大跨度空间钢结构整体提升施工技术研究与应用

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近年来,大跨度空间钢结构在国内得到了迅猛的发展,随着社会经济水平、人们物质生活水平的提高,对生产、生活的空间要求也在相应提高,空间结构的结构体系由简单到复杂、跨度由小到大的趋势演变正愈加明显,这种趋势的演变必然会带动相应的施工技术的发展。大跨度空间钢结构液压整体提升施工技术正是在这样的背景下发展起来的新型结构施工技术。  本文首先介绍了大跨度空间钢结构的几种施工方法,包括高空散装法、分条(块)安装法、高空滑移法、整体提升法等,对其各自的技术要点和适用范围进行了说明,并针对每种施工方法列举了相关工程。同时还介绍了整体提升施工技术在国内外的发展现状。  研究分析了液压整体提升系统的组成及原理,介绍了整体提升同步控制的策略,以及整体提升施工的工艺流程。  以加蓬体育场钢结构施工为背景,详细介绍了该项目的结构特点,体育场钢结构共分东、西两钢结构看台罩棚且结构形式相同,分别由拱形主钢架、外圈环形桁架、V型钢柱、螺栓球网架四大部分组成。拱形主钢架通过两边拱脚落地;外圈环形桁架通过两端与主钢架相贯,内侧下弦通过V型钢柱落地;螺栓球网架前端通过与主钢架的吊点连接,后端与环形桁架内侧弦杆焊接连接。四部分结构相互依托,形成稳定的空间结构体系。  本文以西看台钢结构施工为例,从结构特点、经济、质量、安全、工期五个方面确定了整体提升的施工方案,其中主钢架分两次提升,环形桁架一次提升,最后在主钢架跨度的六分之一处合拢。同时运用有限元软件Midas对整个施工过程进行安装模拟分析,由计算结果可知,结构各个施工阶段的最大位移为173.91mm、杆件的应力最大为120.03MPa,都满足规范限制要求。对施工过程中使用的临时胎架、提升塔架、提升梁进行了强度、刚度、稳定性计算,结果表明所选截面均满足《钢结构设计规范》要求,确保了整个施工过程的安全。
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