大跨度空間網殼卸載施工技術研究與應用

黃華 李勇 堯華峰

(中建四局第四建筑工程有限公司 福建廈門 361004)

大跨度空間網殼卸載施工技術研究與應用

黃華 李勇 堯華峰

(中建四局第四建筑工程有限公司 福建廈門 361004)

隨著節能與綠色建筑不斷發展和創新，大量網殼結構用于工程實踐，由于結構形式多樣、多采用復雜的彎扭構件和異形構件，施工難度很大，為后期支撐結構卸載施工安全提出了更大的挑戰。研究通過采用有限元計算軟件ANSYS仿真分析了大跨度空間網殼拆模卸載施工技術，認真分析了監測數據，確保施工過程整體結構安全穩定。卸載是網殼結構施工的關鍵環節，研究通過卸載模擬計算，并簡要描述了分步分級卸載過程。

網殼結構 ；格構支撐 ；施工安全；撓度

1 工程概況

廈門東海火炬科技園工程位于廈門市集美區與同安區的交界處，緊鄰濱海西大道東海火炬科技園，總建筑面積36 286.818m2，地上2層，地下2層。建筑總高度：15.30m，由SOHO辦公、地下車庫及設備用房等組成。

項目用地呈近半月牙形，其中主樓位于整個科技園區的核心位置，建筑主體以廈門市花三角梅為喻意，整個建筑平面近似Y字形，為三瓣花瓣展開的建筑形狀，其中地上2層中部區域為采光天窗。主樓為大跨度空間結構[1]，建筑的各個立面及屋頂由十幾個連為一體的復雜曲面構成，地上空間網殼結構平面呈曲邊三角形，寬68m，長52m，最高點標高15.3m，且僅由3個角點支承，立面、屋頂構件均為空間彎扭構件，網殼構件主要采用了空間彎扭箱型鋼梁截面、空間彎扭五邊形鋼梁截面形式[2]，鋼構件最厚板厚達60mm，網殼結構具體形式如圖1～圖3所示。

圖1 網殼結構軸測圖

圖2 網殼結構立面示意圖

圖3 網殼結構平面示意圖

圖4 格構支撐架布置圖

圖5 標準節示意圖

圖6 三立桿式格構支撐架示意圖

該工程上部鋼結構網殼分塊位置處搭設格構支撐架，曲面網殼在地面拼裝成吊裝單元，采用履帶吊吊裝到位，下部設置支撐架臨時固定，根據網殼結構的環梁分段位置、吊裝分塊單元位置情況、吊裝過程中的安全性、支撐架盡量設置在土建混凝土柱和混凝土梁上，減少對土建結構安全帶來的影響，網殼結構施工用格構支撐架布設。

1.1格構支撐架布置位置

(1)主環梁采用“工廠分段、現場分段吊裝、高空對接”的施工方法進行施工，分段對接時設格構支撐架，如圖4所示。

(2)曲面網殼采用“工廠下料、加工，散件發運至現場，現場分塊拼裝、分塊吊裝、高空對接”的施工方法進行施工，分塊對接時設格構支撐架[3]。

(3)格構支撐架分為兩種類型，其中一種是標準節支撐架，布設在中間部位；另一種是三立桿格構支撐架，布設在周邊環梁部位。

根據崇禮水文站實測和調查洪峰流量系列，采用皮爾遜III型曲線進行頻率適線，得到10年、30年一遇設計洪水成果，并與本次暴雨推求設計洪水成果進行比較，如表5。

(4)標準節支撐架

由預先焊接好的4片平面桁架組成，現場安裝時主要采用螺栓連接，可以靈活進行組合，同時運輸方便，標準節尺寸為1.0m(長)×1.0m(寬)×1.5m(高),如圖5所示。標準節支撐架立桿采用Φ89mm×4.0mm鋼管，腹桿采用Φ60mm×3.5mm鋼管制作，材質為Q235B。

(5)三立桿式格構支撐架

拼裝完畢后，有一個拆除支撐架的過程，實質上是支撐架卸載，結構自身承受總體內力的過程。由于支撐架數量大，根據現場實際無法實現同步落架卸載，需要實現分批分階段卸載。

1.2格構支撐架頂部構造措施

(1)標準節支撐架頂部設分配梁，截面規格為HW250mm×250mm×14mm×14mm，材質為Q345B,如圖7所示。

Protection Schemes of Submarine Power Cables in Offshore Wind Farm SU Rong,YUAN Guokai(121)

(2)三立桿格構支撐架頂部設分配梁，截面規格為方鋼300mm×220mm×25mm，材質為Q345B,如圖8所示。

1.3網殼結構地面拼裝

曲面網殼在地面拼裝成吊裝單元，根據現場實際情況，主樓地面結構下方相應位置處的模板支撐體系應暫不拆除施工，待網殼結構全部安裝施工完畢，結構卸載完成后再拆除該區域模板支撐架體系。

2 網殼結構卸載方案選擇

常規的網殼結構設計過程中，結構一次成型、所有桿件同步受力，而大跨度復雜空間結構不同于常規結構，采取分段施工，通過分批安裝來調整受力較大的桿件內力，故存在一個體系轉換的問題[4]。

網殼結構拼裝后分塊吊裝時，所有結構構件的自重作用在支撐架上，結構本身并不承受總體荷載，而僅發生支撐點之間的局部內力。

三立桿式格構支撐架的立桿分別為Φ402mm×10mm鋼管、Φ114mm×4.0mm鋼管，腹桿采用Φ76mm×3.5mm，材質均為Q345B,如圖6所示。

圖7 標準節支撐架頂部構造示意圖

圖8 三立桿格構支撐架頂部構造示意圖

學校應當充分認識到家長委員會所具備的功能，以及其對打造家校共育模式的積極作用。具體而言，學校應當打造家長委員會線上溝通群，以便借助溝通群向家長委員會發布最新的教育精神，還可以借助溝通群組織家長委員會成員進行線上研討交流，共同探索打造家校共育模式的最佳途徑。同時，各班班主任應當有意識地讓家長委員會發揮家庭教育指導中的效用，并組織其通過線上溝通群或是線下交流的方式開展經驗交流，以此來達到幫助家長共同成長的目的。

綜上所述，該工程網殼卸載根據結構體系要求，在網殼分區整體結構全部安裝完成后采取分階段進行分級循環整體卸載。

3 卸載說明

該工程網殼結構具有設計新穎、結構復雜、鋼構件種類及數量多、技術難度大等特點，待結構整體安裝后，需進行結構卸載，結合現場實際施工情況，對于該工程卸載我們經過全面分析[5]。

電子商務時代的發展，讓諸多傳統企業發生轉變。尤其對于諸多傳統外貿企業來說，不僅需要緊跟電子商務時代潮流，而且需要在跨境電商領域予以更好發展，通過跨境電商轉型，實現自身經營領域的拓展，并實現企業所占市場份額的擴大。也正是如此，探索傳統外貿企業向跨境電商轉型的路徑也就顯得極為重要，是傳統外貿企業發展的重要方式。

5.3卸載千斤頂

卸載根據微調循環、均勻卸載的原則進行卸載，卸載時通過設置在臨時支架頂部的液壓千斤頂進行卸載，卸載時通過統一指揮進行同步操作，根據同步調節液壓千斤頂對結構進行逐級卸載，直至結構和千斤全部脫離。

4) 機器人頂層觸摸屏查看機器人程序狀態，語音識別與觸屏相結合的控制程序的在線編制，傳感器數據查看[4].

在應用軟件系統中，常用數據層來完成與數據庫的交互，常常采用DAO(數據訪問)模式。由于數據庫的連接是一個“貴重”資源，因此，為了提高效率，常常要求一次連接能夠完成批量數據的處理。那么如何才能高效地完成數據批量的處理(即，增刪改查)?

(3)整體結構仿真分析結果與現場實際數據存在差異，在整個卸載過程中做好應急方案。在選擇卸載千斤頂和設計支撐架時綜合考慮安全儲備、結構位移的監測工作。針對關鍵施工部位重點監測，實現結構安全穩定。

(4)在整個卸載過程中，同步控制的點壓力和位移等參數及時與模擬計算的數值進行對比、分析和處理，將實時卸載過程中的各項數據提交結構師，以使各個卸載環節都在可控的數值之內，并且為同類結構的卸載積累第一手的實施數據資料。

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(5)卸載過程中存在不確定性情況，應當有相應的處理預案做保證，以加快對各類不確定影響的處理速度，避免遇到無法正常卸載的情況，確保卸載過程的安全順利。

4 安全控制復雜

(1)安全性要求高，網殼結構各區各部位標高不盡相同，網殼整體卸載量約2000t，各分區鋼結構整體卸載，保證結構精度控制，不允許出現任何差錯。

在卸載過程的中，一部分支撐架完成卸載、另一部分支撐架同步受力，若卸載順序選擇不合理，結構部分區域進入塑性變形狀態，容易導致整體結構失穩。

(3)為了防止器具的墜落，將所有高空設置的器具均采用保險繩的方式將器具固定，并保證所有的安全措施全部落實到位。

通過實際生產的經驗證明，利用CORS技術進行地形圖測量相比常規的測量手段有很大的優越性，不僅節省了人工成本，測點密度也能符合成圖的需求，有效地提高了測圖的效率[2]。

這種對市場公平的沖擊不僅僅影響生產企業，其對經銷商的利益影響更大。山東省滕州市銘陽農用物資有限公司王顏偉認為：“老百姓只顧低頭播種，根本分辨不清相似品牌的知名度，所以相似品牌的化肥對農民的誤導十分嚴重。正規經銷商認為大品牌化肥貴有貴的道理，質量好，而小廠生產的化肥有自己的價格優勢，也無可厚非，但若是故意使用相似商標，糊弄老百姓，那正規經銷商是堅決不同意的。”

(2)卸載工作高空操作安全措施難度大。由于采用的是在支撐架頂部進行卸載的方式，所有的卸載工作均在高空進行操作，結構卸載到位，需要較長時間，存在交叉施工，設備的墜落和操作工人的人身安全措施難度大。

5 卸載工藝和卸載順序

5.1卸載工藝

具體而言，政府部門方面，盡管當前政府已經就醫藥企業的經營具體規范出臺相關法律法規，但對于專利藥品的仿制和研發方面并未進行有效地約束，對此可以加快立法和政策的制定步伐，盡快的彌補缺漏。此外，政府方面還應當完善醫保制度，適當拓寬醫療保險的涵蓋范圍，將一些療效獨特藥價昂貴但不可替代的專利藥品納入醫療保險范圍并提高其報銷額度，鼓勵地方將基本藥物制度與分級診療、家庭醫生簽約服務、慢性病健康管理等有機結合。政府也可以提供相應資金用于對無力支付藥價的患者進行救助，同時要加強對醫藥企業的監督，要求其定期反饋相應責任承擔情況及檢查企業內部是否存在不符合標準的假藥等。

在鋼結構屋面卸載過程中，必須遵循“以結構計算分析為依據、以結構安全為宗旨、以變形諧調為核心、以實時監控為手段”的原則，嚴格按照計算機有限元計算軟件ANSYS仿真分析模擬計算結果進行卸載。

(2)控制難度大、卸載組織難度大。為了確保整個卸載過程按即定方案實施，并且切實同理論計算的分步卸載量相結合，鋼結構安裝階段，臨時支撐較多，需要在臨時支架上布置卸載點，如何控制多個卸載支點的位置與負載同步，需要卸載系統具有極高的同步控制性能。

5.2卸載順序

空間網殼結構全部安裝到位后即進行局部解雇卸載，按照先裝后卸載，后裝先卸載的順序進行逐步分級卸載。先緩慢將網殼定位支托進行下降，卸載控制量根據計算結果得出相應的卸載控制量，卸載過程中嚴格控制各卸載千斤頂的同步控制。

(1)卸載結構受力復雜。該工程總的卸載重量大，覆蓋面積大、支架支點多，利用千斤頂同步卸載難度很大，如何將覆蓋面積大空間網殼結構安全卸載到位，是現場施工難點。

卸載時采用薄型液壓千斤頂，千斤頂規格為50t、100t，如圖9～圖11所示。

圖9 薄型液壓千斤頂設置示意圖

圖10 格構支撐架示意圖

圖11 節點詳圖

屋蓋網殼主體結構構件包括曲面內構件和曲面間交界處構件，如圖12～圖13所示。

曲面內構件共分為3個區，分別為分區1、分區2、分區3，每個分區包括4個曲面，分別為曲面1、曲面2、曲面3、曲面4。

具體卸載順序為：網殼曲面1→網殼曲面2→網殼曲面3、4。

圖12 網殼分區圖

圖13 網殼曲面劃分圖

6 整體卸載的應急措施

該工程屋蓋網殼結構形式多樣，且均為不規則構造，每一支點受力復雜，卸載難度大[6]。由于整體結構仿真分析結果與現場實際數據存在差異，且卸載過程中人員、支撐等各種因素影響，每一階段卸載后進行觀測并核對測量數據、分析原因及解決辦法：

(1)若下降高度小于預定卸載高度：下部支撐已松動，支點卸載到位，撤去支撐，做好記錄，下一步卸載時取消該點。下部支撐未松動，檢查是否有其他支撐點并將其卸載。

日前，云南電網公司在“南方電網公司第四屆會計知識大賽暨‘精益杯’財務金融專業技能競賽”中一舉奪魁，獲得團體一等獎、團體三等獎、個人二等獎和三等獎，取得了公司財務競賽歷史性的突破。

(2)若下降高度大于預定卸載高度：支撐架變形，暫停卸載，加固支撐架，將其他支點先下降到該支點等標高后再同步卸載。

(3)若卸載時出現異常聲響時，立即停止卸載，所有人員迅速撤離現場，認真檢查，分析是否存在局部應力集中。焊縫撕裂將該處焊縫進行坡口處理、補焊、檢測，檢測合格后進行下一步卸載。安裝時點焊的臨時支點脫開，是否還有臨時固定點。

從國防安全到全球視野：二戰后美國外語教育政策的演變路徑及啟示 ………………………… 羅 輝（2.54）

若卸載完畢后的支點，撓度變化，考慮到可能產生的施工操作誤差，通過模擬驗算，保證卸載結構的各項參數也在規范之內。

7 結語

隨著網殼結構的合理選型在我國的發展和應用范圍不斷擴大，網殼結構施工后卸載屬于重要的安全因素，通過施工卸載模擬計算，合理地分配分級卸載值，很好地解決了大跨度鋼結構卸載施工難點，進一步研究各類網殼穩定性的計算理論和方法，以便于屋面網殼結構施工進一步推廣和應用。

[1] 孫建琴.大跨度空間結構設計[M].北京：科學出版社，2009.

[2] 彭一剛.建筑空間組合論[M].北京：中國建筑工業出版社，2008.

[3] 鮑廣鑒，李國榮，王宏，等.現代大跨度空間鋼結構施工技術[J]，鋼結構，2005(1)：43-48.

[4] JGJ7-2010 空間網格結構技術規程[S].北京：中國建筑工業出版社，2011.

[5] GB50755-2012 鋼結構工程施工規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2012.

[6] 夏志斌，姚諫.鋼結構-原理與設計[M].北京:中國建筑工業出版社，2004.

Researchandapplicationofunloadingtechnologyforlargespanspacelatticedshell

HUANGHuaLIYongYAOHuafeng

(The Fourth Construction CO.,Ltd Of China Fourth Construction Bureau，Xiamen 361004)

With the continuous development and innovation of energy saving and green building，A large number of reticulated shells are used for engineering practice，As the structure in various forms,the use of complex bending and bending components and special-shaped components，the construction is very difficult，It presents a greater challenge for the post-uninstall support structure construction safety，Analysis of large-span space reticulated shell unloading and unloading construction by ANSYS simulation using finite element calculation software，Carefully analyze the monitoring data，To ensure the safety and stability of the overall structure of the construction process. Unloading is the key link in the construction of reticulated shells，Calculated by offloading simulation，This article briefly describes the step-by-step offload process.

Latticed shell structure; Lattice support; Construction safety; Deflection

TU74

A

1004-6135(2017)11-0053-06

黃華(1983.2- ),男，高級工程師。

E-mail:381744355@qq.com

2017-08-28