马鞍形单层正交索网结构是预应力空间结构体系的一种。这种结构由两组曲率相反的索形成,下凹的索为承重索,作用为承受屋面恒荷载和向下的活荷载;上凸的索为稳定索,作用为承受由风荷载产生的向上的吸力作用。两组索交点处由索夹相互连接,索网边缘悬挂在外围刚性构件上。此结构具有跨度大、受力效率高、自重轻、减少钢材消耗等特点,主要应用于大型体育场馆屋盖结构中。目前国内外现有单层正交索网结构的跨度最大达到了百米级,随着索网结构的设计跨度越来越大,给施工带来的难度也随之增加。因此开展针对大跨度单层正交索网结构的施工过程分析与施工误差分析研究,对于保障索网结构在施工过程中的安全及施工完成的质量有着重要的意义和实用价值。本文以国家速滑馆屋面马鞍形单层正交索网及外围幕墙索工程为研究对象,针对结构施工成形方案对比分析、结构施工全过程仿真计算、结构施工误差控制技术等施工关键技术展开研究,并结合现场实际监测数据,对仿真计算结果进行了验证。本文主要研究内容和成果包括以下几点:(1)根据设计资料,使用有限元软件Midas/Gen建立了结构整体模型。并简要论述了在建模过程中涉及的模型建立、初始预应力施加等要点。同时论述了施工仿真计算的方法和步骤。(2)提出了4种支座约束方案、2种索网提升方案和3种索网张拉方案。对方案逐一计算得出关键参数进行对比分析,并结合现场实际情况确定了“地面组装索网、整体提升、同步张拉成形”的整体提升张拉成形方法。在施工中采用长轴支座约束X水平向,短轴支座约束Y水平向,所有支座均约束竖向的环桁架支座约束方案。(3)按照提出的最优施工方案,对施工全过程进行了仿真分析。根据计算结果,得到了结构索力、位形、环桁架应力等关键参数的变化规律。根据取得的索网提升力和张拉力选择了合适的提升、张拉设备。并结合现场实际监测数据与理论数据进行对比,验证了仿真分析的准确性和可行性。(4)索网结构需要依靠预应力来提供结构刚度和维持结构稳定性,因此需要按照设计要求保证结构成形态的预应力分布精度。为了控制施工过程中可能会产生的索力误差,分析了拉索索长误差、环桁架耳板施工偏差、温度变化对结构的影响。根据误差分析结果,提出了施工误差限值及补偿措施。