大跨度箱形变截面钢筋混凝土拱施工工法适用范围

《大跨度箱形变截面钢筋混凝土拱施工工法》适用于体育建筑、会展中心等大型公共建筑。

大跨度箱形变截面钢筋混凝土拱施工工法工艺原理

《大跨度箱形变截面钢筋混凝土拱施工工法》工艺原理如下：

通过特殊的施工流水段的划分技术，解决箱形拱内模拆除困难和变高度、变角度、变方向、变标高的钢筋混凝土和架施工难度大等问题；通过独特的模板设计技术解决所有模板尺寸都不同的问题；通过“六对称”均衡施工法解决双拱施工均衡性问题；通过整体浇筑法满足混凝土内坚外美的要求；通过引进桥梁施工的封拱技术，解决封拱结构受力变换的问题；通过施工测量控制技术保证了三弧不同心、模板起拱、平面形状复杂的定位问题；通过采用“免预压”技术消除支撑体系的非弹性变形、验证支撑体系的安全性；通过采用弧形合拢底模可调装置技术实现“免预压”施工工艺。

大跨度箱形变截面钢筋混凝土拱施工工法工艺流程

《大跨度箱形变截面钢筋混凝土拱施工工法》施工工艺流程如下：

工程桩验收→土方开挖→破桩头→混凝土垫层施工→拱脚承台、拉梁施工→拱下部承台、基础梁施工→回填土→拱支撑架基础（垫层）→搭设拱支撑架→拱底模板支设→拱体分段（每段按模板→钢筋→混凝土工序进行流水）施工→封拱（封顶合拢）→养护→拆除支撑体系和模板。

大跨度箱形变截面钢筋混凝土拱施工工法操作要点

《大跨度箱形变截面钢筋混凝土拱施工工法》操作要点有以下几项：

• 拱施工流水段的划分

1.分段原则：1）分段位置要使拱的支架受力对称、均匀和变形最小为原则。2）拱体分段施工缝留设应考虑和架施工和避开拱肋范围，便于模板安装和拱内模板拆除。3）混凝土的浇筑顺序，两拱应沿拱轴线方向分段对称、由下向上、同步浇筑。的各段的接缝面要与拱轴线垂直。

2.拱的分段

沿拱轴线方向分段，第一个施工缝位置设置在拱脚处，其余施工缝设置在拱的加劲肋上下端各1600毫米处，最高处设为封拱段，长度约2米左右（以拱顶垂直中心线为对称轴，两边均匀留设）。通过特殊的施工流水段的划分技术，解决箱形拱内模板拆除困难和变高度、变角度、变方向、变标高的钢筋混凝土析架施工难题。

• 模板设计与施工技术

模板分拱脚模板、拱体模板、精架模板。而拱顶、拱中心线、拱底的三弧不同心与高度、角度、方向、位置、标高均不相同的精架给模板设计方案、加工尺寸与安装质量提出了很高的要求。

1.拱体模板

拱体模板由拱底模板、拱外侧模板、拱内侧模板、拱顶模板和支撑件、连接件等组成，为保证拱体达到清水混凝土效果，外侧模板采用酣醒树脂镜面模板；内模板考虑拆模方便采用企口木板，施工段的划分考虑箱形拱内狭小空间的拆模，拱体外底模整条拱一次对称安装就位。拱内外侧模板用穿墙螺杆固定，如图1所示。

1）外底模板

外底模板在拱顶处最大预留拱度为100毫米，在拱脚处预留拱度为零，其余各处按圆弧曲线起拱。脱模剂选用无色水质型脱模剂。外模板嵌缝材料采用透明玻璃胶。

2）外侧模板

外侧模板采用18毫米厚酣醒树脂复面木胶合板，木肋50毫米×100毫米松木方（竖向布置〉，水平钢管2φ48毫米×3.5毫米。外侧模板呈扇形分块布置，外侧模板之间的竖向拼缝是沿拱轴线的法线方向。

3）外顶模板

外顶模板采用18毫米厚酣醒树脂复面木胶合板，木肋采用5根50毫米×100毫米松木方，木肋沿拱顶纵向布置，模板按段分块布置，标准模酥的1200毫米，每段末尾剩余尺寸不足1200毫米时，域实际尺寸加工一块非标准模板补缺。拱顶附近坡度渐趋平缓，当混凝土浇灌时能保持自稳不向下流淌时，可以只使用外顶模板。

4）内底模板

内底模板采用20毫米厚松木企口板，木肋采用3根50毫米×100毫米松木方沿拱内底纵向布置，内底模板分块配制。标准模板长度为2000毫米，每段末尾剩余尺寸不足2000毫米时，按实际尺寸加工一块非标准模板补缺。然后向其余各段周转使用。对拉螺栓孔位置应与外底模板的螺栓孔位置相对应。

5）内侧模板

内侧模板分块及编号与外侧模板相对应，如外侧模板Y1对应的内侧模板为N1。在外侧模板放样的基础上放出内侧模板。

内侧模板采用20毫米厚松木企口板，木肋采用50毫米×100毫米松木方沿拱径向布置。内、外侧模板的对拉螺栓孔位置应一致。

6）内顶模板

内顶模板采用20毫米厚松木企口板，木肋采用3根50毫米×100毫米松木方沿拱纵向布置，内顶模板分块配置，第一段配足，然后逐段周转使用。

7）拱顶弧形合拢底模

该技术是为了解决2009年以前模板及支撑体系“免预压”施工工艺而提供一种大跨度钢筋混凝土拱形结构施工技术中弧形合拢底模可调装置，见图2。

弧形合拢底模可调装置，由纵向支撑导轨l、设置在纵向支撑导轨1上的两端带子口的弧形合拢底模4及其设置在带子口的弧形合拢底模4两侧的带有母口3的标准段模板5组成，且子口2和母口3之间设有间隙且通过加长可调螺栓6对接在一起。施工时，先将纵向支撑导轨按含有预拱高度的设计曲线布置安装在拱顶合拢段部位，其材料可以采用方木、型钢等，布置形式与两侧标准段的纵向支撑交错排列，使之具备一定的自由度，能够沿纵向产生一定的相对位移；将带子口的弧形合拢底模放置在纵向支撑导轨上，其两端的子口分别与固定的标准段模板的母口对应，子口与母口的预留间隙为预先确定的结构底模沿轴线变形量aCa值与预拱度、拱形结构线性荷载、支撑体系形式等有关）；在子口与母口对接处的加强肋上开有对应的圆孔，用加长可调螺栓将两模板子母口对接处穿在一起并拧上螺帽。通过加长可调螺栓和纵向支撑导轨控制模板的变形方向，两侧的拱结构模板沿轴线逐渐使子母口对接，从而实现大跨度钢筋棍凝土拱形结构施工中底模的连续圆顺和变形均匀。大跨度拱形结构现浇混凝土一般采用分段对称施工的方法，施工过程中支撑体系将发生向内和向下的体系变形，拱形结构底模逐渐趋向于设计曲线和标高，两侧的底模将逐渐合拢，加长调节螺栓也应随之紧固，当施工至合拢段时，子母口闭合，加长调节螺栓紧固到位，将板缝用海绵条填塞密实。大跨度拱形结构要求混凝土强度达到100%设计强度时才允许拆模，而且拆模工作应从拱结构中部的合拢段开始，由于弧形合拢底模采用了子母口形式，为拆模提供了方便。

2.椅架模板

根据楠架上、下弦截面尺寸及腹杆截面尺寸确定模板规格，模板采用18毫米厚木夹板和50毫米×100毫米木方制作。

• 免预压技术

1.沿拱结构轴线两端对称搭设支撑体系，确定预拱度，在支撑体系上搭建整体式弧形底模，弧形底模在拱顶处留有合拢段；对拱结构进行施工段划分，然后沿拱跨方向对称分段施工。

2.在每一施工段中，首先在底模上由两端向中间绑扎钢筋，然后支侧模，设置施工段法向模板，支顶模，顶模的支设随混凝土施工高度随支随打，单块顶模沿拱体弧向方向的宽度为11.5米，最后浇筑i昆凝土z待混凝土终凝后拆除顶模、侧模以及法向模板，法向模板拆除后施工缝为法向，施工缝的处理方法为首先剔除表面浮浆及松散混凝土，剔到实处露出石子后用水冲洗、湿润即可，然后进行下一段施工；从第二施工段开始，每段施工时先浇筑12米微膨胀混凝土，以控制每段混凝土收缩变形，产生裂缝，拱顶合拢段混凝土也采用微膨胀混凝土，微膨胀混凝土较设计混凝土强度等级提高一个等级。

3.待施工到最后合拢段时，在支撑体系上安装弧形合拢底模可调装置，支侧模，浇筑混凝土，拱结构合拢段施工时的环境温度控制在515℃。

4.底模拆除时要求拱体混凝土强度达到100%设计强度，落架时考虑结构的体系转换，按照先高后低、先中间后两边，分段对称施工的原则拆除支撑体系。由于拱结构在施工中以及在拆除支撑体系转换后会产生下列弹性及非弹性变形：拱由于自重所产生的弹性挠度；拱因温度变化所产生的弹性挠度；拱因承台受挤和位移而产生的弹性挠度；拱应混凝土硬化收缩而产生的弹性挠度变形；拱在设计荷载下的弹性和非弹性下沉；支撑体系的弹性变形和基础受载后的非弹性压缩变形，该拱形结构的预拱度按照以下二次抛物线确定：

• “六对称”均衡施工法

“六对称”均衡施工法，是指双拱对称施工；每拱施工时支撑架对称搭设和拆除；模板对称安装和拆除；混凝土浇筑时从两拱脚开始向顶部逐段对称施工；衍架对称施工；衍架混凝土浇筑从两端向中心推进对称施工。“六对称”均衡施工法，其关键在施工过程中用工序对称来保证结构施工中的受力对称；保证模板和支撑体系受力均匀不变形。在施工实践中，如在支撑架的搭设中，稍有不慎，就出现过支撑架偏位的情况，造成局部返工。因此，在以后的施工过程中，十分注意对称施工，如果混凝土浇筑过程中，由于不对称施工造成拱轴线偏位，将造成永久性缺陷，甚至造成施工技术的失败。

• 承台与拱脚整体浇筑法

按常规做法，桩基承台混凝土可以单独浇筑，这种施工工艺比较合理并为拱脚架子、模板安装提供了坚实的基础和正确的尺寸，并且采取拱脚处承台面下凹200毫米作为拱承台与拱脚底部的施工缝，拱脚与承台分两次浇筑。但设计要求承台与两拱脚混凝土一次性整体浇筑，不能有施工缝。在工程施工中，做好模板设计、混凝土配合比设计。浇筑过程中，承台采用斜面分层、循序渐近的方法。采取从拱脚模板预留人口进入模板内振捣混凝土，并采用电子测温技术，确保大体积混凝土施工质量。

• 清水混凝土施工技术

大跨度箱形变截面钢筋泪凝土拱为外露构件，拱结构混凝土质量必须达到内坚外美的效果。故在普通混凝土的验收标准上，制定如下质量标准：轴线通直，弧度、半径尺寸准确；棱角方正、线条顺直、弧形美观；表面平整光滑、色泽一致；表面元明显气泡，元砂带和黑斑；表面元蜂窝、麻面、裂纹和露筋现象；模板拼缝、对拉螺杆和施工缝留设要有规律’性并且美观；模板的拼缝接缝和施工缝处无挂浆、漏浆。因此对所采用的施工方法、选用材料的品质、操作人员的技能和施工管理水平等均有很高的要求。根据拱施工的特点，从测量放线、钢筋、模板、混凝土配合比设计、混凝土搅拌、混凝土运输、混凝土浇筑、1昆凝土振捣、混凝土养护及成品保护等方面，采取相应的施工技术措施，在整个拱的施工过程中，保证各道工序施工的连贯一致性，精心组织施工，达到预期的效果。

• 封拱技术

封拱施工为本工程的重点和关键，封拱对技术、环境温度以及施工方法都有严格的要求。由于建筑工程施工规范中没有钢筋混凝土拱封拱技术要求，我们参照桥梁混凝土拱的施工要求执行。封拱时间选择在日平均气温接近当地年平均气温的时间来浇筑。在浇筑、混凝土之前，将整个拱身用自来水淋湿，待拱体混凝土温度降到最低点后方可挠筑。封拱混凝土强度等级执行设计要求。拱混凝土配合比由中心实验室配制。拥落度、初凝时间及终凝时间由试验确定，搅拌站专人负责配合比计算。浇筑混凝土时应从一侧下料待拱体对面混凝土与底层基本相平时再从另一面下料，以防空气堵在底板中间。

• 拱施工测量控制技术

该工程拱结构的轴线控制及高程控制是测量工作的关键和难点，根据该结构的施工特点，对该结构各阶段轴线控制，将采用平行侧面借线方法；高程采用吊挂钢尺进行抄测。在施工各阶段过程中，为掌握重要的拱结构受力轴线位移与沉降情况，及时发现沉降与变形的程度，提供可靠的变形数据，在各施工过程中对拱结构进行受力观测沉降和变形观测。每次观测后的成果均与首次成果比较，计算沉降量，每次观测结束后，都要检查计算结果是否正确。将观测数据列入沉降观测的成果表中。为了随时掌握拱架支撑、拱结构和拱脚的变形情况，按照施工程序在支设模板、钢筋绑扎、浇筑混凝土以及拱底模板拆除前后的各个阶段对拱结构及拱脚进行变形观测。

大跨度箱形变截面钢筋混凝土拱施工工法材料

《大跨度箱形变截面钢筋混凝土拱施工工法》主要材料如表1。

大跨度箱形变截面钢筋混凝土拱施工工法设备

《大跨度箱形变截面钢筋混凝土拱施工工法》主要设备如表2。

《大跨度箱形变截面钢筋混凝土拱施工工法》的工法特点如下：

1. 拱跨度大，拱的跨度在110米以上。

2. 拱的建筑材料为钢筋混凝土而不是钢材，用钢筋海凝土材料建造大跨度拱结构的施工方法比钢结构拱的施工方法复杂得多。

3. 拱的造型为变截面，拱顶、拱中心线、拱底三弧不同心，与通常的等截面拱，就施工技术而言，要困难得多，并且由于采用变截面拱，两拱之间钢筋混凝土连系柏架的高度、角度、位置、方向都不相同，并且只能高空现场施工作业。

4. 由于结构构造需要，变截面拱设计为封闭式的箱形拱，在每桶和架与拱的相交处设拱的加强肋，为了确保混凝土结构的耐久性，施工完后箱形拱内不允许留置模板，必须全部拆除。

5. 由于工程的重要性和结构设计上的考虑，拱脚与承台之间不能留置施工缝，混凝土拱结构的施工质量要求达到阳坚外美的清水棍凝土效果。

截至2009年，中国大跨度拱多为拱桥，作为房建工程中用来支撑屋盖体系的拱并不多见。清华大学综合体育中心工程和山西大同大学体育馆工程设计采用大跨度钢筋泪凝土拱结构作为支撑屋盖体系。清华大学综合体育中心工程采用大跨度箱形变截面钢筋混凝土拱，拱的中心跨度110.16米，拱顶标高29米；由中建二局第三建筑工程有限公司施工，该拱结构施工中在施工流水段的设计、模板设计与施工、“六对称均衡施工法”、预拱度设计及封拱技术等方面取得了科研成果并形成2004年度国家级工法，此工法于2005年推广应用到山西大同大学体育馆工程中。山西大同大学体育馆工程在结构形式、建筑面积、观众席位、拱中心跨度、拱顶高度、两道拱轴线距离等规模指标都与清华大学综合体育中心工程类似。山西大同大学体育馆拱中心跨度115米，拱顶高度30.5米，在施工中研究采用的大跨度钢筋混凝土拱形结构免预压施工技术、大跨度钢筋棍凝土拱结构施工技术中弧形合笼底模可调装置技术等方面有所创新。有两项创新技术具有中国自主知识产权，发明专利：大跨度钢筋混凝土拱形结构免预压施工工艺（ZL200710061601.3）；实用新型专利：大跨度钢筋混凝土拱形结构施工技术中弧形合拢底模可调装置（ZL200620023362.3）。通过该工法的应用，解决了体育建筑及会展中心等大型公共建筑中拱结构采用钢筋混凝土材料施工、跨度在110米以上、又是箱形和变截面拱的施工技术难题，在成功施工实例的基础上，总结编制了该工法。

《大跨度箱形变截面钢筋混凝土拱施工工法》质量控制应遵循以下要求：

• 钢筋工程

1. 用于拱的钢筋都应有出厂质量证明书或检验报告单。

2. 拱结构主筋实测强屈比不应小于1.25，实测屈服强度与强度标准值的比值λ应为：1≤λ≤1.25。

3. 进行钢筋机械连接和焊接的操作工人必须经过技术培训、考试合格，持证上岗。

4. 套筒挤压钢筋连接必须做好挤压线和控制线以保证连接质量，冷挤压接头的施工现场检验与验收详见《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-96和《带肋钢筋套筒挤压连接技术规程》JG]108-96。

5. 拱体施工缝外250毫米处要安放钢筋定位框，以保证拱体主筋位置和混凝土保护层。

6. 钢筋工程在支模前必须进行隐蔽工程验收。钢筋绑扎分项工程允许偏差见表3。

• 模板工程

1. 模板安装严格按“模板方案”进行，如需要修改时必须取得编制者的同意。

2. 模板安装时必须先放线、验线之后进行。放线时要弹出中心线、边线、支模控制线。

3. 模板及其支架必须有足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受新浇混凝土的自重和侧压力，以及在施工过程中所产生的荷载。

4. 和架下弦模板应起拱，起拱高度为20毫米。

5. 模板安装的允许偏差见表4。

• 混凝土工程

1. 选择资质、信誉可靠的商品混凝土搅拌站，供应质量可靠的泪凝土。自设混凝土搅拌站应进行详细可靠性、可行性设计。建立可靠的搅拌站运行和质量管理制度，经严格评审后才能允许生产混凝土。

2. 泵送混凝土配合比要根据施工现场泵的种类、泵送距离、输送管径、浇筑方法、气候条件确定。

3. 商品混凝土进场，第一车必须有“开盘鉴定”，要有混凝土等级、胡落度、初终凝时间及搅拌时间等，不合格者，立即退场。

4. 在混凝土浇筑地，点，每两小时检查一次混凝土的明落度，如发现混凝土有异常情况，随时抽查。

5. 在浇筑混凝土前，对模板内的杂物和钢筋上的油污等应清理干净，对模板的缝隙和孔洞应予堵严。

6. 每段的混凝土浇筑要连续进行，当必须间歇时，其间歇时间宜缩短，并须在前层混凝土初凝之前，将上层混凝土挠筑完毕，若因故前层混凝土已初凝时，须按施工缝处理。

7. 拱底板混凝土浇筑，为了保证混凝土充满底板，在内底模板上必须留φ12排气孔，并派专人观察，浇筑到位要立即封严。

8. 在混凝土挠筑过程中，对模板及支撑体系进行沉降及变形观察。

9. 按规定及时做好混凝土标养试块以及同条件养护试块，并按时送检。

10. 混凝土允许偏差见表5。

《大跨度箱形变截面钢筋混凝土拱施工工法》具有以下效益：

1. 清华大学综合体育中心工程大跨度箱形变截面钢筋混凝土拱施工过程中，通过合理的流水段的划分、模板和支撑体系的合理设计和施工、“六对称”均衡的施工方法、清水混凝土施工技术及科学合理的施工测量控制技术，提高了施工速度，保证了工程质量，创经济效益112.54万元。

2. 山西大同大学体育馆工程大跨度钢筋混凝土拱结构施工过程中，通过技术开发与创新，采用免预压施工工艺，减少租赁脚手架周转材料使用、减少抹灰工序等，提高了施工速度，保证了工程质量，创经济效益50.5万元。

《大跨度箱形变截面钢筋混凝土拱施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：

1. 建立安全监督管理机构，认真贯彻安全生产规章制度，严格遵守安全操作规程，工地有专职安全检查员，其有权指令进行停工。

2. 进入现场的施工人员必须佩戴安全帽，每道工序要做好安全交底，操作地点必须达到安全要求方能进行操作。

3. 在吊装危险警戒区内（10米内）如安装机械和设置通道要搭设高度不低于3米的安全防护棚，吊车作业区的通道，脚手架的进入口，均必须搭设防护棚。

4. 提升操作平台上设有安全员与地面应有专门的通话联系设备。

5. 操作平台上放的材料必须分散开，集中存放时不准滑升，混凝土碎块及垃圾不准直接丢到地面，必须用吊车运输。

6. 操作平台的内外吊脚手兜底、满挂安全网，平台上设有灭火器。

7. 电焊和气焊施工区域，应有专人负责看火，并将周围易燃物品移开，工人必须持证上岗。

8. 手持电动工具要戴绝缘手套，并设有漏电保护装置。

9. 高空作业人员操作时必须精神集中，手用工具放入工具袋，避免物品掉下。凡患有高血压、心脏病、贫血等不适合高空作业人员不得进行高空作业。

10. 六级以上大风天停止作业。

11. 定期给施工操作人员发放必须的劳动保护用品。

《大跨度箱形变截面钢筋混凝土拱施工工法》的应用实例如下：

1. 清华大学综合体育中心工程是一座集体育比赛、办公、会议、敦学、演出及电视转播于一体的多功能5000座体育建筑。

2. 山西大同大学体育馆工程，建筑物占地面积约19000平方米，设计建筑面积16966.8平方米，平面设计基本为椭圆形，观众席共6722座，比赛场地60米×36米。

《大跨度箱形变截面钢筋混凝土拱施工工法》应采取以下环保措施：

1. 结合施工场地周边的环境情况，编制环保方案，尽可能减少对环境产生不利影响。

2. 与施工区域附近的居民和团体建立良好的关系，对受噪声污染的居民和团体，事前通知，采取合理的预防措施避免扰民。

3. 采取一切必要的手段防止运输的物料进人场区道路，并安排专人及时清理。

4. 对于固体废弃物采用分类收集、处理的方法进行控制。

5. 施工中要结合具体工程实际情况，做到优化选择，严密组织，减少机械、材料、人员和附属器具等各项资源消耗。

2011年9月30日，《大跨度箱形变截面钢筋混凝土拱施工工法》被中华人民共和国住房和城乡建设部评定为2009—2010年度国家二级工法。 2100433B

2011年9月30日，《大跨度箱形变截面钢筋混凝士拱施工工法》被中华人民共和国住房和城乡建设部评定为2009—2010年度国家二级工法 。

《大跨度拱形钢结构安装施工工法》的工法特点是：

1.土建结构为混凝土梁板，上部为箱形变截面钢结构主拱，主拱生根于四个拱脚基础；

2.在混凝土顶板上设置支撑塔架（同时作为操作平台），混凝土顶板下局部设满堂红架体支撑；

3.采用分段吊装、现场拼装焊接。

大跨度拱形钢结构安装施工工法适用范围

《大跨度拱形钢结构安装施工工法》适用于工业与民用建筑工程中大跨度拱形钢结构安装工程。尤其适合土建主体结构为混凝土框架梁板，上部为大跨度拱形钢结构的工程。

大跨度拱形钢结构安装施工工法工艺原理

《大跨度拱形钢结构安装施工工法》的工艺原理叙述如下：

主拱安装在能同时满足设计分段要求和运输要求的前提下，采用分段制作、运输和安装。为确保整体空间结构的稳定性，主拱的安装需穿插在其他结构梁安装的同时进行，主拱的安装顺序是从四个主拱脚向上进行安装，最后在顶部中间合拢，主拱安装的同时，及时进行主拱和屋面拱之间的拉杆支撑的安装。

大跨度拱形钢结构安装施工工法施工工艺

• 工艺流程

《大跨度拱形钢结构安装施工工法》的工艺流程为：建立测量控制网及测量控制→主拱支撑架体设计→主拱吊装及安装→卸荷。

• 操作要点

《大跨度拱形钢结构安装施工工法》同时涉及分段及吊机的选择、施工测量定位、支撑架体的设置、钢拱的吊装及安装、卸荷等多种施工工艺，而钢拱的吊装及安装是整个施工过程的关键。

一、建立测量控制网及测量控制

GPS点的交接及复核，根据GPS点的成果，制定点位精度的复查，具体测量步骤∶根据GPS点的布局，在施工区域边布设二级控制网，按闭合导线的观测方法，计算出导线精度，再根据计算出的点位精度，如果GPS点的成果符合施工要求即可使用，反之要对导线实行平差后才可使用；对水准点的复查，采用国家二级水准的要求进行复查，在施工区域内按施工需要布设若干固定的水准基准点，对布设的水准点实行联测。

建立施工控制网（有轴线控制桩），形成统一布局（图1）。

二、施工中的测量控制

1.主拱跨度大，对于四个主拱与地面接触点的控制精度要求相对高，在二级导线的基础上用极坐标法放样出四个接触点，建立一矩形导线闭合环，用距离、角度复核精度。

2.主拱为斜平面主拱，在测量控制上采用直角相交观测法。

3.主拱采用分段安装，在二级控制基础上布置方格网，对桁架节点进行控制，详见图2。

4.高程测量

依据现场的已知水准点，在施工场区内测设水准基准点，水准点的密度应为100米左右一个，水准路线构成复合路线，以便校核，观测精度要满足四等水准的要求，闭合差要小于f_h=±20毫米

5.变形观测

在确认施工安装准确后，以安装监测所测定的每个标志点的实际坐标和高程作为基准值。以后每隔2周按安装监测时用同精度的观测方法对标志点进行观测，计算出坐标和高程与基准值进行比较，从而确认钢架顶部的变形情况。直至建筑物封顶看不见标志点后，变形观测结束。

三、主拱支撑架体设计

1.根据钢拱结构体系分析，并结合设计结构的节点详图，首先安装周边的钢柱及钢柱间的连梁，然后安装中间拱和屋面梁，在主拱未能形成三角形桁架之前，整个屋面钢结构的中间部分荷载全由中间拱来支撑，所以首先在中间拱下方设置支撑，并根据混凝土柱网间距在中间拱下方每个混凝土柱柱顶设置承重支承架。

主拱为主要受力杆件及结构体系的主支撑构件，在分段吊装时自重必须外加支撑体系来完成，所以在主拱的投影弧线上同样根据混凝土结构梁、柱位置、间距等设置底部承重支撑。其位置尽量选在每两横轴中间附近，即在各撑杆与斜主拱相交点附近，主拱下各支承架设置在每两轴中间，既能符合斜主拱承重定位拼装要求，也满足各撑杆的安装施工。主拱下支撑固定详见图3。

每个支承架搭设前，需首先安装完毕该跨的屋梁，并将该处支承架上部临时采用檩条将支承架与屋梁连接固定，必要时将支承架顶端用缆绳与屋梁上的檩托板拉牢，以确保支承架上部稳定性，同时在支承架屋梁与楼面之间中部也用缆绳与楼面锚固板拉牢固定，缆绳上应设有手拉葫芦以便于调节，并在支承架下部焊上ф48短钢管，用脚手钢管将支承架下部连接牢固，确保支承架体的整体稳定性。

2.针对工程的结构特点及施工顺序和方法，同时结合现场的施工环境，合理选择支撑架体的形式及规格。一般可采用格构柱架体支撑，该格构柱以6米为一个标准节（图4），并可根据不同的主拱安装形式，以及施工顺序进行支承架的布设，见图5钢结构主拱支撑架体设置平面图及图6钢结构支承架体立面图。

3.楼面上支承架不一定在混凝土梁上，为确保将支承架上的荷载直接传递到混凝土梁上，在每个支承架下垂直于混凝土梁方向设置两根200毫米×200毫米，长度不小于4米的工字钢，每根工字钢两端均要搭在混凝土梁上方，以确保混凝土梁受力。对坐落在地面上的支撑架，在现场根据施工需要进行制作，并在支架位置浇筑2000毫米×2000毫米×200毫米混凝土基础，基础配筋为ф12@200双层双向网片，确保支架均匀受力，并在支承架四周设置钢管桩，便于支承架的锚固。主拱支承架下支座见图7、主拱支承架底部基础见图8。为确保楼板不受力，在楼板底部支撑塔架下局部设置满堂红架体支撑。

4.主拱与地面呈一定角度，定位控制难度较大，必需根据主拱倾斜角度，在两个方向设置带角度的定位支托，以使主拱的定位准确，主拱定位支座见图9。

四、主拱吊装及安装

1.分段及吊机的选择

根据施工现场的实际情况，结合钢构件的总重量，进行吊装机械的选择及分段数量。

首先考虑吊装机械的一般起重量、工作半径，并结合钢拱总重量，底部混凝土柱的柱距等，确定钢拱分段数量及尺寸，根据单体重量最大时的起重参数，进行吊机的选择。

2.安装总体流程∶

1）首先进行钢柱及钢柱之间的连梁安装，具体如图10流程图一。

2）为了使屋面结构形成稳定的体系，所以对两端第二段中间拱进行安装，并进行两端屋面梁和钢柱的拼装安装，同时对两端屋面梁之间的连梁和水平剪刀支撑进行安装，具体如图11流程图二。

3）进行下一段屋面结构梁安装，同时做好吊装主拱梁的安装准备工作，具体如图12流程图三。

4）进行主拱梁的安装，同时安装相应部位连梁，并在楼面上进行钢柱和屋面钢梁的拼装，具体如图13流程图四。

5）依此类推进行剩余主拱的安装，详见图14流程图五、图15流程图六、图16流程图七。

6）进行靠内侧主拱梁吊装合龙，具体见图17流程图八。

7）进行靠外侧屋面梁及钢柱等安装，并进行靠外侧主拱梁合龙详见图18流程图九。

五、卸荷

1.总体思路

在卸荷前，整个钢结构荷载分别由钢柱、支撑架及主拱承担，卸载时支撑架上所承受的荷载逐渐过源到钢柱和干拱上。最终形成稳定的承载体系。卸载过程是使屋盖系统缓协同空间受力的过程，此时整个屋盖系统的内力重新分布，并逐渐过渡到设计状态。在卸载时应遵循"变形协调、卸载均衡"的原则，采用从中间向两边逐步卸荷的施工方案，先卸载中间拱的支撑架，卸完后再进行主拱的卸荷，两榀主拱应同时由中间向两端进行。

2.卸荷具体施工过程∶

1）在主拱下各支撑架的支撑点的H型钢梁上设置型号为QL50的50吨螺旋千斤顶，支撑点上设置一个。

2）在每个螺旋千斤顶的顶部利用ф219的钢管作套筒，再在钢管的顶部做与拱架角度相同的支托作为临时支撑。

3）调节螺栓千斤顶的高度，使支托支撑在拱架的底部，顶紧到位。

4）在每根H型梁千斤顶的落位处设置钢板卡码，固定千斤顶，防止千斤顶在支撑H型钢梁上滑落和失稳，具体见图19、图20。

5）待所有支撑点上的临时千斤顶支撑到位、顶紧后，按照从中间到两边的顺序逐渐拆除原临时的支撑，让主拱逐步落位在千斤顶支托上。