体育馆单悬索屋盖施工.doc

体育馆单悬索屋盖施工
淄博市体育馆为单悬索重屋盖结构,建筑面积4877m2,外形尺寸为40m60m,最高点21.4m。比赛厅为58m38m,屋面为弧形。悬索两端支点高差为3m。最终最大垂度为4m,悬索屋盖覆盖面积2760m2。上端为封闭式钢筋混凝土横向受弯大梁,承受承重索及稳定索荷载。承重索设计荷载为370kN,共35束。索的间距1m,每束钢索为54根Ф5高强钢丝。设计强度不低于1500N/mm2。锚头采用成都产钢筋混凝土环销锚头,稳定索用Ф18圆钢,共39根,间距1.5m,长39m,用螺栓紧固。屋面板为钢筋混凝土预制槽板挂在承重索上,施加预应力后用C40混凝土灌缝,使屋面成为整体。屋面上做保温层及油毡防水层。图6-1-1为体育馆剖面图,图6-1-2为屋盖结构示意。
第1章 锚头
采用成都市清白江桥梁厂生产的环销铺头,该锚头可承受900kN以上的压力。

第2章 承重索下料长度
进行柔索静力计算时,假定绝对柔性弹性材料索上任何一点都不抵抗弯矩及剪力,只承受轴向力,索的垂度与跨度比(f/l)在小于l/10的范围内,可按小垂度理论计算。该工程f/l=4/54=0.074<1/10,因此按小垂度理论计算。
支座位于不同高度的柔索AB受均布荷载后(图6-1-3),得任意x处的零弯矩的条件为:
M十HA′μ′ =0 (6-1-1)
μ′=
式中M为简支梁弯矩。
μ′=μcosα μ== (6-1-2)
柔索的纵坐标
y=μ－xtgα=－x (6-1-3)
索的张力水平分力
H= (6-1-4)
在均布荷载作用下，任意外简支梁弯矩及剪力为：
M=Q0(－) (6-1-5)
Q=Q0() (6-1-6)
上式代入（即跨中）得：
(6-1-7)
已知跨中垂度为f,则对代入(6-1-4)式得:
H=
将M=代入得:
H= (6-1-8)
索的长度L=,若c与l之比不大时,则较小,因此
L≈ (6-1-9)
将(6-1-3)式微分得:
(61-10)
将(6-1-10)式代入(6-l-9)式得:
L≈
为简支梁的剪力图,在任何荷载下恒等于零,故:
L= (6-1-11)
将
代人(6-1-11)式得:
L= (6-1-12)
例1已知:l =54m,c=3m,f0=3.82m(初始长度),f=4m(最终垂度)索在自重时的计算长度L=54.803m,索实测长度L=54.80m,与计算相符。下料长度:
L=L0+2[垫板厚+2(垫圈厚)+锚具长+0.05m]=55.37m
在屋盖满载时验算索长:L=54.873m
求两端内力:
S=H
将(61-8)式及(6-1-5)式代入(6-1-3)式后微分得:

(6-1-13)
S=H

SAx=0 =H (6-1-14)
SBx=l =H (6-1-15)
例2已知l=54m,f=4m,c=3m,H=273.38kN
代入(6-1-14)、(6-1-15)式得SA=281.63kN,SB=290.26kN。
第3章 挂锚挂索
第1节 制索
按索的下料长度严格控制下料尺寸,并严格控制两端锚头间的钢丝长度。两端划线后,用梳丝板梳开。内圈8根钢丝,外圈46根钢丝,每根钢丝都要编号,并在锚头位置对号人座,以免钢丝搭接、扭曲、受力不均。当钢丝用梳丝板梳好后,内外圈钢丝束每隔40cm用细铁丝绑扎一道,绑扎完毕后穿入锚头。
第2节 挂锚挂索
1.第一方案如图6-1-4所示(台座挂锚,梁上留大孔方案)。第一方案的优点是:钢索长度控制准确,钢索垂度易控制,穿索容易,挂锚方便〈不需在屋顶上部张拉〉,保证质量,缩短工期。
2.第二方案(屋顶挂锚,梁上留小孔方案):由于多种原因,使第一方案不能实施,因此又制定了第二方案。为防止挂锚时钢索拉脱以及孔道咬断钢索,在垂直钢索的地面上增设3道地锚,使钢索保持设计垂度,与梁的孔道角度基本一致。应确保挂锚时在张拉力405kN的作用下地锚不变形。该方案施工难度大,工期长,难以控制钢索的正确垂度,钢索垂度需多次调整。
第4章 槽板安装
槽板从承重索的跨中向两边均匀放置,以保证钢索工作状态良好,并防止变形及垂度不一致。
第5章 槽板与主索的固定
在第一方案中,槽板吊在主索上,槽板的端部预埋铁件,铁件上钻Ф10孔,用8号铁丝穿过孔绑在主索上。但此方案操作人员无立足之地,违反安全操作规程,槽板也可能坠落。吊装时须2台吊车同时吊装,且不能脱钩,工作效率低,不能保证结构质量,经研究确定采用第二方案。槽板的受力钢筋在端部弯起直接挂在主索上,克服了第一方案的缺点。
第6章 施加预应力
为解决因屋面外界活载影响引起变形而施加部分预应力,加荷共2900kN/m2,其中包括槽板自重及混凝土灌缝荷载1600kN/m2。分3次加荷,第一次400kN/m2,第二、第三次各加荷450kN/m2。从屋面最低处向两端加荷,力日荷完毕后安装稳定索,紧固稳定索的两端及主索与稳定索的连接螺丝。槽板灌缝混凝土达到设计强度后卸荷。
第7章 支承主索及稳定索封闭大梁施工
支承主索及稳定索封闭大梁为一封闭式框架梁,在施工中须考虑混凝土的收缩变形及温度变形,为避免裂缝,封闭大梁和板均预留了施工缝,缝宽50cm。待收缩完毕后,按有关规范处理施工缝,然后用微膨胀混凝土浇灌。
第8章 塔吊布置
该工程施工过程中,特别是吊装主索时,不能在房屋顶部进行水平运输。因此,为保证起重机能直接将主索和槽板等预制构件安装在屋面任何部位,安装了2台60/80t m塔式起重机,并安装了环形轨道,使塔式起重机能够在建筑两侧自由运行。
6-1-9存在问题
钢索受温度影响后变形,油毡防水屋面可能被拉开或拉裂,导致漏水。
屋面两端高中间低,排水不畅,对屋面防水不利。