索穹顶结构关键施工技术

Abstract ： Taking some cable dome with diameter of 71． 2m for example ，the main and difficult problems for construction of cable dome is introduced ，including the control of cable size ，installation methods and tensioning forming methods of structure． According to foreign construction experience ，the installation method of integral assembly on ground ，integral synchronizing lifting external ridge cable and external inclined cable is put forward firstly which can reduce working quantity at high altitude and assure construction safety． Based on the characteristics of flexible structure and multi symmetry axis of cable dome ，the construction measure of tensioning with grade and batch is indicated． The monitoring data show that the configuration after construction is uniform with design configuration． Key words ： steel structures ； cable dome ； synchronizing lifting ； tensioning ； construction 索穹顶体系由 受 拉 钢 索 和 少 量 受 压 撑 杆 组 成， 能充分利用 钢 材 的 抗 拉 强 度， 结 构 自 重 轻， 非常适 合超大跨 度 建 筑 的 屋 盖 设 计 。 内 蒙 古 伊 旗 全 民 健 身体育中心索穹顶是目前我国第 1 个大型索穹顶结 构工程， 屋盖建 筑 平 面 呈 圆 形， 设 计 直 径 为 71. 2m ， 屋盖矢高约 5. 5m 。 由 外 环 梁 、 内 环 梁、 环 索、 斜 索、 脊索及两圈撑杆组成， 表面覆盖膜结构（ 见图 1 ） 。 目前在 国 外 已 经 有 多 座 建 筑 采 用 了 索 穹 顶 结 构， 但国内一直没 有 真 正 意 义 的 索 穹 顶 问 世 。 主 要 原因之一是没有掌 握 索 穹 顶 结 构 的 关 键 施 工 技 术 。 尽管国内很早就有 学 者 在 关 注 索 穹 顶 并 展 开 研 究， 但主要集 中 在 索 穹 顶 结 构 的 力 学 性 能 研 究 以 及 模 型试验研究方面
Key Construction Study of Cable Dome Stucture
Qian Yingxin ，You Deqing
（ Beijing Building Construction Research Institute Co． ，Ltd． ，Beijing 100039 ，China ）
2012 年 7 月下 第 41 卷 第 369 期
施 工 技 术 CONSTRUCTION TECHNOLOGY
81Hale Waihona Puke 索穹顶结构关键施工技术研究
钱英欣 ， 尤德清
（ 北京市建筑工程研究院有限责任公司， 北京 100039 ）
［摘要］ 以直径 71． 2m 索穹顶工程为对象， 介绍了索穹顶 施 工 技 术 的 重 点 及 难 点 问 题 ， 即 拉 索 下 料 尺 寸 的 控 制、 结 构的安装方法 、 结构的张拉成型方法 。 在总结国外类似工程的施工经验基础上， 首次提出了地面整体拼装、 整体同 步提升外脊索和外斜索的安装方法， 减少了高空作 业 量， 保 证 了 施 工 安 全。根 据 索 穹 顶 结 构 为 柔 性 结 构 且 具 有 多 个对称轴的特点， 制定了分级分批张拉的施工方法， 完 成 了 对 索 穹 顶 结 构 的 张 拉 施 工， 从 监 测 数 据 看， 施工完毕以 后的位形和设计位形基本一致 。 ［关键词］ 钢结构； 索穹顶； 同步提升； 张拉； 施工技术 ［中图分类号］ TU758 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 10028498 （ 2012 ） 14008106
［1］
件尺寸精度 控 制 、 结 构 安 装 成 型 方 法、 预应力张拉 技术 、 施工过程仿真分析与监测控制 。 1 结构施工偏差及构件尺寸精度控制 施工偏差 主 要 指 结 构 外 环 梁 及 拉 索 耳 板 的 施 工偏差和内拉力环 拼 装 并 焊 接 完 成 后 的 尺 寸 偏 差， 它将造成 结 构 耳 板 销 孔 中 心 与 拉 索 销 轴 孔 中 心 三 维坐标误差； 构件尺 寸 误 差 主 要 包 括 拉 索 和 撑 杆 的 长度误差 。 1. 1 结构施工偏 差 对 结 构 成 型 后 内 力 的 影 响 及 处 理措施 预应力钢结构 是 通 过 张 拉 拉 索 产 生 预 应 力 的， 张拉过程会改变拉 索 长 度， 预应力的大小与拉索下 料预留的伸长量 直 接 相 关 。 对 于 定 长 索 来 说， 如果 与四周结构相连的 拉 索 耳 板 安 装 位 置 存 在 偏 差， 结 构预应力的大小与 设 计 预 应 力 值 将 不 相 符， 因此需 要采取适 当 的 措 施 减 小 或 消 除 这 种 偏 差 对 结 构 的 影响 。 与四 周 结 构 相 连 的 拉 索 耳 板 径 向 施 工 偏 差 对索穹顶结构初始 预 应 力 分 布 影 响 最 大， 而与径向