大跨度空間曲面螺栓球網架多點超高同步卸載技術

李春強，楊 斌，胡彥紅，張東東，徐 航（中建鋼構有限公司，江蘇 淮安 214532 ）

1 螺栓球網架概況

隨著建筑業的蓬勃發展，大型會展中心越來越多，大跨度空間曲面螺栓球網架屋蓋結構以其優越的力學性能被大量應用。螺栓球網架施工通常采用滑移法、懸挑拼裝法、分塊吊裝法等方式，其中滑移法需面對卸載問題。本項目研究的大跨度大坡度空間曲面螺栓球網架屋蓋結構多點超高同步卸載技術，在螺栓球網架結構卸載施工中具有較高的代表性。

本項目螺栓球網架主要分布于 A 區北側，平面尺寸為 81 m×72 m，面積 5 600 m2，坡度 15 °，最低點約 6 m，最高點約 25 m，采用大坡度逆向累積滑移施工技術進行拼裝，滑移就位后需進行同步卸載就位。螺栓球網架屋蓋結構模型見圖 1，構件清單見表 1。

圖1 螺栓球網架屋蓋結構模型

表1 螺栓球網架屋蓋構件清單

2 螺栓球網架卸載施工難點分析

(1) 大坡度逆向累積滑移工裝系統在螺栓球網架與混凝土結構之間，拆除作業空間小，構件重量大。臨時措施拆除順序、方式直接關系到施工過程安全性和可靠性，是卸載施工的重點和難點。

(2) 本項目螺栓球網架為空間曲面，大坡度逆向累積滑移，施工高度由最低的滑靴決定最終卸載高度，經多次優化最終整體卸載高度 1.6 m。對于大坡度超高多點卸載，其同步性、過程安全性保證等是施工的重點和難點。

(3) 螺栓球網架卸載施工過程中變形監控關系到施工過程風險和施工精度、監控點設置及檢測頻率，這些都是施工過程中的重點。

3 螺栓球網架多點同步卸載施工措施

3.1 防下滑限位措施

(1) 硬質防滑措施。經過對整體螺栓球網架受力特點進行充分分析，結合屋蓋下部混凝土結構布置，設置 13 個卸載過程坡度方向限位裝置，避免螺栓球網架沿坡度方向整體下滑，詳見圖 2、圖 3。

圖2 硬質防下滑立柱布置圖

圖3 限位立柱通用做法

(2) 軟拉結防下滑措施。考慮在卸載過程中，卸載高度大，螺栓球網架傾斜度大，存在豎向限位立桿失效的風險。采取在螺栓球網架節點與下部混凝土結構之間設置軟拉結的形式進行防護，見圖 4。

圖4 軟拉結設置示意圖

3.2 卸載工裝設計

卸載高度達到 1.6 m，對于大面積螺栓球網架卸載，風險極大，在實施前組織技術力量，針對工裝措施布置方案、工裝措施設計、安全保障措施，卸載過程模擬等進行了詳細的分析

(1) 卸載工裝布置方案。結合下部結構和螺栓球網架特點，通過有限元分析軟件進行反復試算，最終確定卸載點布置方案，見圖 5。

圖5 卸載點布置方案

(2) 卸載工裝設計。卸載工裝形式需具備 1.6 m 卸載高度下可行性、卸載過程安全性等條件。在卸載點布置方案的基礎上，結合各個卸載點反力特點，進行可操作性、針對性的工裝措施計算，最終確定工裝措施形式，見圖 6。

圖6 卸載工裝設計方案

(3) 卸載工裝預埋件設計。卸載高度 1.6 m，卸載工裝對下部支點具有較大的作用力，經過對卸載工裝受力情況分析，針對性地在混凝土結構頂部設置預埋件。埋件設計見圖 7。

圖7 埋件設計圖

3.3 卸載施工工藝

超高卸載施工過程中存在較多不確定性因素，為確保施工過程安全性，對施工工過程進行詳細模擬。

(1) 安裝卸載工裝。

(2) 拆除滑移系統。

(3) 卸載施工。每個卸載點安排 2 名工人，配置對講機、切割設備和安全防護措施。根據統一指令每次將支撐措施切除 20 mm，切除后根據統一指令同步釋放千斤頂，如此交替進行，直至網架卸載就位。

(4) 拆除臨時措施并焊接支座。在所有卸載點同步就位后，核對每個支座處是否存在就位問題，排除質量問題后，根據軸線對支座進行同步焊接。所有支座焊接完畢后，對支撐牛腿、臨時措施、安全防護措施等進行拆除，并對螺栓球網架桿件進行全數檢查，確認無誤后進入下一施工工序。

3.4 施工要點

卸載前組織現場指揮部，對每個卸載點配置對講機，所有操作根據卸載操作指令同步進行操作；配置卸載巡視檢查員，不間斷對各個卸載點進行觀察，排除可能存在的違規情況；在卸載區域外配置三臺全站儀，根據已定觀測點進行全程觀測，并將數據實時反饋現場指揮部，對整個螺栓球網架姿態進行全程把控，保證卸載過程中各個卸載點高度同步。

4 結 語

本項目大跨度空間曲面螺栓球網架整體同步卸載施工已順利完成，實施過程充分檢驗了該方式對于超高同步卸載施工的適用性，尤其在成本和工期方面起到了極好的效果，得到了設計、業主和監理的一致好評，取得了良好的經濟效益和社會效益。通過本文的分析與總結，對其他同類工程的施工提供了參考。