南宁万达茂大跨度弧形倒三角管桁架施工的方案比选及优化.docVIP

南宁万达茂大跨度弧形倒三角管桁架施工的方案比选及优化 　　1工程概况 　　1.1 建筑概况 　　南宁万达茂项目位于南宁市五象新区，建成后将成为全球首个全天侯、全室内、全龄段、全家庭的主题乐园，为世界游客奉上一个“上下5000年桂文化”为内涵的超级玩具，从民俗民风、远古传说、历史古迹、少数民族元素等广西文化精粹中让世界重新认识南宁，南宁万达茂主题乐园建筑面积15.6万m2，占地面积14.6万m2，其中乐园屋盖主要为空间钢管桁架体系，外观独特，造型新颖，如孔雀开屏，如图1所示。 　　1.2 结构概况 　　主题乐园地上外围结构包括钢结构屋盖，周边环桁架，内部两根钢管-混凝土柱，周边混凝土结构支撑柱组成，其中屋盖部分为钢管桁架体系，投影面积约2.5万m2。主要由一榀纵向主桁架及11榀横向次桁架组成，屋盖钢结构底部标高24.1m，顶部最高约33.58m，为中间凸起四周回落的弧形造型，屋盖纵向最大跨度165.2m、横向最大跨度148.5m，总用钢量约3600t。如图2所示。 　　屋盖主次桁架均为倒三角管桁架形式，主桁架最高约9m、宽6m，总重约428t；次桁架最高约9m、宽5m，单榀最重约120t。次桁架顶部之间使用十字撑等拉杆连接固定。悬挑桁架悬挑约10m。主次桁架整体为弧形的倒三角圆钢管桁架。桁架杆件截面尺寸最大为P1050×56mm，为主桁架下弦杆。大跨度倒三角管桁架是本项目一大特色，桁架的施工质量将直接影响本项目的外观形象。 　　2施工重点、难点 　　2.1 管桁架的现场拼装、安装 　　管桁架结构“分段长、杆件多、规格大”，而且现场地面自然形成，条件复杂，积土水坑密集，乐园内地面南北高差达到10m，给拼装的操作性、拼装的稳定精确度增加了难度。同时，桁架“安装位置高、构件重、跨度长”，主桁架长度达到165.2m，重达428t，次桁架长度达到148.5m，施工方法的合理性也直接影响了工程质量、施工进度、作业安全性及施工成本。如图4所示。 　　2.2 管桁架的施工精度控制 　　管桁架施工精度主要从拼装精度和安装精度两个方面控制，本工程的屋盖桁架为主要受力单元，且为倒三角弧形桁架，管桁架纵、横向纵向跨度大，牵一发而动全身，管桁架中每个节点都能影响到整榀桁架的安装质量，且乐园内将安装移动观光热气球，将在桁架下弦杆安装动荷载轨道，为了确保移动热气球移动安全可靠，在移动的时候不会与室内其他娱乐设施相碰撞，要求动荷载轨道的误差在5 mm之内，所以确定管桁架的弧形预起拱值，控制管桁架的拼装、安装的精度是本项目的重点难点。 　　2.3 管桁架安全性的计算和监测 　　管桁架在拼装、吊装、卸载等情况下的受力状况均与完工状态有较大差别，要求对各过程中各阶段进行结构的内力、稳定性、位移量做理论计算以确保整个安装过程的结构安全性，及安装的准确性。同时需同步进行现场监测工作，设置数据报警，以确保结构安全，监测过程中管桁架的反力及变形情况至关重要，也是施工中的重点。 　　3吊装方案的选择 　　主题乐园屋盖荷载通过主次桁架及环桁架传递至周边的混凝土结构支撑柱和乐园中部的两根钢管混凝土柱上，再向下传递至基础，整个结构的传力路径清晰，因现场的混凝土部分结构已提前施工完成，所以桁架的施工方案可考虑累积滑移法、分段吊装法及整段吊装法。 　　3.1方案一累积滑移法 　　沿主桁架及混凝土结构支撑柱顶支座由南向北设置三条滑移轨道，中间的滑移轨道设置大量的轨道支撑。在滑移轨道南端端部设置拼装支架及拼装平台。采用两台150t履带吊作为吊装的主要起重机械。主次桁架在南端地面拼装成段，采用两台150t履带吊吊装到南侧滑移平台上组拼成主次桁架滑移单元由南向北进行累计滑移。如图5所示，该方法： 　　3.1.1优点：大部分拼装作业在在场外进行，受内部混凝土结构和拼装场地影响小，施工速度快。 　　3.1.2缺点：使用设备机械较多，准备累计滑移周期较长，不利于施工进度。而且累计滑移受力复杂，顶进控制难度大，安装技术要求高。 　　a累积滑移法滑轨布置 　　b桁架开始由南向北开始累计滑移 　　c桁架累计滑移结束 　　3.2方案二分段吊装法 　　分段吊装法进行安装主要是对主次桁架结构进行分段，将主桁架两个边跨整段吊装，中间跨分为两段，共四个吊装单元，仅主次桁架中间跨分段位置在吊装时搭设临时支撑；使用双机抬吊的方法进行吊装主桁架，将主桁架一侧长度为80m的半榀次桁架分成两段，11榀次桁架共44个吊装单元，在80m的次桁架中间设置格构式临时支撑作为支撑体系，桁架及桁架间的系杆檩条次序安装。次桁架分成两段后单机吊装重量约35t，采用两台150t的履带吊自北向南依次进行吊装。该方法： 　　3.2.1优点：机械型号小，机械费用低，对称施工，有利于结构稳定和结构受