時支撐平面布置圖旋轉(zhuǎn)坡道及通天梯臨時支撐布置圖軸測圖3、臨時支撐形式根據(jù)工況計算用于本工程的臨時主要有獨立的格構(gòu)式支撐，旋轉(zhuǎn)坡道處的格構(gòu)組合的門架式支撐及主樓南北兩側(cè)的三腳架式支撐。1）格構(gòu)式支撐標準段設計截面尺寸為1.2m*1.5m，弦桿（立桿）采用Φ159*6鋼管，腹桿采用L75*6角鋼。水平腹桿的豎向間距取2.0m。頂端根據(jù)所支撐的結(jié)構(gòu)作相應的構(gòu)造設計，標準臨時支撐分段如下示意圖：2）由于結(jié)構(gòu)形式及現(xiàn)場條件的限制，在旋轉(zhuǎn)坡道、通天樓梯及馬道分段安裝時所采用的臨時支撐設計為組合格構(gòu)的門架形式：旋轉(zhuǎn)坡道臨時支撐布置3）主樓南北兩側(cè)的部分分段傾斜度較小，并且主結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)及內(nèi)部主樓結(jié)構(gòu)的邊緣多在3m以內(nèi)，此區(qū)域采用簡便的三角架支撐，支撐及主樓結(jié)構(gòu)連接的端部節(jié)點根據(jù)受力計算進行節(jié)點設計。采取的方案為：及相應主樓樓層最外圈鋼梁通過增加連接板連接。4、臨時支撐架的制作、安裝1）臨時支撐的制作在施工準備階段按臨時支撐圖紙在專門場地進行拼裝制作。在具體進行拼裝制作時按相應構(gòu)件的制作工藝進行下料、放線及定位；當焊接無特別要求時，支撐的弦桿及腹桿間的焊接不得遺漏且焊縫應飽滿，滿足角焊縫的基本要求。臨時支撐需分段制作的，在進行分段拼裝時應將分段處的嵌補腹桿安裝完成。臨時支撐制作完成后交專職質(zhì)檢人員檢查并交監(jiān)理進行檢查驗收，合格后按計劃運至施工現(xiàn)場的臨時支撐就位位置。2）臨時支撐的安裝位于結(jié)構(gòu)樓面上的支撐體系，為保證臨時支撐格構(gòu)柱豎向荷載能夠有效地傳遞到底部的結(jié)構(gòu)梁、柱上，并且不會使結(jié)構(gòu)頂板發(fā)生破壞，在臨時支撐柱底部設置了有工字鋼焊接而成的方框架，臨時支撐格構(gòu)柱柱肢固定于工字鋼的交點處，工字鋼方框架支撐點設置于柱頂或梁上。轉(zhuǎn)換鋼梁及砼結(jié)構(gòu)的連接方式位于結(jié)構(gòu)外邊緣支撐（在土體上支撐），根據(jù)支撐的底部的反力情況對支撐底部進行相應處理：單件支撐下端反力在3t范圍內(nèi)的臨時支撐的底部布置1.5m*1.5m的型鋼方平臺；單件支撐下端反力大于3t的在臨時支撐的下端布置1.8m*8.0m(200mm厚)的路基箱，并且將支撐及路基箱進行可靠的焊接連接具。安裝時根據(jù)臨時支撐的平面位置進行放線，同時對支撐就位處進行必要的處理。臨時支撐安裝時根據(jù)其就位位置采用相應的吊裝設備（相應位置的塔吊）進行吊裝，吊裝前將臨時支撐纜風繩的上端先在臨時支撐上固定好，并將風繩下端先盤好用鐵絲固定在支撐的下端；同時安裝好支撐上端的操作平臺及輔助工裝設施、安全防護設施（安全護欄或安全繩）。待上述準備工作完成后可指揮吊機吊裝，吊裝就位調(diào)整完畢后（主要是垂直度的調(diào)整）立即完成臨時支撐周圍纜風繩的布置，而后吊機才能松鉤完成支撐的安裝。進行門式支撐的安裝時應先安裝完成支撐立柱，而后進行支撐橫梁的安裝，臨時支撐橫梁吊裝就位后需及立柱進行可靠的焊接連接后吊機方可松鉤。在進行臨時支撐布置時，為加強臨時支撐的穩(wěn)定性，考慮采用布置輔助纜風繩的方法。具體布置方式為：在臨時支撐的近頂部位置及結(jié)構(gòu)面間的可靠固定點上拉設纜風，纜風繩及地面的夾角在有條件情況下控制在45°～60°間，同時考慮機械設備的通行；支撐錨固點可借助結(jié)構(gòu)面上的連接點或預先埋設埋件；輔助纜風繩采用不小于14.5的鋼絲繩，在進行纜風繩布置時必須注意將纜風繩及臨時支撐的上端及地面錨固點的各連接處進行可靠連接。臨時支撐輔助纜風繩布置如下示意圖。群樓頂格構(gòu)柱支撐地面格構(gòu)柱支撐群樓頂格構(gòu)柱支撐地面格構(gòu)柱支撐3.3.3.6空間彎扭箱形構(gòu)件吊裝由于鋼結(jié)構(gòu)罩棚的構(gòu)件均為彎扭桿件，外表線形的平滑、光順要求高，安裝時空間定位難度大；構(gòu)件重心難以確定，以至于吊耳位置設置至關重要，在吊裝時需采用倒鏈調(diào)整構(gòu)件角度及其設計基本相同后在進行吊裝，便于構(gòu)件快速安裝就位。3.3.3.7空間彎扭箱形構(gòu)件測量控制主肋的控制點選擇在分段上端口外邊線的中點，（當有卸載監(jiān)測要求的部位，對相應的主肋測量控制點進行另行標記）。依據(jù)樓層或屋面的導線控制點，選用全站儀三維測量法，對主肋已標記的測量控制點，待三點的施測三維坐標值及理論坐標值的誤差，在允許范圍內(nèi)，即完成對主肋的測量控制。主肋分段及定位點示意圖構(gòu)件吊裝前需對下節(jié)柱坐標進行抽檢校核，滿足規(guī)范要求后再進行上節(jié)柱吊裝，否則需對下節(jié)柱進行校正。構(gòu)件吊裝時上節(jié)柱根部需及下節(jié)柱頂中線對齊，然后再進行頂部定位測量，頂部測量定位時根部也需同時進行調(diào)整校正。主肋分段及定位點示意圖3.3.3.8鋼結(jié)構(gòu)罩棚合攏合攏溫度控制：測溫點布置示意圖本工程合攏縫設置在西空腔處，設計要求合攏溫度為15℃~20℃。合攏時鋼結(jié)構(gòu)本體溫度是結(jié)構(gòu)的整體溫度，為確切掌握整個屋蓋鋼結(jié)構(gòu)的溫度分布情況，以及不同部位鋼結(jié)構(gòu)實際溫度同氣溫的對應關系，確定最佳的合攏時機，特建立以熱電偶作為測溫元件的自動測溫系統(tǒng)。該系統(tǒng)測溫范圍為-5℃～+120℃，測試精度為±1℃測溫點布置示意圖合攏長度測量：在合攏溫度區(qū)間范圍內(nèi)，對構(gòu)件合攏部位端口進行座標精確測量，得出合攏溫度下的合攏構(gòu)件的確切長度，根據(jù)此長度要求，布置合適的焊接收縮余量值后對合攏構(gòu)件進行配切端口余量，并切割坡口，準備進行合攏安裝。合攏段測量示意圖合攏安裝要點控制:合攏段測量示意圖1)盡量選擇在及合攏溫度相近的溫度條件下或低于該溫度的條件下進行安裝。2)盡量采用小間隙安裝法，避免合攏時合攏口間隙過大。3)合攏段安裝就位后，除設計要求的合攏口不進行焊接連接外，其余接口均須及時焊接完畢，以增強結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。4)為確保合攏口在施工過程中因溫度變化而自由收縮，合攏口采用卡馬搭接連接。3.3.3.9鋼結(jié)構(gòu)罩棚卸載本工程一共布置了399個卸載支撐，卸載點分布范圍較大，對于此類大跨空間結(jié)構(gòu)，最優(yōu)的卸載方式是399個支撐同步卸載，但考慮到如此復雜的空間鋼結(jié)構(gòu)，支撐反力與各個支撐點的卸載變形量均有較大差異，要實現(xiàn)399個支撐的整體同步卸載，不僅從卸載的硬件條件、卸載的整體控制管理，以及同步的精度等方面實施難度巨大。根據(jù)工程的實際情況以及整體鋼結(jié)構(gòu)的受力與變形特點，確定采用“分區(qū)分步”的卸載總原則，卸載過程中遵循“合理、有序、平穩(wěn)、緩慢、均勻、可操作”的原則。根據(jù)以上的卸載原則結(jié)合本工程作如下的卸載說明：根據(jù)屋蓋主次肋等其它結(jié)構(gòu)安裝后支撐反力情況，遵循頂層樓板支撐先卸載，反力較大的支撐先卸載，結(jié)構(gòu)豎向變形較大處先卸載的原則，共分析了9個典型工況，分別得出各卸載工況下的整體變形、支撐變形、應力及支撐反力情況。9個卸載工況的說明如下表所示。卸載工況支撐卸載區(qū)域卸載說明第1卸載工況CS1輔樓頂V型撐兩側(cè)對稱卸載一部分該區(qū)域支撐位于樓頂，便于V型撐緩慢受力，支撐上部主次肋的最終變形較大第2卸載工況CS2輔樓大部分內(nèi)部支撐保留一部分上部主次肋的最終變形較大區(qū)域支撐，第3卸載工況CS3輔樓剩余內(nèi)部支撐輔樓內(nèi)部支撐卸載完畢，前3工況實現(xiàn)北區(qū)的分步卸載第4卸載工況CS4主樓頂支撐該區(qū)域位于主樓頂?shù)?卸載工況CS5西側(cè)區(qū)域部分內(nèi)側(cè)支撐該區(qū)域支撐較高，支撐反力較大，主次肋最終變形較大第6卸載工況CS6東側(cè)區(qū)域部分內(nèi)側(cè)支撐該區(qū)域支撐較高，支撐反力較大，主次肋最終變形較大第7卸載工況CS7東西側(cè)底部支撐該區(qū)域支撐反力較大第8卸載工況CS8整個結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)支撐內(nèi)側(cè)支撐反力較大，實現(xiàn)該區(qū)域支撐卸載的同步性，結(jié)構(gòu)變形、受力均勻第9卸載工況CS9整個結(jié)構(gòu)外側(cè)支撐實現(xiàn)該區(qū)域支撐卸載的同步性，結(jié)構(gòu)變形、受力均勻針對第6卸載工況，結(jié)合結(jié)構(gòu)布置形式：通天樓梯安裝完成卸載后即可安排旋轉(zhuǎn)坡道支撐體系的卸載，旋轉(zhuǎn)坡道在卸載前應將坡道及結(jié)構(gòu)的連接點完成連接并將拉索安裝完成初步張緊，然后將旋轉(zhuǎn)坡道的支撐按照從上到下的順序依次卸載，待旋轉(zhuǎn)坡道卸載完成后再進行外殼結(jié)構(gòu)的卸載，卸載過程按卸載原則進行，在卸載過程中外殼及旋轉(zhuǎn)坡道完成變形協(xié)調(diào)，最終再調(diào)整拉索至張緊狀態(tài)。根據(jù)施工分區(qū)，在輔助臨時支撐安裝的構(gòu)件形成區(qū)域并完成必要的焊接檢查后可對支撐進行卸載。針對每個區(qū)域的臨時支撐卸載分階段逐步進行。根據(jù)屋蓋主次肋等其它結(jié)構(gòu)安裝后支撐反力情況，遵循反力較小的支撐先卸載，頂層樓板支撐先卸載，結(jié)構(gòu)豎向變形較小處先卸載的原則。當完成鋼結(jié)構(gòu)安裝與卸載后，便可拆除臨時支撐，臨時支撐拆除時同樣根據(jù)其所處位置，周圍結(jié)構(gòu)構(gòu)件情況，合理選擇吊機進行拆除。拆除時先將吊機就位后掛鉤，而后解除支撐及結(jié)構(gòu)間的連接同時拆除纜風繩；然后通過吊機轉(zhuǎn)臂將臨時支撐放平或吊出結(jié)構(gòu)覆蓋范圍裝車、轉(zhuǎn)運至堆放場地。根據(jù)施工卸載分工況分析，如果單階段的卸載點較多（超過20個）時，為保證卸載的同步性，將此工況再進行分區(qū)，卸載時按一定次序采取分區(qū)逐次分步卸載的辦法。支撐頂部鋼板割除卸載桁架施工完畢后對安裝時采用的臨時支撐進行拆除，支撐拆除時采取對支持頂部的鋼板分條割除的辦法進行，根據(jù)支撐位置的卸載位移量控制每次割除的高度△H（每次割除量控制在5～10mm）直至完成某一步的割除后桁架不再產(chǎn)生向下的位移后拆除支撐；在支撐卸載過程中注意監(jiān)測變形控制點的位移量，如出現(xiàn)較大偏差時應立即停止，會同各相關單位查出原因并排除后繼續(xù)進行。支撐拆除過程中在未解除底端約束時（支撐及結(jié)構(gòu)面上的臨時連接）須保證支撐上端及桁架或采用攬風繩進行臨時穩(wěn)固連接。支撐拆除采用塔吊進行。支撐頂部鋼板割除卸載4、項目關鍵技術(shù)及創(chuàng)新點4.1關鍵技術(shù)（1）異形結(jié)構(gòu)巨型埋件深化設計及安裝；（2）鑄鋼萬向鉸支座的應用及定位；（3）莫比烏斯環(huán)空間彎扭鋼構(gòu)件加工；（4）莫比烏斯環(huán)空間彎扭鋼構(gòu)件安裝；（5）莫比烏斯環(huán)空間彎扭鋼結(jié)構(gòu)合攏；（6）莫比烏斯環(huán)空間彎扭鋼結(jié)構(gòu)卸載；（7）莫比烏斯環(huán)空間彎扭鋼構(gòu)件空間定位；（8）空間格構(gòu)柱支撐應用；（9）雙曲幕墻連接桿及主肋同時加工制作。4.2創(chuàng)新點:采用的創(chuàng)新技術(shù)：（1）鑄鋼萬向鉸支座的應用，外殼鋼結(jié)構(gòu)的落腳點設計為鉸支座，鉸支座為鋼結(jié)構(gòu)罩棚及埋件的連接件，為鑄鋼件，含有萬向軸承，鉸支座以不同的形態(tài)角度及巨型埋件焊接，鉸支座的布置將支座處的應力在一定程度上進行了釋放，解決了由于結(jié)構(gòu)安裝、卸載、及溫度變化產(chǎn)生的應力問題，并且對地震作用下增大結(jié)構(gòu)變形的適應能力，對保證結(jié)構(gòu)安全有利。鉸支座的準確定位及焊接質(zhì)量，是整個鋼結(jié)構(gòu)的基礎。鉸支座安裝時，選擇其在支座十字交線上的三個點位（一般距支座邊為50mm），選用全站儀三維坐標測量法，進行點位施測，待三點的施測三維坐標值及理論坐標值的誤差，在允許范圍內(nèi)，即完成此支座的測量控制。(2)巨型埋件的安裝，深化設計是在有限的空間進行埋件角鋼以及梁板鋼筋布置，深化設計時，埋件角鋼及梁板鋼筋間保證有效間隙。由于鋼筋在加工、綁扎過程中存在著誤差，鋼筋綁扎前在模板上準確彈出埋件邊線以及角鋼位置，采用多層板1:1制作出角鋼模型，并固定在模板上，然后再進行鋼筋綁扎，埋件安裝前取出模型即可。（3）莫比烏斯環(huán)彎扭構(gòu)件加工，本工程鋼結(jié)構(gòu)罩棚構(gòu)件絕大部分為空間彎扭箱形結(jié)構(gòu)。由于箱體壁厚從16mm～115mm厚薄相差較大，并且扭曲幅度非常大，加工成型與焊接變形較難控制，所以加工制作難度非常大，必須按特殊構(gòu)件進行重點分析并制訂相應可行的加工工藝來保證其制作精度要求。扭曲箱形四塊壁板均為空間彎扭形狀，且彎扭曲率比較大，箱體彎扭壁板加工時，制作1：1的加工樣箱，為控制放樣下料精度，壁板展開采用計算機精確放樣，根據(jù)展開的線型數(shù)據(jù)，輸入數(shù)控切割機進行壁板的下料切割。彎扭構(gòu)件加工成型后用一般的檢測方法已完全不能滿足檢測要求，為了彎扭箱形構(gòu)件在組裝時能較好的保證組裝精度，壁板在加工后必須進行一次詳細的檢測，檢測采用專用1:1樣箱進行全面檢測，將壁板的扭曲面真實地以三維形式表示出來，檢測時只要將樣箱放在加工后的壁板上，定位扭曲壁板的外形邊線進行檢查，樣箱表面各點及壁板的間隙應控制在2mm以內(nèi)，否則應進行再次加工，壁板余量根據(jù)樣箱外形尺寸進行修割。箱體拼裝采用將構(gòu)件臥放于平臺上進行拼裝，將箱體軸心線兩端處于同一水平面內(nèi)，沿軸心線作一水平面，以此水平面作為胎架制作的基準面，胎架模板數(shù)據(jù)可根據(jù)此水平面進行計算得到。選擇可利用的原組裝胎架進行定位，定位必須定對端面垂直度、腹板左右水平對合線的水平度，以及及胎架接觸面的間隙尺寸，然后在彎扭構(gòu)件四條棱線上進行弧長等分，將等分點劃出，用兩臺全站儀進行對各等分點的空間坐標進行測量，然后根據(jù)測得的坐標點經(jīng)轉(zhuǎn)化后及圖紙理論坐標進行核對，得出彎扭構(gòu)件組裝焊接后的實際變形情況，對超差處用火焰進行局部校正。為檢測構(gòu)件加工精度以及保證現(xiàn)場安裝的順利進行，在構(gòu)件加工完畢后需進行預拼裝。次肋為圓管，主肋安裝完畢