大跨度空間非對稱車輻式單雙層混合索結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

任 俊

(中建三局集團(tuán)有限公司，湖北 武漢 430075)

0 引言

大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)按照構(gòu)成要素不同,分為剛性結(jié)構(gòu)構(gòu)件(梁、桁架、桿件)、以柔性拉索為主要構(gòu)件且配少量受壓構(gòu)件的剛性構(gòu)件、剛性構(gòu)件和拉索雜交構(gòu)件，二者在結(jié)構(gòu)受力中的作用不可分割。其中柔性結(jié)構(gòu)自重較輕，主要由拉索承受拉力，受壓構(gòu)件數(shù)量很少，相比其他結(jié)構(gòu)，柔性結(jié)構(gòu)自重小、受力效率較高，在大型體育場館中應(yīng)用越來越廣泛。大跨度柔性屋蓋常見結(jié)構(gòu)形式為索穹頂和車幅式，其中車幅式按索網(wǎng)層數(shù)分為單層、雙層和單雙層混合，樂山市奧林匹克中心建設(shè)項(xiàng)目采用世界首創(chuàng)的單雙層混合索網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系，且該結(jié)構(gòu)體系平面近似橢圓形，西側(cè)外高內(nèi)低、東側(cè)內(nèi)高外低，空間上高低起伏，屬于不對稱結(jié)構(gòu)。國內(nèi)外缺乏該結(jié)構(gòu)體系的施工經(jīng)驗(yàn)，為保證空間不對稱索網(wǎng)結(jié)構(gòu)施工同步性，施工過程中不應(yīng)出現(xiàn)過大的應(yīng)力集中，以免影響施工安全，保證較好的索網(wǎng)形態(tài)，是索結(jié)構(gòu)施工重難點(diǎn)。

本文結(jié)合樂山奧林匹克中心建設(shè)項(xiàng)目，論述大跨度空間不對稱車幅式單雙層混合索結(jié)構(gòu)現(xiàn)場安裝、提升、預(yù)應(yīng)力張拉、索網(wǎng)形態(tài)調(diào)整等施工難點(diǎn)，總結(jié)出適用于該結(jié)構(gòu)體系的施工方法，保證索結(jié)構(gòu)順利安裝與預(yù)加應(yīng)力張拉。

1 工程概況

樂山市奧林匹克中心建設(shè)項(xiàng)目為四川省第十四屆運(yùn)動會主場館，包括體育場、體育館、游泳館、綜合訓(xùn)練館和產(chǎn)業(yè)配套用房、地下車庫及設(shè)備用房、室外運(yùn)動場及相關(guān)配套服務(wù)措施，總建筑面積為152 804m2，效果如圖1所示。

圖1 樂山市奧林匹克中心建設(shè)項(xiàng)目效果

體育場建筑面積68 783m2，總坐席為29 984座，其中固定坐席21 510座，臨時(shí)坐席8 474座。主體結(jié)構(gòu)為混凝土框架，屋蓋平面近似橢圓形，南北向約244m，東西向約235m，東西結(jié)構(gòu)跨度205m。屋蓋內(nèi)圈為車輻式單雙層混合索膜結(jié)構(gòu)，外圈為支撐索膜屋蓋外環(huán)受壓鋼桁架，桁架高度為19.46～44.38m，屬于空間不對稱異形結(jié)構(gòu)。單雙層混合索桁架共42榀，西側(cè)看臺上方屋面較高，采用單層索網(wǎng)(設(shè)置16榀徑向索)，并逐漸沿環(huán)向過渡到東側(cè)雙層索網(wǎng)(設(shè)置26榀索桁架)，在雙層內(nèi)拉環(huán)間設(shè)置撐桿，其中單層環(huán)索與雙層上下環(huán)索均不在同一平面內(nèi)。單層索網(wǎng)、雙層索網(wǎng)徑向索與內(nèi)環(huán)索、外環(huán)受壓桁架結(jié)構(gòu)耳板均通過索頭銷接。索結(jié)構(gòu)平面如圖2所示。

圖2 單雙層混合索結(jié)構(gòu)平面

2 重難點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)分析

1)車幅式單雙層混合索結(jié)構(gòu)為世界首例，支承索膜結(jié)構(gòu)外環(huán)受壓桁架平面近似橢圓形，西側(cè)外高內(nèi)低、東側(cè)內(nèi)高外低，在空間上呈高低起伏狀，屬于空間不對稱結(jié)構(gòu)，索網(wǎng)也為空間起伏不對稱結(jié)構(gòu)，工程參建方聯(lián)合國內(nèi)科研高校多次進(jìn)行研究探討，最終根據(jù)索結(jié)構(gòu)空間起伏不對稱、單雙層混合等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，針對性提出低空組裝、高空整體斜向牽引提升、分批次錨固的施工工藝。

2)空間不對稱索結(jié)構(gòu)施工難度大，需保證該結(jié)構(gòu)提升過程中的同步性，防止局部產(chǎn)生過大集中應(yīng)力，導(dǎo)致提升設(shè)備超限導(dǎo)致安全風(fēng)險(xiǎn)。通過合理確定每階段、每個(gè)徑向索的張拉提升速度與張拉力，保證提升同步性，得到空間異形索網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理提升姿態(tài)，使索網(wǎng)最終完成形態(tài)與設(shè)計(jì)態(tài)偏差在允許范圍內(nèi)，保證索網(wǎng)結(jié)構(gòu)順利施工，是空間不對稱索網(wǎng)結(jié)構(gòu)施工前需要重點(diǎn)解決的問題。針對上述問題采取以下措施：①受壓桁架施工前建立三維模型，計(jì)算分析自重及索膜結(jié)構(gòu)拉力影響下的鋼桁架變形情況，安裝鋼桁架時(shí)根據(jù)該部分變形合理設(shè)置預(yù)偏量，使索膜結(jié)構(gòu)施工完成后的鋼桁架最終形態(tài)與設(shè)計(jì)態(tài)基本一致，從受壓桁架安裝誤差和變形控制方面盡可能減少受壓桁架對空間不對稱索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的影響；②建立平面控制網(wǎng)、高程控制網(wǎng)和編寫圓曲線圖，獲取鋼桁架空間曲線元素圖，得到任意異形空間結(jié)構(gòu)關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)，經(jīng)過計(jì)算機(jī)模擬和現(xiàn)場放樣驗(yàn)證可行性，實(shí)現(xiàn)大跨度異形受壓鋼桁架的空間精準(zhǔn)定位；③在索網(wǎng)結(jié)構(gòu)正式提升前，采用三維激光掃描技術(shù)采集受壓桁架空間坐標(biāo)與位置，并進(jìn)行偏差分析，通過調(diào)整徑向索索長完全消除因外環(huán)受壓鋼桁架造成的安裝誤差；④針對空間不對稱索網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)行施工模擬分析，通過理論計(jì)算確定每個(gè)提升階段、每個(gè)徑向索同步提升時(shí)的速度與張拉力，保證不對稱結(jié)構(gòu)提升同步性。

3)為保證索網(wǎng)提升過程中結(jié)構(gòu)安全，便于設(shè)備選取、工裝設(shè)計(jì)等，對索結(jié)構(gòu)施工進(jìn)行全過程精細(xì)化模擬，并掌握牽引索長度、牽引力和位形等參數(shù)。采用東南大學(xué)確定的索桿系靜力平衡狀態(tài)非線性動力有限元法，通過ANSYS軟件進(jìn)行有限元分析。建立施工分析模型，選取合理的桿件單元、材料參數(shù)、約束條件、荷載條件，最后得到施工全過程中各工況的牽引索索力、徑向索張拉力、環(huán)索不平衡力、索網(wǎng)位形、外圍鋼桁架應(yīng)力與變形等參數(shù)。

4)根據(jù)施工模擬分析結(jié)果，在索結(jié)構(gòu)提升過程中，徑向索最大理論提升力達(dá)6 500kN，位于單層徑向索位置，在預(yù)應(yīng)力張拉部位及方法選擇上，要充分考慮最大提升力。當(dāng)選擇主動對所有徑向索施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，張拉裝置需提供最大6 020kN的張拉力，當(dāng)選則被動張拉法時(shí)，張拉裝置僅需提供最大3 870kN張拉力，不管對張拉設(shè)備的要求，還是施工安全性與經(jīng)濟(jì)性，被動張拉方法均優(yōu)于全主動張拉方法，因此索結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力張拉選擇被動張拉法，即選擇關(guān)鍵且張拉力小的下徑向索作為主動張拉索，其他索和桿均采用被動張拉法。

5)單雙層索網(wǎng)分界處的環(huán)索索夾節(jié)點(diǎn)受力復(fù)雜，在索結(jié)構(gòu)張拉提升過程中，該關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處單孔受到>500kN極大不平衡力，影響結(jié)構(gòu)安全及后續(xù)工序。施工前通過抗滑移試驗(yàn)，確定單雙層分界處的環(huán)索索夾節(jié)點(diǎn)抗滑移承載力大于設(shè)計(jì)抗滑承載力與理論最大不平衡力。

3 索結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)

3.1 拉索平臺搭設(shè)

1)環(huán)索平臺搭設(shè) 環(huán)索支撐平臺采用標(biāo)準(zhǔn)成品鋼胎架，每個(gè)環(huán)索索夾與環(huán)索接頭下方各設(shè)置2個(gè)，胎架材質(zhì)為Q345B，最大承載力為200kN。單層索網(wǎng)胎架在環(huán)索安裝前安裝，雙層索網(wǎng)胎架在下層環(huán)索安裝完成后再安裝。胎架下方基礎(chǔ)需堅(jiān)實(shí)平整，宜采用混凝土進(jìn)行硬化處理。胎架安裝前先在地面上標(biāo)記安裝位置，然后采用汽車式起重機(jī)依次吊裝就位，最后在胎架上鋪設(shè)140mm×140mm×3 000mm的枕木，防止索鋪設(shè)及提升時(shí)造成刮蹭。

2)徑向索平臺搭設(shè) 根據(jù)看臺高低落差可將看臺分為緩坡看臺與高落差看臺，緩坡看臺重點(diǎn)保護(hù)看臺陽角，高落差看臺需要搭設(shè)鋪設(shè)平臺，具體方法如下：①緩坡看臺 在看臺陽角處加工L形木托，在木托上面訂三防布；②高落差看臺 高落差看臺區(qū)域選用普通鋼管搭設(shè)徑向索斜坡通道，縱橫向立桿間距0.9m，步距1.5m，兩側(cè)設(shè)置剪刀撐。為保證徑向索鋪設(shè)及提升時(shí)通道穩(wěn)定，需驗(yàn)算通道橫桿承載力、變形及立桿承載力、穩(wěn)定性。高落差看臺斜坡通道搭設(shè)如圖3所示。

圖3 高落差看臺斜坡通道搭設(shè)

3.2 拉索開盤與鋪設(shè)

采用履帶式起重機(jī)和特制加工索盤對拉索進(jìn)行開盤和鋪設(shè)，施工要點(diǎn)如下：將特制索盤放置在平整地面上，使用履帶式起重機(jī)將拉索吊裝放置在索盤上，然后將索盤連同拉索吊裝至安裝點(diǎn)上方，固定拉索一端端頭，然后根據(jù)拉索鋪設(shè)路線緩緩移動索盤，索盤在旋轉(zhuǎn)前進(jìn)過程中逐漸將拉索鋪設(shè)于既定位置。在開盤拉索展開過程中不除去外包防護(hù)層，僅安裝索夾時(shí)剝?nèi)ニ鲓A處的防護(hù)，避免拉索在鋪設(shè)過程中與混凝土看臺發(fā)生刮蹭損傷索體。環(huán)索間通過連接螺桿連接?，F(xiàn)場環(huán)索完成鋪設(shè)后，使用倒鏈調(diào)整環(huán)索索頭位置，保證環(huán)索索頭基本處于同一平面，然后使用鏈條扳手將連接螺桿擰入環(huán)索索頭內(nèi)，由于兩環(huán)索索頭絲扣相反，因此擰動鏈條扳手，索頭相對移動，逐漸靠攏。最終將連接螺桿擰至索頭內(nèi)，與索頭頂緊即可。

3.3 索夾安裝

因?yàn)槔靼惭b是零應(yīng)力狀態(tài)，且現(xiàn)場無法量測拉索長度，所以在拉索制作張力條件下，應(yīng)在索體表面準(zhǔn)確標(biāo)記索夾位置，并在索體表面打一條中軸線，便于安裝索夾時(shí)控制索夾空間姿態(tài)。拉索展開后，按生產(chǎn)廠家標(biāo)記位置安裝索夾。索夾分上下夾板，上下夾板將索夾住后，大六角頭高強(qiáng)螺栓穿過螺栓孔進(jìn)行初擰，初擰按照斜對角交叉順序進(jìn)行，初擰扭矩為終擰扭矩的30%～50%。螺栓完成初擰后，再用終擰扭矩按照初擰順序擰緊螺栓。為補(bǔ)償應(yīng)力松弛，施工扭矩應(yīng)比理論扭矩增加10%。

徑向索索夾質(zhì)量小，只能夾持1～2根拉索，應(yīng)完成拉索鋪設(shè)后再進(jìn)行安裝。環(huán)向索索夾質(zhì)量大，能夾持4～10根拉索，若拉索鋪設(shè)完成后再安裝索夾，則索夾安裝難度大。因此環(huán)向索索夾應(yīng)在環(huán)向索鋪設(shè)前，提前將索夾放置在安裝點(diǎn)位處，再把環(huán)向索鋪設(shè)在索夾上方，基本對準(zhǔn)位置后，再借助倒鏈調(diào)整索位置進(jìn)行安裝。

3.4 操作平臺掛籃安裝

索結(jié)構(gòu)張拉平臺采用鋼結(jié)構(gòu)掛籃，預(yù)先在地上完成焊接組裝后，吊裝至受壓鋼桁架上方與受壓鋼桁架焊接固定。掛籃由豎向臨邊防護(hù)角鋼、斜向角鋼、平臺板橫向角鋼、橫向加強(qiáng)角鋼、豎向加強(qiáng)角鋼、斜向加強(qiáng)鋼條、主梁加強(qiáng)鋼板、豎向槽鋼主梁、角鋼爬梯、角鋼扶手、橫向槽鋼主梁、臨邊防護(hù)鋼絲繩、平臺板縱向角鋼、平臺板支撐鋼條等構(gòu)件焊接而成，各構(gòu)件材質(zhì)均為Q235A鋼，各組件間通過焊接連接，掛籃表面刷涂防銹漆。掛籃安裝完成后檢測承載力，宜按照1.5倍設(shè)計(jì)載重對掛籃進(jìn)行承載力試驗(yàn)，觀察吊籃變形情況，要求變形≤1cm。使用掛籃前必須進(jìn)行驗(yàn)收，掛籃安裝如圖4所示。

圖4 掛籃安裝

表1 鋼結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)

3.5 提升設(shè)備安裝

索結(jié)構(gòu)提升設(shè)備包括專用工裝、牽引繩、千斤頂及配套油壓泵。牽引繩采用抗拉強(qiáng)度1 860MPa的鋼絞線，使用YCW系列輕型千斤頂，并配套ZB4-500型超高壓油泵。千斤頂根據(jù)張拉提升力選擇對應(yīng)型號，其額定張拉力宜為實(shí)際提升力的1.5倍，且≥1.2倍。安裝提升輔助設(shè)備時(shí)，在地面上組裝千斤頂、U形錨頭、牽引繩后吊裝至安裝點(diǎn)，與預(yù)先焊接在結(jié)構(gòu)耳板兩側(cè)的工作耳板連接固定，之后將專用工裝安裝在索頭下方拉索上，通過緊固螺栓夾緊拉索。最后將牽引繩另一端穿過工裝，使用錨墊板與夾片固定牽引繩與工裝。

3.6 施工監(jiān)測

索網(wǎng)提升時(shí)對鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生數(shù)千千牛的拉力，張拉完成后拉力進(jìn)一步增大。受索網(wǎng)拉力影響，外環(huán)受壓鋼桁架產(chǎn)生一定變形。因此提升索網(wǎng)前，在鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接位置設(shè)置變形監(jiān)控點(diǎn)、貼反光片，使用全站儀監(jiān)測鋼結(jié)構(gòu)變形。對比變形監(jiān)測數(shù)據(jù)與ANSYS軟件分析得到的理論變形數(shù)據(jù)，以保證索網(wǎng)提升過程安全。鋼結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)如表1所示。

3.7 索結(jié)構(gòu)提升與張拉

輔助提升設(shè)備安裝及連接節(jié)點(diǎn)檢查完成后提升索結(jié)構(gòu)，步驟如下：步驟1～5為索結(jié)構(gòu)牽引提升，以控制索網(wǎng)整體位形為主，以控制上徑向工裝索牽引長度和牽引力為輔；步驟6控制張拉力和位形，但以控制張拉點(diǎn)索力為主。

1)步驟1：初步牽引提升 先進(jìn)行分級加載試提升。通過試提升觀察和監(jiān)測提升索桿系、外圍結(jié)構(gòu)及牽引提升設(shè)備系統(tǒng)和工裝，以確認(rèn)符合模擬工況計(jì)算和設(shè)計(jì)條件，保證牽引提升過程安全。初始牽引提升時(shí)，應(yīng)緩慢分級增加各牽引點(diǎn)提升器伸缸壓力，最初加壓為所需壓力的40%，60%，80%，90%，在一切都穩(wěn)定的情況下，可加到100%，即索網(wǎng)試提升離開環(huán)向索組裝胎架。

2)步驟2：單雙層索網(wǎng)交界處雙層索網(wǎng)提升就位 由于單雙層索網(wǎng)交界處雙層索網(wǎng)受力復(fù)雜，上下徑向索使用同一個(gè)索頭，且索頭銷軸與結(jié)構(gòu)耳板間隙僅1.5mm，安裝精度要求極高，導(dǎo)致此處徑向索在提升就位時(shí)對孔極為困難，因此在具備條件的情況下，應(yīng)優(yōu)先將單雙層索網(wǎng)交界處雙層索網(wǎng)提升就位?？刹豢紤]上下徑向索不共用索頭的工程。

索結(jié)構(gòu)提升時(shí)，應(yīng)采用2臺履帶式起重機(jī)輔助安裝，一臺用于提拉環(huán)索，減小索提升力；另一臺吊于工裝下方索體上，以較大幅度調(diào)整索頭空間位置，此外還需配備若干條倒鏈，輔助索頭精調(diào)空間位置，確保索頭與結(jié)構(gòu)耳板順利錨接。單雙層索網(wǎng)交界處雙層索網(wǎng)提升過程中，應(yīng)同步提升其余雙層索網(wǎng)上徑向索與單層索網(wǎng)徑向索，使雙層索網(wǎng)上環(huán)索與單層索網(wǎng)環(huán)索基本處于同一水平線，避免產(chǎn)生過大的張拉提升力，同時(shí)便于控制索網(wǎng)結(jié)構(gòu)空間形態(tài)，如圖5所示。

圖5 單雙層索網(wǎng)交界處雙層索網(wǎng)錨固

3)步驟3：雙層索網(wǎng)上徑向索提升就位 單雙層索網(wǎng)交界處雙層索網(wǎng)提升過程中，其余雙層索網(wǎng)上徑向索同步提升，單雙層索網(wǎng)交界處雙層索網(wǎng)提升就位后，上徑向索索頭與結(jié)構(gòu)耳板距離較小，因此本階段可直接一次性將上徑向索提升就位，與耳板錨接固定。在上徑向索提升過程中，單層索網(wǎng)應(yīng)同步提升，使雙層索網(wǎng)上環(huán)索與單層索網(wǎng)環(huán)索保持同一水平線上。上徑向索提升就位如圖6所示。

圖6 上徑向索提升就位

4)步驟4：撐桿安裝 在撐桿與上徑向索連接安裝時(shí)，提前將下徑向索提升牽引至撐桿安裝位置后再安裝撐桿。此時(shí)雙層索網(wǎng)上環(huán)索距離下環(huán)索空間高度遠(yuǎn)不夠安裝撐桿，因此需要起重機(jī)輔助提升上環(huán)索，保證撐桿安裝空間。撐桿安裝時(shí)，先按照兩邊向中間的順序?qū)ΨQ安裝靠近環(huán)索撐桿，再按照同樣順序依次安裝第2,3道及靠近外環(huán)受壓鋼桁架的最后1道撐桿。撐桿在地面放平后，將扁平吊裝帶綁在撐桿靠近上端3/4位置處，在撐桿下端設(shè)置纜風(fēng)繩，再將吊裝帶掛設(shè)于起重機(jī)吊鉤上，開始起吊。正式吊裝前應(yīng)試吊，避免撐桿吊帶綁扎不牢固產(chǎn)生滑動。最后啟動起重機(jī)，緩緩將撐桿吊裝至上徑向索索夾處，再使用曲臂車將人員送至安裝位置輔助安裝。撐桿可借助起重機(jī)、纜風(fēng)繩及人工輔助的方式調(diào)整空間位置。按照上述順序依次完成所有撐桿與徑向索索夾的連接。撐桿與下徑向索連接安裝時(shí)，撐桿與上徑向索索夾連接完成后，開始安裝下徑向索。首先使用起重機(jī)提升環(huán)索，提升至撐桿下節(jié)點(diǎn)與下環(huán)索高度基本一致后，采用曲臂登高車將工人運(yùn)送至安裝位置輔助安裝，再將索夾安裝孔與撐桿下節(jié)點(diǎn)安裝孔對齊，將銷軸從一側(cè)插入安裝孔內(nèi)，最后蓋上銷軸端頭蓋板，擰緊螺栓進(jìn)行固定，完成安裝。兩側(cè)雙層索網(wǎng)撐桿安裝空間較小，撐桿與索夾耳板不在同一水平線上，存在一定夾角，因此安裝時(shí)可使用倒鏈調(diào)整索夾兩側(cè)拉索高度，以調(diào)整索夾空間位置，保證撐桿與索夾耳板在同一水平線，確保撐桿順利安裝。按照上述方法依次連接所有下徑向索索夾與撐桿下節(jié)點(diǎn)，安裝順序同上節(jié)點(diǎn)。撐桿與下徑向索安裝及完成效果如圖7所示。

圖7 撐桿與下徑向索安裝

5)步驟5：單層索網(wǎng)提升就位 隨著下徑向索提升及撐桿安裝，單層索網(wǎng)隨之同步提升，至撐桿安裝完成后，單層索網(wǎng)基本提升到位，與受壓桁架連接耳板較近，在本階段可一次性將單層索網(wǎng)全部提升到位，提升方法與上述相同。單層索網(wǎng)區(qū)域徑向索與連接耳板的距離由兩側(cè)向中間依次增加，因此按照兩端往中間的順序依次將徑向索緩緩提升到位，與外圍受壓桁架錨接。本階段的雙層索網(wǎng)下徑向索應(yīng)同步提升至距離連接耳板70cm處。單層索網(wǎng)徑向索提升就位如圖8所示。

圖8 單層索網(wǎng)徑向索提升就位

6)步驟6：雙層索網(wǎng)下徑向索張拉就位 單雙層混合索網(wǎng)采用被動張拉技術(shù)進(jìn)行張拉，即選擇關(guān)鍵、張拉力小的下徑向索作為主動張拉索，而其他索和桿均為被動張拉。本階段除部分下徑向索外，其余徑向索均已提升錨接就位，因此整個(gè)索網(wǎng)結(jié)構(gòu)空間形態(tài)與拉索拉力均通過該部分下徑向索進(jìn)行調(diào)整。本步驟屬于索網(wǎng)結(jié)構(gòu)提升的重中之重，在張拉就位前，需采集所有徑向索油表讀數(shù)，通過校正報(bào)告中的千斤頂回歸方程計(jì)算千斤頂提升力，對比施工模擬分析中的千斤頂理論提升力，確保二者數(shù)值基本相符后。再主動張拉下徑向索，張拉采用雙控原則，即控制張拉力和位形，但以控制張拉點(diǎn)索力為主。張拉提升方法與其余徑向索一致，由兩側(cè)向中間對稱張拉就位。索結(jié)構(gòu)應(yīng)力張拉如圖9所示。

圖9 索結(jié)構(gòu)應(yīng)力張拉

3.8 索網(wǎng)形態(tài)調(diào)整

索網(wǎng)整體提升完成后，索結(jié)構(gòu)拉力達(dá)到最大，由于鋼結(jié)構(gòu)變形、安裝誤差影響，索結(jié)構(gòu)空間形態(tài)與設(shè)計(jì)要求可能存在細(xì)小偏差，在本階段可通過調(diào)整徑向索長度改變索結(jié)構(gòu)空間形態(tài)。徑向索可在索頭位置，通過調(diào)整索頭中間螺桿伸入長度調(diào)整索長。螺桿調(diào)整需借助起重機(jī)、鏈條扳手、倒鏈等工具設(shè)備。索結(jié)構(gòu)形態(tài)調(diào)整如圖10所示。

圖10 索結(jié)構(gòu)形態(tài)調(diào)整

3.9 提升設(shè)備拆除

索網(wǎng)張拉提升完成且空間形態(tài)調(diào)整結(jié)束后，拆除高空作業(yè)掛籃與提升輔助設(shè)備。掛籃與外環(huán)受壓鋼桁架采用焊接固定方式，因此拆除時(shí)先使用起重機(jī)吊住掛籃，然后使用切割設(shè)備切斷吊籃與桁架鋼管連接的橫梁，再將吊籃整體調(diào)運(yùn)至地面堆放，拆除后應(yīng)重點(diǎn)做好焊接位置的防銹蝕工作。提升輔助設(shè)備拆除與安裝順序相反，先拆除與工裝連接的牽引繩及夾片，再拆除工裝，最后解除千斤頂與工裝耳板處的連接，分別將千斤頂(包括牽引繩)和工裝吊裝至地面進(jìn)行存放，工裝耳板可不拆除。

4 結(jié)語

1)在設(shè)計(jì)形式上，索網(wǎng)結(jié)構(gòu)與外環(huán)受壓鋼桁架平面近似橢圓形，在空間上呈高低起伏狀，屬于空間不對稱結(jié)構(gòu)，且采用世界首創(chuàng)的車幅式單雙層混合索網(wǎng)體系，施工難度極大，施工質(zhì)量不易控制，同時(shí)存在一定安全風(fēng)險(xiǎn)。通過高精度定位技術(shù)對外環(huán)受壓鋼桁架安裝進(jìn)行精準(zhǔn)定位，對鋼桁架施工誤差進(jìn)行過程控制與實(shí)測實(shí)量，并設(shè)置安裝預(yù)偏量，進(jìn)行施工模擬計(jì)算，以確定每階段每個(gè)徑向索張拉提升速度與張拉力，確保提升同步性等，保證空間不對稱索網(wǎng)結(jié)構(gòu)順利施工。

2)選擇合適的索結(jié)構(gòu)張拉方法尤為重要，通過采取低空組裝、高空整體斜向牽引提升、分批次錨固施工工藝，能夠安全快速地完成大跨度車幅式單雙層混合索結(jié)構(gòu)提升，獲得較好的施工效果。

3)索結(jié)構(gòu)提升應(yīng)同步，錨固時(shí)宜優(yōu)先選擇錨固難度大、節(jié)點(diǎn)受力復(fù)雜的單雙層交界區(qū)域徑向索，再錨固其余徑向索，以降低錨固難度。

4)針對車幅式單雙層混合索結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合施工模擬分析結(jié)果，選擇被動張拉技術(shù)對索結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，能有效減小索結(jié)構(gòu)提升過程中對張拉力的需求，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，并獲得一定經(jīng)濟(jì)效益。