《双向张弦钢屋架滑移与张拉施工工法》的应用实例如下:
一、工程概况
国家体育馆工程为北京2008年奥运会的重点工程,位于北京奥林匹克公园南部,是中心区三大场馆之一,总建筑面积80890平方米,地上四层,地下一层。该工程主体结构形式为框架剪力墙与型钢混凝土框架钢支撑相结合的混合结构体系,比赛馆钢屋架结构形式为单曲面双向张弦桁架钢结构,钢屋架(包括热身馆)投影面积22835平方米,总重量约2800吨。详见图7"预应力索平面布置图"(包括索规格和索力)。
国家体育馆钢桁架安装于2006年5月16日开工,2006年10月15日完成。
国家体育馆从功能上分为比赛馆和热身馆两个馆,比赛馆平面尺寸为114米×144.5米,热身馆平面尺寸为51米×63米,用单向波浪形复合金属屋面有机地把两个馆连在一起,屋架高度约为38~43~34~28米。
二、施工情况
国家体育馆钢屋架工程于2006年5月开工至2006年10月完工,历时五个月,施工中采用了"带索累积滑移及预应力分步分级张拉"方案,高质量、顺利、安全地完成了钢桁架安装任务。屋架施工期间其他工序按计划实现了交叉,保证了施工总体部署的实现。
在滑移安装过程中,8月4日到9月7日间根据施工方案及现场的进度对8根纵向索进行了20%张拉力的预紧。在滑移结束并且完成了比赛馆的钢结构焊接后,在9月25日到9月28日完成了对横向索20%预紧力的张拉。在比赛馆及热身馆全部焊接完成并通过验收后,在10月7日到9日,将所有的索体张拉到80%设计索力,10月10日到11日对所有的索进行了100%设计力的张拉,并超张拉到5%,10月12日到13日完成了索力的微调,张拉示意如图8。
正式张拉时同时张拉4个轴线6根索,每根索两端同时张拉,因此共采用了8台150吨和4台250吨的千斤顶同时进行张拉。
三、实施效果
通过采取工厂预张拉消除索的非弹性变形,保证索初始张拉位置相同;采用三级、十四次对称循环张拉方案和控制张拉时给油速度、持荷时间等一系列措施。对预应力钢索的张拉力和伸长值进行控制。实施结果,索力总体偏差控制在5%以内,伸长值都在验收标准规定的范围之内;张拉起拱变形与理论最大偏差值为9毫米;撑杆的垂直度最大偏移在1%以内。
在钢屋架施工过程中,为了控制钢结构的施工精度和施工安全,对结构形态、就位精度、应力、变形等进行了实时监测,监测结果与理论分析基本吻合,处于预控范围之内。钢屋架施工达到了预期目标。