大跨度柱面網(wǎng)架折疊展開(kāi)提升技術(shù)

大跨度網(wǎng)殼安裝中腳手架滑移法的應(yīng)用與發(fā)展目前，國(guó)內(nèi)大跨度網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)常用的安裝方法根據(jù)其受力和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，一般分為高空散裝法、網(wǎng)殼高空積累滑移法、腳手架滑移法三種方法。這三種方法各有其優(yōu)越性及缺點(diǎn)。依據(jù)工程特點(diǎn)科學(xué)地選擇合理的安裝工藝對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的保證以及同時(shí)達(dá)到安全及經(jīng)濟(jì)合理有著重要的意義。該公司在湖南某電廠擴(kuò)建工程2X600MW機(jī)組干煤棚網(wǎng)殼的高空安裝中，采用了網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)高空安裝，腳手架滑移的施工方法，它充分發(fā)揮了腳手架滑移的優(yōu)點(diǎn)而最大程度降低了成本?，F(xiàn)就該工程施工中腳手架滑移方法及特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的評(píng)述。工程概況該電廠擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)建設(shè)規(guī)模為2X600MW機(jī)組。配套的干煤棚采用落地式雙層三芯圓網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，形式為正放四角錐螺栓球結(jié)點(diǎn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度168m，跨度96m（下弦支座球中心之間），殼體高度（鉸點(diǎn)至拱頂）32.664m，上弦網(wǎng)格尺寸4.0mX4.0m，剖面為三芯圓：大圓弧半徑R=85.369m,小圓弧半徑R=38.584m。對(duì)邊下弦單排支撐，設(shè)計(jì)共92個(gè)承壓平板支座，同時(shí)為消除抵抗支座處水平推力，加設(shè)92個(gè)水平抗力平板支座。設(shè)計(jì)采用螺栓球2957個(gè)，材質(zhì)45號(hào)鋼，桿件11574根，材質(zhì)Q235鋼或20號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼，高強(qiáng)度螺栓采用40Cr鋼，鋼結(jié)構(gòu)總用鋼量約875t，網(wǎng)架覆蓋面積15800m2。方案選擇高空散裝法該工程網(wǎng)殼覆蓋面積大，經(jīng)濟(jì)與工期要求均不允許搭設(shè)滿堂腳手架，所以選用滿堂腳手架，高空散裝方法顯然行不通。網(wǎng)殼高空積累滑移法因本網(wǎng)殼主結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì)為螺栓球球結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，在施工方案的選擇上應(yīng)盡量避免采用網(wǎng)殼主結(jié)構(gòu)滑移。因此，此方案被最先否決。腳手架滑移方案優(yōu)越性：1）網(wǎng)架原位安裝，最大程度地遵循設(shè)計(jì)意圖，不改變?cè)O(shè)計(jì)的原始受力模型；2） 腳手架為專業(yè)人員設(shè)計(jì)，可進(jìn)行各種工況的受力驗(yàn)算，技術(shù)上可靠，其安全性、適用性很高；3） 腳手架材料為國(guó)標(biāo)扣件節(jié)點(diǎn)腳手架材料，可就地取材（采用租賃方式獲得），現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)間短，施工方便，可縮短工期；4）在大跨度，縱向多單元的網(wǎng)殼施工中，其經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性體現(xiàn)更為明顯。施工方案該工程施工方法采用腳手架高空，網(wǎng)架高空安裝的施工方法。工程主體網(wǎng)殼分15個(gè)安裝單元，每個(gè)安裝單元的完成均在腳手架操作平臺(tái)上完成，一個(gè)拼裝單元完成后，腳手架滑移至預(yù)定位置進(jìn)行下一個(gè)安裝單元，腳手架滑移14次，最后一個(gè)單元補(bǔ)空完成，不再滑移。網(wǎng)殼構(gòu)件材料垂直運(yùn)輸使用一臺(tái)25t汽車(chē)吊（主要考慮移動(dòng)方便）來(lái)完成，其吊臂接長(zhǎng)37m。腳手架滑移方案的應(yīng)用特點(diǎn)4.1腳手架設(shè)計(jì)特點(diǎn)該腳手架經(jīng)專業(yè)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)及分析計(jì)算，采用普通扣件管件材料。腳手架跨度為86m，寬度12m（沿網(wǎng)架縱方向），最高處29.50m,頂部根據(jù)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)呈圓弧形；下底部根據(jù)腳手架滑移要求共設(shè)置12條滑移軌道，整體腳手架自重約220t，腳手架設(shè)計(jì)承載力270kg/tf。該腳手架設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)：整個(gè)腳手架重量落在6個(gè)支架承臺(tái)（平均間距17m）上，每個(gè)支架承臺(tái)承重面積為3.0mX12m,用［300型槽鋼焊接為格構(gòu)式，具有良好的強(qiáng)度與剛度；每個(gè)支架承臺(tái)下部焊接連接8個(gè)滾輪，每側(cè)4個(gè)；滑移軌道選用16號(hào)非對(duì)稱工字鋼（軌道專用工字鋼），每根長(zhǎng)度12m,滾輪兩側(cè)設(shè)置擋板，同滑移軌道之間為滾動(dòng)摩擦。腳手架在搭設(shè)過(guò)程中，按照設(shè)計(jì)要求，滑移軌道之間部分腳手架留置適當(dāng)高度及寬度的三角形門(mén)洞，極大地減輕腳手架自重；在腳手架同承臺(tái)連接部位采用焊接連接，為保證腳手架整體穩(wěn)定性，在縱橫向加設(shè)斜支撐，縱向斜支撐間距1.2m,橫向斜支撐間距1.5m。為保證腳手架滑移同步性及減小摩擦力，腳手架在中間部位分隔為左右兩部分，中間設(shè)置50cm寬間距，在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程中，左右兩部分臨時(shí)連接；在腳手架滑移時(shí)，保證兩部分完全獨(dú)立。腳手架立面圖見(jiàn)1800now圉1腳手衆(zhòng)立面圖0.0)1800now圉1腳手衆(zhòng)立面圖0.0)工—擦9怦圖1腳手架立面圖4.2腳手架應(yīng)用的先進(jìn)性1)本工程中網(wǎng)殼跨度96m(下弦支座球心距離)，腳手架跨度達(dá)到85.5m，為降低腳手架造價(jià)，采用支架承臺(tái)支撐，中間留置門(mén)洞，實(shí)際節(jié)約架管材料70t?80t,節(jié)省費(fèi)用約8萬(wàn)元。腳手架在中間部位分隔為左右兩部分，可最大限度保證腳手架滑移過(guò)程中各支架承臺(tái)同步性，避免腳手架在縱向產(chǎn)生扭曲。同時(shí)，腳手架左右兩側(cè)部分可以先后獨(dú)立滑移，可分別計(jì)算其滑移摩阻力。滾動(dòng)凈摩擦系數(shù)取0.10，滾輪與鋼軌之間可取0.5mm，滾輪的外圓半徑rl=150mm,滾軸的半徑r2=40mm，則單側(cè)最大摩阻力為：Ft=(k/rl+'“ .r/r) ?Gok21=(0.5/150+0.10X40/150)X110=3.30t。在單側(cè)腳手架滑移過(guò)程中實(shí)際選用3副5t手動(dòng)倒鏈，可輕松牽引滑移。3)選用的5t手動(dòng)倒鏈為同一規(guī)格型號(hào)，滑移控制速度50mm/min,滑移作業(yè)過(guò)程協(xié)調(diào)一致，統(tǒng)一指揮，滑移的不同步嚴(yán)格控制在20mm以內(nèi)，平穩(wěn)滑移，滑移的安全性大大提高。該腳手架滑移方案最大限度的利用了原有的施工場(chǎng)地的優(yōu)越條件，根據(jù)建設(shè)單位場(chǎng)地堆煤的要求，施工場(chǎng)地按照設(shè)計(jì)要求全部推平碾壓后，澆筑150mm素混凝土地面，更利于腳手架的滑移。)腳手架門(mén)洞的留置，在施工期間建設(shè)單位可以繼續(xù)安裝斗輪機(jī)及其輔助設(shè)施。這一點(diǎn)對(duì)建設(shè)單位的同步施工，有著積極的意義。5工程效果采用該腳手架滑移方案，僅用78d就完成了800多噸鋼結(jié)構(gòu)安裝工作，取得了圓滿成功。同時(shí)，最大限度節(jié)約了成本及滿足了建設(shè)單位的總施工進(jìn)度協(xié)調(diào)要求，為以后的類似工程提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。國(guó)內(nèi)首次采用大跨柱面網(wǎng)殼“機(jī)構(gòu)f結(jié)構(gòu)”整體提升施工方法取得圓滿成功河南省鴨河口電廠干煤棚跨度108米，采用三心圓柱面雙層網(wǎng)殼的結(jié)構(gòu)形式，是目前亞洲跨度最大的柱面網(wǎng)殼。該工程在施工中采用“機(jī)構(gòu)一結(jié)構(gòu)”整體提升方法，提升工作于2001年5月31日一天內(nèi)完成。全國(guó)空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)委員會(huì)和全國(guó)升板建筑和提升技術(shù)學(xué)術(shù)委員會(huì)的14位國(guó)內(nèi)著名專家現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)考察?，F(xiàn)場(chǎng)召開(kāi)了柱面網(wǎng)殼“機(jī)構(gòu)一結(jié)構(gòu)”整體提升施工方法的研討會(huì)，與會(huì)專家對(duì)該種施工方法的技術(shù)先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性給予了充分的肯定。柱面網(wǎng)殼“機(jī)構(gòu)一結(jié)構(gòu)”整體提升施工方法的基本思想是將網(wǎng)殼去掉部分桿件，使一個(gè)靜定結(jié)構(gòu)變成一個(gè)可以運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，這樣就可以將柱面網(wǎng)殼在地面折疊起來(lái)，最大限度的降低安裝高度；然后將折疊的網(wǎng)殼提升到設(shè)計(jì)高度；最后補(bǔ)缺未安裝的構(gòu)件，機(jī)構(gòu)又變成靜定的結(jié)構(gòu)。所以，整個(gè)施工過(guò)程是機(jī)構(gòu)一結(jié)構(gòu)的變化過(guò)程。由圖1可以看出，提升過(guò)程是一個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，這是此方法與一般網(wǎng)架提升法的本質(zhì)區(qū)別。柱面網(wǎng)殼“機(jī)構(gòu)一結(jié)構(gòu)”整體提升施工方法的優(yōu)點(diǎn)是大部分構(gòu)件的安裝工作都在貼近地面處完成，可以保證安裝質(zhì)量，加快安裝速度，保障施工人員安全，并且節(jié)省大量腳手架。鴨河口電廠干煤棚網(wǎng)殼整體提升的施工技術(shù)在國(guó)內(nèi)尚屬首次采用，并取得了圓滿成功，為該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于大跨度結(jié)構(gòu)的施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。本工程由浙江大學(xué)空間結(jié)構(gòu)研究中心設(shè)計(jì)并提出施工方法，浙江東南網(wǎng)架集團(tuán)公司承接施工。圖1柱面網(wǎng)殼“機(jī)構(gòu)—結(jié)構(gòu)”整體提升施工過(guò)程示意圖大跨度柱面網(wǎng)架折疊展開(kāi)提升技術(shù)1、工程概況和技術(shù)原理河南南陽(yáng)鴨河口電廠原有露天的煤炭堆場(chǎng)，場(chǎng)內(nèi)有斗輪機(jī)和輸煤棧道。近年來(lái)因雨水增多，為防雨水沖淋煤炭需要在煤場(chǎng)上建造一個(gè)干煤棚。干煤棚的結(jié)構(gòu)形式為鋼結(jié)構(gòu)的柱面網(wǎng)架,縱向90m、跨向108m、高38.8m、重505t，是國(guó)內(nèi)最大跨度的干煤棚?？诟擅号锞W(wǎng)架的安裝采用地面折疊拼裝、整體提升展開(kāi)的新工藝。其技術(shù)原理：拼裝時(shí)抽掉一些桿件后將網(wǎng)架結(jié)構(gòu)分成5塊，塊與塊之間以及網(wǎng)架根部基礎(chǔ)采取鉸連接，使結(jié)構(gòu)成為一個(gè)折疊式可在地面拼裝的可變機(jī)構(gòu)。網(wǎng)架的大部分桿件、設(shè)備安裝以及部分裝修工作在地面完成，然后采用鋼鉸線承重、計(jì)算機(jī)控制、液壓千斤頂集群整體提升等先進(jìn)工藝，將該機(jī)構(gòu)展開(kāi)提升到預(yù)定高度后裝上補(bǔ)缺桿件，使之形成一個(gè)穩(wěn)定、完整的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)?？?、施工難題和控制要求1） 網(wǎng)架是可變機(jī)構(gòu)網(wǎng)架在地面拼裝后是一個(gè)折疊的可變機(jī)構(gòu)，展開(kāi)提升過(guò)程中水平方向很容易失穩(wěn)，因此必須采取技術(shù)措施使之轉(zhuǎn)化為一個(gè)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，才能進(jìn)行展開(kāi)提升。2） 提升負(fù)載呈動(dòng)態(tài)變化以往網(wǎng)架是完全懸空提升的，其質(zhì)量全部由提升千斤頂承受，只要提升時(shí)控制好同步，提升力相對(duì)來(lái)說(shuō)是一個(gè)常數(shù)。而這次提升時(shí)網(wǎng)架根部始終與基礎(chǔ)鉸接，其質(zhì)量由提升千斤頂與基礎(chǔ)共同承受，在提升過(guò)程中千斤頂?shù)奶嵘?fù)載隨著提升高度的變化而變化，負(fù)載動(dòng)態(tài)均衡的控制難度很大?！?） 內(nèi)應(yīng)力控制是一個(gè)關(guān)鍵難題網(wǎng)架提升時(shí)共有6個(gè)鉸軸，各鉸軸之間必須相互平行，每一鉸軸上的鉸必須多鉸同軸（同軸度誤差應(yīng)V3mm）,否則會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的內(nèi)應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)將發(fā)生網(wǎng)架變形，甚至損壞。因此網(wǎng)架的拼裝精度必須嚴(yán)格符合要求，提升中網(wǎng)架內(nèi)應(yīng)力控制是一個(gè)關(guān)鍵的難題?！?） 研究抗結(jié)構(gòu)瞬變技術(shù)提升過(guò)程中提升力隨著提升高度的增加而變小，如果不采取技術(shù)措施，網(wǎng)架提升將到位時(shí)提升力會(huì)突然消失，在反拱力和水平力的作用下結(jié)構(gòu)將發(fā)生瞬變，因此必須研究抗瞬變技術(shù)?！?） 保證臨時(shí)提升架的穩(wěn)定問(wèn)題該網(wǎng)架是無(wú)柱落地網(wǎng)架，跨內(nèi)沒(méi)有結(jié)構(gòu)梁柱可作支架，需在跨內(nèi)設(shè)置臨時(shí)提升架，提升架除了能承受豎向荷載外還需承受一定的水平力。由于構(gòu)件制作誤差、地面拼裝誤差以及液壓系統(tǒng)離散性等問(wèn)題，同一提升架上兩側(cè)提升千斤頂?shù)膭?dòng)態(tài)負(fù)載會(huì)有差異，如果此差異值過(guò)大將使提升架彎曲，甚至失穩(wěn)而發(fā)生重大事故，因此要采取措施保證提升架的穩(wěn)定和安全?？?）同步控制要求高提升時(shí)如果各個(gè)吊點(diǎn)不同步，除了網(wǎng)架會(huì)發(fā)生變形外還會(huì)由于兩邊不同高差引起的水平力而偏移，甚至失穩(wěn)。在提升過(guò)程中網(wǎng)架兩端是固定鉸支座，中間是不固定的鉸支座，這種結(jié)構(gòu)提升時(shí)如果同步控制不好將增加結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性，因此在展開(kāi)提升中對(duì)各吊點(diǎn)的動(dòng)作同步、高度偏差、負(fù)載均衡的控制要求都很高。3、施工技術(shù)研究3?1提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)提升力的計(jì)算分析得出網(wǎng)架提升過(guò)程中提升力隨著提升高度的變化而變化的規(guī)律，據(jù)此確定提升吊點(diǎn)的分布，完成提升系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和布置?？??2臨時(shí)提升架設(shè)計(jì)臨時(shí)提升架的設(shè)計(jì)既要考慮提升架的承載能力（包括壓力與變矩），更要考慮本身的穩(wěn)定問(wèn)題，為此選擇TQ80/60塔機(jī)的塔身作為提升架，每個(gè)提升架由2個(gè)塔身組成，塔身底下做砼基礎(chǔ)?？谠谔嵘^(guò)程中嚴(yán)格控制同一提升架上兩個(gè)吊點(diǎn)的負(fù)載差異，專人觀測(cè)提升架垂直度變化和兩吊點(diǎn)液壓千斤頂壓力差。一旦壓力差達(dá)到警戒值必須立即停機(jī)調(diào)整，確保壓力差在安全范圍內(nèi)?？?.3網(wǎng)架穩(wěn)定措施口1） 在網(wǎng)架的關(guān)鍵位置拉上若干浪索，采取合理的浪索形式，精確計(jì)算浪索拉力，并且設(shè)計(jì)提升過(guò)程中浪索同步調(diào)整的步驟和要求。提升中使網(wǎng)架兩邊浪索的張緊程度基本相同，必要時(shí)通過(guò)浪索的張馳糾正網(wǎng)架的水平偏移?？?） 在每個(gè)提升架上各安裝一條垂直滑道，滑道與網(wǎng)架之間設(shè)置導(dǎo)輪，導(dǎo)輪固定在網(wǎng)架桿件上，與提升架間有20mm間隙，使網(wǎng)架既能上下移動(dòng)又有水平方向約束，從而由可變機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。在提升時(shí)滑道又可以兼作觀測(cè)提升過(guò)程中網(wǎng)架晃動(dòng)幅度的參照物?？?）為確保提升時(shí)網(wǎng)架的穩(wěn)定，提升日的風(fēng)力應(yīng)小于4級(jí)?？?.4內(nèi)應(yīng)力控制技術(shù)1）嚴(yán)格控制網(wǎng)架制作和拼裝誤差，網(wǎng)架在地面拼裝后各鉸軸必須相互平行，同一鉸軸上各個(gè)鉸的同軸度誤差＜3mm0口2） 提升中嚴(yán)格控制各吊點(diǎn)負(fù)載的變化差異，使網(wǎng)架保持動(dòng)態(tài)平衡?？?） 解決網(wǎng)架提升到位后提升千斤頂?shù)耐叫遁d問(wèn)題以及隨著補(bǔ)缺桿件的安裝和緊固網(wǎng)架內(nèi)力的重新分布問(wèn)題，以確保網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安全?？?.5抗結(jié)構(gòu)瞬變措施口1）進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析，明確提升中可能發(fā)生瞬變的階段和高度，以利及時(shí)采取針對(duì)性的防范措施?？?）在鉸支座處設(shè)置限位裝置，克服或限制提升中將要發(fā)生的瞬變反拱?？?）在提升進(jìn)入瞬變階段時(shí)采取短行程提升，每次行程為20mm，每升一次就觀測(cè)校正一次，使網(wǎng)架兩邊浪索的調(diào)節(jié)容易和精確，確保提升安全。口3?6測(cè)量和監(jiān)測(cè)口提升前，嚴(yán)格復(fù)測(cè)網(wǎng)架拼裝情況，如發(fā)現(xiàn)鉸座同軸度誤差超標(biāo)必須進(jìn)行調(diào)整。提升中，雖然各提升點(diǎn)的偏差受計(jì)算機(jī)控制，但為保險(xiǎn)起見(jiàn)必須人工輔助監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)的方法簡(jiǎn)單可靠，內(nèi)容包括網(wǎng)架提升高度、水平偏移，提升架垂直度以及液壓千斤頂壓力等，如發(fā)現(xiàn)超標(biāo)立即通知提升控制室及時(shí)調(diào)整?？谔嵘Y(jié)束后，在提升系統(tǒng)卸載前對(duì)提升吊點(diǎn)作最后一次標(biāo)高測(cè)量作為提升施工的驗(yàn)收依據(jù)?？?、提升系統(tǒng)構(gòu)成提升系統(tǒng)由液壓子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)和電氣子系統(tǒng)構(gòu)成?？?） 液壓子系統(tǒng)液壓子系統(tǒng)是網(wǎng)架提升的動(dòng)力和承載系統(tǒng)，根據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制指令進(jìn)行提升作業(yè)。液壓子系統(tǒng)主要由4個(gè)臨時(shí)提升架、8套液壓提升器、4臺(tái)液壓泵站以及提升承重的鋼鉸線組成。每個(gè)提升架上布置2個(gè)提升吊點(diǎn)，配置2套液壓提升器和1臺(tái)液壓泵站，液壓提升器由1臺(tái)液壓千斤頂和相應(yīng)的液壓閥組組成?？?） 計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)其主要任務(wù)是通過(guò)順序控制技術(shù)驅(qū)動(dòng)液壓子系統(tǒng)按規(guī)定作業(yè)流程進(jìn)行網(wǎng)架提升，通過(guò)偏差控制技術(shù)控制提升過(guò)程中的高差和負(fù)載，在必要時(shí)進(jìn)行網(wǎng)架姿態(tài)和提升負(fù)載的調(diào)節(jié)修正和點(diǎn)動(dòng)短距提升計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)還負(fù)責(zé)提升系統(tǒng)的操作臺(tái)控制，供操作人員對(duì)提升作業(yè)實(shí)施總控。該子系統(tǒng)由順序控制計(jì)算機(jī)、偏差控制計(jì)算機(jī)、操作臺(tái)控制計(jì)算機(jī)以及相應(yīng)的輸入輸出設(shè)備構(gòu)成?？?） 電氣子系統(tǒng)電氣子系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算機(jī)指令驅(qū)動(dòng)液壓子系統(tǒng)，并且采集提升工作狀態(tài)和吊點(diǎn)數(shù)據(jù)反饋給計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)。電氣子系統(tǒng)還負(fù)責(zé)提升系統(tǒng)的供配電管理，并提供多種安全連鎖控制以確保施工安全。該子系統(tǒng)由總控操作臺(tái)、總電氣柜、電液控制臺(tái)、各類傳感器、吊點(diǎn)控制箱、泵站控制箱、各類控制和信息傳輸電纜以及供配電線路和各類電源裝置等組成?？?、 控制技術(shù)創(chuàng)新本項(xiàng)目與一般的網(wǎng)架整體提升方法有很大不同，需要針對(duì)其特點(diǎn)和難點(diǎn)在現(xiàn)有的整體提升控制技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下?？?） 高精度的偏差控制技術(shù)采用多因素模糊控制邏輯，集成和調(diào)度PID控制、步進(jìn)控制、數(shù)字濾波等多種算法，實(shí)現(xiàn)高精度的偏差控制，基本消除控制過(guò)程中常見(jiàn)的超調(diào)、欠調(diào)現(xiàn)象，使各提升點(diǎn)高度差始終控制在設(shè)辻所要求的3mm以下，滿足了安全施工需要。由于高精度控制對(duì)提升效率有所影響，因此設(shè)計(jì)了控制精度可調(diào)功能，操作人員可根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定合理的控制精度?？?） 高穩(wěn)度的負(fù)載調(diào)節(jié)技術(shù)綜合應(yīng)用泵源調(diào)壓、過(guò)載溢流、增益補(bǔ)償以及提升姿態(tài)調(diào)整等控制技術(shù)，以計(jì)算機(jī)控制和人工控制相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、精確的提升負(fù)載調(diào)節(jié)，并且做到實(shí)時(shí)的在線調(diào)節(jié)（邊提升邊調(diào)節(jié)），滿足了提升全過(guò)程的負(fù)載控制要求?？?） 多點(diǎn)同步調(diào)整技術(shù)多點(diǎn)同步調(diào)整是在控制系統(tǒng)原有單點(diǎn)調(diào)整功能上的改進(jìn)，在需要進(jìn)行吊點(diǎn)高度或網(wǎng)架姿態(tài)調(diào)整時(shí)，計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)可根據(jù)要求對(duì)所有吊點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算、生成各點(diǎn)調(diào)整量（也可由操作人員輸入），提升系統(tǒng)就可一次同步地完成所有吊點(diǎn)的調(diào)整工作。這一功能縮短了因調(diào)整而停機(jī)的時(shí)間，提高了效率，并且提高了調(diào)整工作本身的可靠性和安全性?？?） 點(diǎn)動(dòng)短距提升技術(shù)網(wǎng)架提升進(jìn)入抗瞬變階段時(shí)要求進(jìn)行短行程提升，以便于觀察、測(cè)量以及浪索調(diào)節(jié)等工作。為此研究開(kāi)發(fā)了點(diǎn)動(dòng)短距提升技術(shù)，啟動(dòng)提升開(kāi)關(guān)一下網(wǎng)架就平穩(wěn)緩慢地提升一次，提升高度可在10?270mm范圍內(nèi)自行設(shè)定。網(wǎng)架提升到位后進(jìn)行桿件安裝時(shí)也可應(yīng)用此功能進(jìn)行精確定位?？?、 結(jié)語(yǔ)本項(xiàng)目突破了傳統(tǒng)的大跨度網(wǎng)架安裝方法，在國(guó)內(nèi)是首創(chuàng)，在國(guó)際上100m以上跨度的大型柱面網(wǎng)架采用折疊展開(kāi)提升法安裝也是第一次。由于堅(jiān)持技術(shù)領(lǐng)先、安全第一，施工方案切實(shí)可行，在實(shí)施階段又及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化，在設(shè)計(jì)、總包、業(yè)主、監(jiān)理的密切配合下，比原計(jì)劃提前15天安全優(yōu)質(zhì)地完成了網(wǎng)架的展開(kāi)提升工程?？谠谡归_(kāi)提升過(guò)程中，當(dāng)3個(gè)鉸軸移到一直線上時(shí)出現(xiàn)了瞬變，由于技術(shù)措施正確有效順利地克服了瞬變現(xiàn)象。在展開(kāi)提升過(guò)程中，前28m用了約7h,而最后不到1m的距離卻用了將近4h,可見(jiàn)最后階段為了抗瞬變提升速度很慢、難度也最大。口在展開(kāi)提升過(guò)程中各吊點(diǎn)的高差始終控制在3mm以下，提升架兩側(cè)提升力的差異控制在2?3t,網(wǎng)架到位的安裝精度完全符合設(shè)計(jì)要求。本項(xiàng)目的成功不僅發(fā)展了企業(yè)的核心技術(shù)，增強(qiáng)了企業(yè)在空間結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力，而且是對(duì)我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。口本項(xiàng)目共節(jié)省項(xiàng)目建設(shè)費(fèi)用80多萬(wàn)元（主要是腳手架費(fèi)用、斗輪機(jī)和輸煤棧道搬遷費(fèi)、煤場(chǎng)地基加固費(fèi)等），更重要的是減少了高空作業(yè)，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了施工安全性，施工質(zhì)量更容易控制和保證。我國(guó)已建網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)工程的施工安裝方法歸納起來(lái)有以下幾種（1） 高空散裝法。一般需采用滿堂腳手架作為安裝和操作平臺(tái)來(lái)組裝網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，該法散件多、且在高空作業(yè)，要特別注意節(jié)點(diǎn)和桿件的空間定位及焊接節(jié)點(diǎn)的焊縫質(zhì)量。（2） 高空分塊安裝法。一般采用少量立承架，把在地面上已組裝好的小塊網(wǎng)殼吊裝到設(shè)計(jì)標(biāo)高就位，然后與相鄰的小塊網(wǎng)殼連接成整體。石家莊新華集貿(mào)中心營(yíng)業(yè)廳雙曲扁網(wǎng)殼的施工安裝便采用這一方法。（3） 高空滑移法?？稍诘孛嫔辖M裝成條狀的網(wǎng)殼，吊裝后在高空滑移就位并連成整體。也可在網(wǎng)殼一端高空組裝一段網(wǎng)殼，滑移后讓出該段網(wǎng)殼的組裝平臺(tái)，便可組裝第二段網(wǎng)殼并與第一段網(wǎng)殼連成整體，再高空滑移一段距離，再組裝一段網(wǎng)殼，如此重復(fù)，直至組裝最后一段網(wǎng)殼，即完成整個(gè)網(wǎng)殼的安裝工作。這種網(wǎng)殼的施工安裝方法稱為高空積累滑移法。北京奧林匹克體育中心綜合體育館的斜拉網(wǎng)殼便采用這種四支點(diǎn)三滑道高空積累滑移法。（4） 整體吊裝法。網(wǎng)殼在地面上組裝，然后采用把桿或其它起重設(shè)備整體吊裝就位。如汾陽(yáng)網(wǎng)架公司鑄造車(chē)間雙曲扁網(wǎng)殼是采用這種安裝方法施工的。（5） 整體提升法。網(wǎng)殼在地面上組裝，然后采用升板機(jī)或其它提升設(shè)備把整個(gè)網(wǎng)殼提升到設(shè)計(jì)標(biāo)高就位。杭州錢(qián)江海岸實(shí)驗(yàn)室鋼筋混凝土聯(lián)方型圓柱面網(wǎng)殼采用了這種安裝方法，提升總重量600t?！敬笾行“l(fā)布時(shí)間：2005-09-1211:32:11瀏覽次數(shù)：219】一、 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)液壓整體提升法概述對(duì)于超大型空間結(jié)構(gòu)，在施工方案的選擇上一般基于以下原則：①確保安裝精度；②盡量減少高空作業(yè)量；③盡量減少支撐架的量；④盡量縮短工期；⑤盡量降低施工成本。液壓提升法是一種用于超大、超重型結(jié)構(gòu)施工的現(xiàn)代化施工方法，該工法的基本過(guò)程是先在地面組裝完成一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)，再把提升支點(diǎn)和液壓千斤頂設(shè)在建筑物的上部，施工時(shí)用液壓千斤頂連接的鋼索把結(jié)構(gòu)整體平穩(wěn)地提拉上去，然后把網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)固定在支座上。液壓提升法的特點(diǎn)是提升設(shè)備起重能力很大而設(shè)備本身的重量卻相對(duì)較輕，而且提升高度幾乎不受限制。把該工法應(yīng)用于大跨度網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)施工的主要優(yōu)點(diǎn)是：由于組裝工作幾乎全部在地面或靠近地面的位置進(jìn)行，所以高空作業(yè)量大大減少，這對(duì)方便施工操作、提高施工質(zhì)量和保障施工安全有利，同時(shí)也方便了施工檢查與管理工作。除網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)外，地面組裝還包括屋面、設(shè)備等其它材料，使安裝總工作量明顯減少。腳手架用量最少，節(jié)省了支架材料租用與裝拆費(fèi)用，也節(jié)省了裝拆腳手架的時(shí)間。由于鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼與土建可同步施工，所以對(duì)大跨度空間結(jié)構(gòu)以及高度較大的空間結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，該施工方法總工期最短，成本最低。在準(zhǔn)備工作充分、操作過(guò)程規(guī)范的前提下，液壓提升法是工效最高、最省力和最安全的施工方法。因此，它具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。二、國(guó)外網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)工程施工應(yīng)用實(shí)例鑒于液壓整體提升法的巨大優(yōu)越性，國(guó)外一些巨型空間結(jié)構(gòu)施工應(yīng)用了該方法，以日本為例，90年代建成的幾個(gè)大跨度的巨型穹頂都采用了液壓整體提升施工法。例如：矢高36.2m、直徑187.2m的名古屋穹頂是當(dāng)今世界上最大跨度的單層網(wǎng)殼，該網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)及其屋面全部組裝完成后的總重量達(dá)10300噸，于1995年12月15日從上午開(kāi)始到下午結(jié)束總共花費(fèi)近8個(gè)小時(shí)的時(shí)間，垂直提升距離30.7m就順利完成了提升工作。于1997年2月建成位于日本大阪市的大阪穹頂，直徑210m，頂部標(biāo)高83.7m,建筑面積34450m?,是一座可用于體育比賽和大型展覽會(huì)、音樂(lè)會(huì)的綜合型場(chǎng)館，見(jiàn)圖1。建筑屋蓋部分為一直徑為166.5m的聯(lián)方網(wǎng)格型圓形穹頂，支座36點(diǎn)。穹頂?shù)撞恳蝗閅字型鋼筋砼材料構(gòu)件，中間部分為一直徑134m部分為鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，桿件采用型鋼材料，節(jié)點(diǎn)為特制鑄鋼材料，桿件與節(jié)點(diǎn)采用焊接方式連接。大阪穹頂?shù)氖┕し桨甘牵和两ú糠?包括鋼筋砼材料的Y字型構(gòu)件)采用現(xiàn)場(chǎng)澆筑方法；鋼網(wǎng)殼部分(包括屋面材料與照明設(shè)備)采用先地面組裝，然后液壓提升的施工方案。由于土建鋼筋混凝土現(xiàn)澆工作與鋼結(jié)構(gòu)拼裝工作分別處在不同的工作面上進(jìn)行，兩個(gè)工種可平行施工，所以工程的施工總工期大大縮短。液壓提升施工過(guò)程見(jiàn)圖(abed)。圖1大阪穹頂土建施工與網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)地面組裝網(wǎng)殼安裝完畢并開(kāi)始提升網(wǎng)殼提升完畢并與支座連接工程全部竣工需進(jìn)行提升的鋼網(wǎng)殼以及屋面材料和照明設(shè)備等的總重量達(dá)5500噸，向上垂直提升的距離達(dá)48.97m。通過(guò)施工設(shè)計(jì)，最后確定采用18個(gè)提升點(diǎn)，即間隔一個(gè)支座設(shè)一個(gè)提升點(diǎn)。提升施工于1996年1月25日上午開(kāi)始，提升速度為6m/h，歷時(shí)近9個(gè)小時(shí)，于當(dāng)日下午提升到位并固定結(jié)束。在提升施工前，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)施工分過(guò)程的力學(xué)分析。由于設(shè)計(jì)時(shí)的力學(xué)模型與施工時(shí)的力學(xué)模型不同，所以兩種狀態(tài)，即安裝完成時(shí)構(gòu)件的內(nèi)力計(jì)算值與施工過(guò)程中構(gòu)件的內(nèi)力計(jì)算值完全不同。以吊點(diǎn)所在位置的第七榀水平構(gòu)件為例，設(shè)計(jì)時(shí)的內(nèi)力計(jì)算值為受壓力－852噸，而在施工時(shí)的內(nèi)力計(jì)算值為受拉力613噸。除內(nèi)力值應(yīng)分別計(jì)算外，施工過(guò)程中的變形也進(jìn)行了計(jì)算，尤其是連接部位的變形值，因?yàn)檫@與施工的順利實(shí)施有直接關(guān)系。經(jīng)計(jì)算在提升到位放下網(wǎng)殼時(shí)，連接部位的水平變位§H=32mm,垂直變位§V=65mm,如圖4所示。為保證施工的安全，對(duì)施工過(guò)程中的風(fēng)速、結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變位等進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，平均每2秒讀數(shù)一次，以監(jiān)測(cè)提升過(guò)程中結(jié)構(gòu)實(shí)際受力情況施工非常順利,最后的結(jié)果是令人滿意的。圖3結(jié)構(gòu)施工時(shí)的變位圖三、我國(guó)空間結(jié)構(gòu)液壓整體提升施工技術(shù)現(xiàn)狀及與國(guó)外的差距液壓整體提升法在我國(guó)的一些重型鋼結(jié)構(gòu)工程施工中已經(jīng)得以成功應(yīng)用,比如：450噸重的上海東方明珠電視塔上部鋼結(jié)構(gòu)桅桿的整體提升施工、1200噸重的北京西客站鋼門(mén)樓、上海歌劇院5800噸重鋼結(jié)構(gòu)屋蓋以及其它一些平板網(wǎng)架均采用了液壓整體提升施工法。這些成功的工程實(shí)踐說(shuō)明我國(guó)的液壓整體提升施工技術(shù)已經(jīng)有了較好的基礎(chǔ),國(guó)內(nèi)的液壓起重設(shè)備的起重能力完全可以勝任大噸位的吊裝工作,但是,我們也應(yīng)該看到,我國(guó)的這些工程都是結(jié)構(gòu)剛度很大的鋼結(jié)構(gòu)工程,不是網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)工程。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)不同于網(wǎng)架或其他重型鋼結(jié)構(gòu),盲目簡(jiǎn)單照搬以前的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)是不行的。1963年1月的一個(gè)夜晚，作為當(dāng)時(shí)羅馬尼亞的標(biāo)志性建筑物之一，93.5m跨度的布加勒斯特穹頂,在它建成兩年后轟然倒塌。它失敗的主要原因是設(shè)計(jì)者與施工者在沒(méi)有完全研究清楚力學(xué)機(jī)理的情況下，盲目照搬當(dāng)時(shí)捷克斯洛伐克的布魯諾穹頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案與施工方案。這是一個(gè)很典型的失敗案例，我們應(yīng)當(dāng)從中吸取教訓(xùn)。作者認(rèn)為，就我國(guó)目前相關(guān)的技術(shù)水平而言，對(duì)大跨度網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)液壓整體提升施工技術(shù)的研究工作還需進(jìn)一步深入，研究的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：1．針對(duì)施工過(guò)程的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)施工進(jìn)行全過(guò)程的跟蹤分析。采用以使用狀態(tài)的力學(xué)模型作為計(jì)算對(duì)象的常規(guī)設(shè)計(jì)方法的計(jì)算結(jié)果將有很大的誤差，可采用施工階段內(nèi)力與變位疊加法進(jìn)行結(jié)構(gòu)在施工階段和使用階段的受力分析［5］，根據(jù)這樣的分析計(jì)算結(jié)果來(lái)設(shè)計(jì)確定構(gòu)件的選擇方案。同時(shí)，作為施工方案還應(yīng)包括提升時(shí)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的局部加固方案和支承被提升結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。2．國(guó)內(nèi)液壓起重設(shè)備的起重能力可以滿足數(shù)千噸重結(jié)構(gòu)的整體提升工作，所以說(shuō)設(shè)備起重量已不是問(wèn)題。但是，國(guó)內(nèi)液壓提升設(shè)備在提升過(guò)程中動(dòng)作的連續(xù)性、和緩性以及各吊點(diǎn)提升同步性控制方面還需要作進(jìn)一步的研究工作，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在提升時(shí)的受力狀態(tài)是它承載能力最差的狀態(tài)，它對(duì)支承邊界條件的敏感性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于平板型的鋼結(jié)構(gòu)，因此不能簡(jiǎn)單照搬以前的施工經(jīng)驗(yàn)。3．液壓提升施工過(guò)程中對(duì)支承結(jié)構(gòu)及網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、變形等進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)與控制工作是非常重要和必不可少的。在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)這種監(jiān)控方法與監(jiān)控技術(shù)的可靠性與精確性等方面進(jìn)行系統(tǒng)研究是非常必要的，它是保障施工安全的必要條件。4．對(duì)施工時(shí)可能遇到的意外情況應(yīng)有相應(yīng)的應(yīng)急措施，同時(shí)，應(yīng)采取有效措施對(duì)提升到位后的連接點(diǎn)實(shí)行精確連接。四、結(jié)束語(yǔ)1．我國(guó)在重型結(jié)構(gòu)整體液壓提升施工技術(shù)上有良好的技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，把該技術(shù)應(yīng)用于大跨度網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的整體提升施工是有可能的。2．我國(guó)的相關(guān)技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比較還有較大的差距，這些差距主要體現(xiàn)在考慮施工過(guò)程影響因素的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、提升設(shè)備的工作性能及相應(yīng)的監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)的水平。這些研究工作的完成是大跨度網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)整體液壓提升技術(shù)應(yīng)用的技術(shù)保證和前提條件。3．在針對(duì)液壓整體提升施工技術(shù)的大跨度網(wǎng)殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一些參數(shù)的設(shè)定與所使用的設(shè)備性能密切相關(guān)，同時(shí)，施工質(zhì)量與施工安全與所采用施工監(jiān)測(cè)與控制方法的技術(shù)水平直接有關(guān)。大跨度空間結(jié)構(gòu)的主要形式及特點(diǎn)1網(wǎng)架結(jié)構(gòu)由多根桿件按照某種規(guī)律的幾何圖形通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)的空間結(jié)構(gòu)稱之為網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，其中雙層或多層平板形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)稱為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)或網(wǎng)架。它通常是采用鋼管或型鋼材料制作而成。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的形式（1） 平面桁架系組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。主要有：兩向正交正放網(wǎng)架、兩向斜交斜放網(wǎng)架、兩向正交斜放網(wǎng)架、三向網(wǎng)架等型式。（2） 四角錐體組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。主要有：正放四角錐網(wǎng)架、斜放四角錐網(wǎng)架、正放抽空四角錐網(wǎng)架、棋盤(pán)形四角錐網(wǎng)架、星型四角錐網(wǎng)架、單向折線型網(wǎng)架等型式。（3） 三角錐組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。主要有：三角錐網(wǎng)架、抽空三角錐網(wǎng)架（分I型和II型）、蜂窩形三角錐網(wǎng)架等型式。（4） 六角錐體組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。主要形式有：正六角錐網(wǎng)架。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)空間工作，傳力途徑簡(jiǎn)捷；重量輕、剛度大、抗震性能好；施工安裝簡(jiǎn)便；網(wǎng)架桿件和節(jié)點(diǎn)便于定型化、商品化、可在工廠中成批生產(chǎn)，有利于提高生產(chǎn)效率；網(wǎng)架的平面布置靈活，屋蓋平整有利于吊頂、安裝管道和設(shè)備；網(wǎng)架的建筑造型輕巧、美觀、大方，便于建筑處理和裝飾。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)曲面形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)稱為網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，有單層網(wǎng)殼和雙層網(wǎng)殼之分。網(wǎng)殼的用材主要有鋼網(wǎng)殼、木網(wǎng)殼、鋼筋混凝土網(wǎng)殼等。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的形式主要有球面網(wǎng)殼、雙曲面網(wǎng)殼、圓柱面網(wǎng)殼、雙曲拋物面網(wǎng)殼等。網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)兼有桿系結(jié)構(gòu)和薄殼結(jié)構(gòu)的主要特性，桿件比較單一，受力比較合理；結(jié)構(gòu)的剛度大、跨越能力大；可以用小型構(gòu)件組裝成大型空間，小型構(gòu)件和連接節(jié)點(diǎn)可以在工廠預(yù)制；安裝簡(jiǎn)便，不需大型機(jī)具設(shè)備，綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好；造型豐富多彩，不論是建筑平面還是空間曲面外形，都可根據(jù)創(chuàng)作要求任意選取。膜結(jié)構(gòu)薄膜結(jié)構(gòu)也稱為織物結(jié)構(gòu)，是20世紀(jì)中葉發(fā)展起來(lái)的一種新型大跨度空間結(jié)構(gòu)形式。它以性能優(yōu)良的柔軟織物為材料，由膜內(nèi)空氣壓力支承膜面，或利用柔性鋼索或剛性支承結(jié)構(gòu)使膜產(chǎn)生一定的預(yù)張力，從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大空間的結(jié)構(gòu)體系。膜結(jié)構(gòu)的主要形式主要有空氣支承膜結(jié)構(gòu)；張拉式膜結(jié)構(gòu)；骨架支承膜結(jié)構(gòu)等形式。膜結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)自重輕、跨度大；建筑造型自由豐富；施工方便；具有良好的經(jīng)濟(jì)性和較高的安全性；透光性和自結(jié)性好；耐久性較差。懸索結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)是以能受拉的索作為基本承重構(gòu)件，并將索按照一定規(guī)律布置所構(gòu)成的一類結(jié)構(gòu)體系懸索屋蓋結(jié)構(gòu)通常由懸索系統(tǒng)，屋面系統(tǒng)和支撐系統(tǒng)三部分構(gòu)成。用于懸索結(jié)構(gòu)的鋼索大多采用由高強(qiáng)鋼絲組成的平行鋼絲束，鋼絞線或鋼纜繩等，也可采用圓鋼、型鋼、帶鋼或鋼板等材料。懸索結(jié)構(gòu)形式懸索結(jié)構(gòu)按索的布置方向和層數(shù)分為：?jiǎn)蜗騿螌討宜鹘Y(jié)構(gòu)；輻射式單層懸索結(jié)構(gòu)；雙向單層懸索結(jié)構(gòu)；單向雙層預(yù)應(yīng)力懸索結(jié)構(gòu)；輻射式預(yù)應(yīng)力懸索結(jié)構(gòu)；雙向雙層預(yù)應(yīng)力懸索結(jié)構(gòu)；預(yù)應(yīng)力索網(wǎng)結(jié)構(gòu)等。懸索結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)懸索結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)是僅通過(guò)索的軸向拉伸來(lái)抵抗外荷載的作用，結(jié)構(gòu)中不出現(xiàn)彎距和剪力效應(yīng)，可充分利用鋼材的強(qiáng)度；懸索結(jié)構(gòu)形式多樣，布置靈活，并能適應(yīng)多種建筑平面；由于鋼索的自重很小，屋蓋結(jié)構(gòu)較輕，安裝不需要大型起重設(shè)備，但懸索結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計(jì)理論與常規(guī)結(jié)構(gòu)相比,比較復(fù)雜，限制了它的廣泛應(yīng)用。薄殼結(jié)構(gòu)建筑工程中的殼體結(jié)構(gòu)多屬薄殼結(jié)構(gòu)（學(xué)術(shù)上把滿足t/RWl/20的殼體定義為薄殼）。薄殼結(jié)構(gòu)的形式薄殼結(jié)構(gòu)按曲面形成可分為旋轉(zhuǎn)殼與移動(dòng)殼；按建造材料分為鋼筋混凝土薄殼、磚薄殼、鋼薄殼和復(fù)合材料薄殼等。薄殼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)殼體結(jié)構(gòu)具有十分良好的承載性能，能以很小的厚度承受相當(dāng)大的荷載。殼體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度主要是利用了其幾何形狀的合理性，以材料直接受壓來(lái)代替彎曲內(nèi)力，從而充分發(fā)揮材料的潛力。因此殼體結(jié)構(gòu)是一種強(qiáng)度高、剛度大、材料省的即經(jīng)濟(jì)又合理的結(jié)構(gòu)形式。除以上幾種空間結(jié)構(gòu)外，尚有組合網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、管桁結(jié)構(gòu)、張弦梁結(jié)構(gòu)、點(diǎn)連接玻璃幕墻支承結(jié)構(gòu)、索穹頂結(jié)構(gòu)等幾種常用空間結(jié)構(gòu)，都有自身的特點(diǎn)和實(shí)用范圍。比如點(diǎn)連接式玻璃幕墻支承結(jié)構(gòu)能利用玻璃的透明特性追求建筑物內(nèi)外空間的溝通和融合，人們可以透過(guò)玻璃清楚地看到支承玻璃面板的整個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，使這種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)不僅起到支承作用，而且具有很強(qiáng)的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)功能；索穹頂結(jié)構(gòu)則完全體現(xiàn)了fuller關(guān)于“壓桿的孤島存在于拉桿的海洋中”的思想，是由連續(xù)的拉索和不連續(xù)的壓桿組成的一各受力合理、結(jié)構(gòu)效率極高的結(jié)構(gòu)體系。結(jié)束語(yǔ)在人類社會(huì)的發(fā)展歷程中，能夠提供更大跨度和空間的結(jié)構(gòu)常常是人們追求的夢(mèng)想和目標(biāo)，空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展很大程度上反映了人類建筑史的發(fā)展?？臻g結(jié)構(gòu)設(shè)辻應(yīng)正確合理地運(yùn)用不同的計(jì)算理論和程序方法進(jìn)行精確的分析，同時(shí)在空間結(jié)構(gòu)的形體設(shè)計(jì)中不能只注重美觀，還必須注重結(jié)構(gòu)受力的合理性和工程成本的等因素。東南網(wǎng)架重點(diǎn)工程－－國(guó)家羽毛球館（北京工業(yè)大學(xué)體育館）施工技術(shù)本工程為2008年奧運(yùn)會(huì)比賽場(chǎng)館，承擔(dān)著奧運(yùn)會(huì)羽毛球和藝術(shù)體操比賽的重任。該工程分為比賽館和熱身館兩部分。其中比賽館是目前世界上最大跨度的弦支穹頂結(jié)構(gòu)。比賽館屋頂為球殼形，長(zhǎng)約150m，寬約120m，主體結(jié)構(gòu)采用弦支穹頂結(jié)構(gòu)，上弦為單層網(wǎng)殼，下弦環(huán)向?yàn)槔?，徑向?yàn)殇摾瓧U；外挑部分采用懸挑變截面H型鋼梁。熱身館屋頂為球殼形，長(zhǎng)約62m，寬約47m，主體結(jié)構(gòu)采用單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)；網(wǎng)殼外挑部分采用懸挑變截面H型鋼梁。圖16國(guó)家羽毛球館效果圖圖17國(guó)家羽毛球館結(jié)構(gòu)布置圖工程特點(diǎn)和難點(diǎn)1）本工程所采用的弦支穹頂結(jié)構(gòu)跨度世界第一，目前無(wú)成熟的經(jīng)驗(yàn)可供參考，給施工帶來(lái)了極大困難。（2）該結(jié)構(gòu)類型對(duì)變形較為敏感，對(duì)加工、安裝精度要求高。（3）本工程采用了大量鑄鋼節(jié)點(diǎn)及拉索節(jié)點(diǎn)，其設(shè)計(jì)和加工要求均相當(dāng)高。（4）預(yù)應(yīng)力索體是本工程的關(guān)鍵構(gòu)件，其加工精度和施工方案是本工程的重點(diǎn)。（5）為了使張拉過(guò)程中索體與結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)工作，應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定張拉方案，并嚴(yán)格監(jiān)測(cè)張拉時(shí)的應(yīng)力、位移。圖18撐桿上、下節(jié)點(diǎn)圖安裝方案本工程比賽館采用了大跨度弦支穹頂結(jié)構(gòu)，其預(yù)應(yīng)力索網(wǎng)布置相當(dāng)復(fù)雜，施工技術(shù)難度非常大。針對(duì)本工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采取了以下關(guān)鍵技術(shù)措施，以確保工程順利完工。（1）驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)編制國(guó)內(nèi)對(duì)于弦支穹頂結(jié)構(gòu)沒(méi)有現(xiàn)成的施工驗(yàn)收規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，為此專門(mén)編制了施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范作為工程的檢查和驗(yàn)收依據(jù)。（2）施工全過(guò)程仿真分析計(jì)算對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)按不同施工階段在各工況下進(jìn)行仿真驗(yàn)算，明確預(yù)應(yīng)力張拉方法、順序，張拉力大??；同時(shí)分析單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的初始缺陷對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉的影響及下部支承架對(duì)張拉的影響等，使施工過(guò)程完全得到控制。（3）考慮預(yù)應(yīng)力施工的二階平臺(tái)設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力索與網(wǎng)殼的施工是一個(gè)交替過(guò)程，且網(wǎng)殼安裝過(guò)程的支承條件對(duì)預(yù)應(yīng)力索穿索、張拉存在影響。胎架設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮分兩階段搭設(shè)，并且采取措施避免與環(huán)向索和徑向鋼拉桿相碰。（4）保證鋼結(jié)構(gòu)安裝精度的統(tǒng)計(jì)值測(cè)量方法本工程鋼結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程中，其測(cè)量是一個(gè)反復(fù)觀測(cè)的過(guò)程。在施工過(guò)程中利用統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行精度對(duì)比。按定位、定位焊、焊接后三個(gè)過(guò)程進(jìn)行測(cè)量，并且根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析對(duì)結(jié)構(gòu)精度的影響。每安裝完一圈網(wǎng)殼后，進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析，確定焊接變形的影響。并為后續(xù)施工提供經(jīng)驗(yàn)值。測(cè)量過(guò)程中考慮溫度對(duì)結(jié)構(gòu)變形的影響，以確定鑄鋼節(jié)點(diǎn)最佳焊接時(shí)間。（5）區(qū)分主次節(jié)點(diǎn)安裝要求，消除累積誤差根據(jù)工程特點(diǎn)，本工程鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中節(jié)點(diǎn)控制精度最主要是與預(yù)應(yīng)力索和撐桿相連的鑄鋼節(jié)點(diǎn)的安裝精度，其次是網(wǎng)殼焊接球節(jié)點(diǎn)的安裝精度。根據(jù)網(wǎng)殼鑄鋼節(jié)點(diǎn)周?chē)鶠楹附忧蚬?jié)點(diǎn)的特點(diǎn)，以鑄鋼節(jié)點(diǎn)安裝精度為主要控制目標(biāo)，將安裝過(guò)程中的累積誤差通過(guò)其周?chē)暮附忧蚬?jié)點(diǎn)調(diào)整來(lái)消除誤差，避免將誤差累積到下一圈網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)上去，同時(shí)確保鑄鋼節(jié)點(diǎn)的安裝精度。張拉施工方案根據(jù)本工程結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn),需先安裝上部單層網(wǎng)殼,然后再施工預(yù)應(yīng)力索。在安裝單層網(wǎng)殼的同時(shí)將索放開(kāi)，等單層網(wǎng)殼全部安裝完畢后，再安裝徑向鋼拉桿、撐桿及撐桿下節(jié)點(diǎn)，同時(shí)進(jìn)行索就位。全部連接完畢后，開(kāi)始索張拉，直至符合設(shè)計(jì)要求。環(huán)向索和徑向拉桿依次從外環(huán)向內(nèi)環(huán)安裝；同一環(huán)內(nèi)，先將各圈環(huán)向索放置在撐桿下節(jié)點(diǎn)的下方，再安裝徑向拉桿，最后安裝環(huán)向索。網(wǎng)殼安裝結(jié)束后，在腳手架支撐作用下的位形要跟設(shè)計(jì)圖紙相吻合。施加預(yù)應(yīng)力的方法為張拉環(huán)向索，并且分三級(jí)張拉，張拉采用以控制張拉力為主、監(jiān)測(cè)伸長(zhǎng)值為輔的雙控原則；張拉順序?yàn)榈谝患?jí)由外向內(nèi)張拉至設(shè)計(jì)張拉力的70%，第二級(jí)由外向內(nèi)張拉至設(shè)計(jì)張拉力的90%，最后由內(nèi)向外張拉至設(shè)計(jì)張拉力的110%。預(yù)應(yīng)力張拉張拉設(shè)備選用經(jīng)計(jì)算，環(huán)向索最大張拉力約2661,因此同一張拉點(diǎn)需兩臺(tái)150t千斤頂。由于同一圈環(huán)向索四段同時(shí)張拉，故選用8臺(tái)1501千斤頂，使用4套張拉設(shè)備。同步張拉要求為滿足同一圈的鋼索和徑向拉桿均勻受力，張拉環(huán)向索時(shí)采用四個(gè)點(diǎn)同步張拉，4臺(tái)油泵(附帶4個(gè)油壓傳感器)、八個(gè)千斤頂同時(shí)使用，保證張拉同步，環(huán)向索分三級(jí)張拉，每級(jí)又分為4?10小級(jí)，確保張拉均勻同步。施工仿真分析張拉前模擬張拉過(guò)程進(jìn)行施工全過(guò)程力學(xué)仿真分析，為后續(xù)施工提供參考值；確定撐桿張拉前初始位置張拉前撐桿都是向外偏斜的，圖中虛線位置為撐桿張拉前狀態(tài)，張拉結(jié)束后撐桿豎直，具體參圖19撐桿初始偏位圖2833342817表1撐桿下端偏移距離（mm）（5）張拉技術(shù)參數(shù)根據(jù)張拉過(guò)程仿真計(jì)算，確定環(huán)向索預(yù)應(yīng)力張拉值，見(jiàn)表2環(huán)向索第1圈環(huán)向索第2圈環(huán)向索第3圈環(huán)向索第4圈環(huán)向索第5圈環(huán)向索第1級(jí)張拉力值（70%設(shè)計(jì)張拉力）1693KN860KN534KN249KN118KN第2級(jí)張拉力值（9