体育馆单悬索屋盖施工.doc

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1、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5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18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

2、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=0.0741/10,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 =0 (6-1-1) =式中M为简支梁弯矩。=cos = (6-1-2)柔索的纵坐标 y=xtg=x (6-1

3、-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: (6-1-10)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(

4、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(6-1-8)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

5、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

6、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10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

7、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。