大跨度非对称马鞍形索网结构关键施工技术研究与应用

大跨度非对称马鞍形索网结构作为空间结构的新型结构形式,具有造型新颖、跨度大及用钢量省等特点,主要用作大型公建或体育场馆屋盖等。本文以盘锦体育场屋盖工程为载体,针对大跨度非对称马鞍形索网结构的结构特点,进行了大量仿真计算与方案比选,提出了"地面组装、同步提升、整体张拉成形"的施工方法。并在1∶10的结构模型上进行了张拉成形试验,验证了仿真计算的正确性和施工方法的可行性;对该施工方法的全过程施工仿真计算分析、拉索下料、同步提升技术、整体张拉成形技术、施工监控技术等5项关键技术进行了比较深入研究。该研究成果成功应用于盘锦体育场屋盖、佛山家具城屋盖和徐州体育场屋盖空间索结构施工,取得了良好的效果,可为该类结构的张拉成形提供有益的借鉴     

国家速滑馆大跨度马鞍形单层正交索网整体提升张拉施工关键技术

国家速滑馆工程大跨度马鞍形单层正交索网,是目前世界上类似结构中跨度和规模最大的索网结构,其拉索数量多、内力大,均采用双索设计,且拉索提升张拉过程中支座水平可滑动,索网提升、张拉施工难度大.针对这一技术难题,本文提出了"定长拉索地面编网、承重索整体提升、稳定索张拉成形"的总体施工方案和定长索安装理念,通过全过程施工仿真分...     

盘锦体育场索网成形过程模型试验研究

盘锦体育场为复杂马鞍形索网结构,为验证施工方案的可行性、方便性,进行了1∶10缩尺试验。同时通过计算机模拟,与试验结果进行对比,研究了缩尺试验模型在地面组装、同步分批提升、整体施工张拉成型各阶段中的力学性能;采用ANSYS软件对施工过程进行数值模拟,模拟结果与试验结果基本吻合。该试验方法对于复杂钢结构的施工具有实际借鉴意义。     

成都露天音乐广场索网结构控制技术研究

以成都露天音乐广场主舞台索网工程为研究对象,从索网工程施工难点、质量控制方法、施工过程等几个方面进行了分析;该工程涉及了索网结构尺寸、组装、提升、张拉等方面的质量控制措施和原则.同时,针对受限空间索网施工难度大、周期长的问题,提出了合理的索网展铺和提升方法;并采用有限元分析与监控监测相结合的方式来保证索网施工的安全与质...     

浙江大学紫金港校区体育馆钢屋盖桅杆斜拉索网施工技术

浙江大学紫金港校区体育馆钢屋盖由桅杆斜拉索网和网壳等构成,两者通过吊索连接,其中桅杆斜拉索网为预应力自平衡全张力结构,采用全封闭钢索.介绍了全封闭钢索的特性,综合考虑桅杆吊装、索网组装和张拉等因素,采用"桅杆直立安装后斜置、主动同步张拉背索后复拉校验落地稳定索、索网独立张拉后再与网壳连接"的施工方案,并进行了相应的拉索等效预张力找力分析、零状态找形分析、张拉环境温度影响分析及桅杆倾斜和背索张拉的过程分析,从而确定拉索无应力安装长度、施工张拉力等重要施工参数,掌握施工全过程状态,保证施工安全,为现场施工提供监控依据.     

国家速滑馆大跨度马鞍形索网结构关键施工技术

国家速滑馆屋盖为大跨度马鞍形单层双向正交索网结构,支撑于周圈钢环桁架上,并在环桁架外侧设置幕墙拉索。针对国家速滑馆屋盖跨度大、拉索数量多、规格和内力大、承重索和稳定索采用双索等技术难题,从安装方法选择、施工仿真分析、容差配合设计与施工、提升和张拉技术和施工监测等方面进行研究,总结出国家速滑馆屋面索网结构施工成套关键技术,为工程的顺利施工奠定基础。     

新型体育场径环向索网罩蓬整体提升过程模拟分析

根据两节点索单元建立索网非线性平衡方程,用M-P广义逆求解体系运动方程,采用方程特解修正索网运动,建立了索网由无应力态至初始预应力形成过程的分析方法。基于初始形态,采用非线性悬链线索单元列式,由索张力与无应力长度结合控制迭代,实现了索网整体提升控制过程的数值模拟分析,据此编制相应计算程序。最后,进行了一座新型大型体育场马鞍形径环向单层索网罩棚的整体提升张拉过程模拟分析,跟踪整体提升张拉结构从零状态至初始状态以及索张力逐渐导入与形态变化过程,当完成最后一根索的张拉时,所有索内力及节点位置均达到控制目标值,且精度高。结果表明本文分析方法有效,对大型索网结构设计与施工有理论指导意义和参考价值。     

人民日报社报刊综合楼索网幕墙预应力设计与施工研究

人民日报社报刊综合楼索网幕墙结构属于超高曲面索网结构,鉴于此类结构拉索超长、索网整体呈曲面外形的特殊性,其设计和施工均不同于常规平面索网。重点阐述了该索网结构的设计和预应力施工,设计上采用了有限元法建立了包含边界结构的整体计算模型,针对此类超高曲面索网结构的特点,总结了设计要点,进行了多工况荷载组合计算,最终设计满足承载力和变形的要求。施工上,一方面将整片索网根据边界柱分为若干个区域,张拉时整体按照一边到另一边的顺序张拉,单个区域按照从两边到中间的顺序张拉;另一方面,通过将单根通长曲线拉索分8段来设计,以实现索网的造型和保证结构的安全。采用有限元软件对施工过程进行模拟计算分析,实际施工时采取监测手段来校核施工模拟计算的结果。实践证明文中所述的设计和施工方法切实可行,并取得了预期的建筑效果。     

索穹顶结构关键施工技术研究

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。     

索穹顶无支架提升牵引施工技术及全过程分析

索穹顶施工是将索杆系经由无应力组装状态、低应力松垂状态向高应力成型状态转变的过程。基于索穹顶无支架提升牵引施工方法,在地面组装内拉环和脊索网,随后续提升牵引在低空组装其它索杆系;以外压环为支座利用工装索交替提升内拉环和牵引外脊索,直至外脊索与外压环连接就位,对外斜索同步张拉结构成型。该方法高空作业少、张拉效率高。基于非线性动力有限元的索杆系静力平衡态找形分析方法,建立整体运动方程,通过一级动力平衡迭代和二级模型更新迭代,由初始静力不平衡态,经由动力平衡态收敛于静力平衡态,并通过总动能峰值及时间驻点确定、时间步长自动调整和静力平衡态检验等,保证分析结果的稳定和高效。结合索穹顶实际工程进行了提升牵引和张拉全过程分析及扰动稳定分析,研究结果表明：索杆系位形经历了分别与提升牵引、牵引张拉初期和张拉后期对应的悬垂、调整和刚化3个阶段;脊索网呈“ω”形是保证索杆系低应力悬垂位形稳定的重要条件之一;位形调整阶段存在“拐点”,拐点的位形稳定性在全施工过程中最弱,在高矢跨比索穹顶中应特别关注。     

FAST30m模型张拉成形健康监测研究和应用

FAST(five-hundred-meter aperture spherical telescope)是500m口径、具有主动反射面的巨型射电望远镜。作为先期验证模型,其30m缩尺模型采用整体索网结构作为反射面支承结构,为保证结构的安全性、苛刻的精度等要求,对其张拉成形过程进行健康监测。针对结构特点以及张拉方案,布设相应传感器,研究并提出了有效、实用的结构安全评定方法,在此基础上,综合运用Matlab、ANSYS、SQL2005等软件开发了结构健康监测系统,实现了可视化操作、自动安全预警、结构模型实时修正以及数据库等功能。最终该系统成功应用在FAST 30m模型索网张拉成形过程中,准确评估张拉各阶段的结构安全性,切实确保了安全施工,及时计算各阶段反射面成形精度,为精度控制提供了科学依据,为FAST原型结构健康监测和索网张拉施工积累了工程经验。     

单层双向正交马鞍形索网结构施工仿真计算研究与应用

单层双向正交索网结构是由两个方向的正交拉索组合而成的索网体系,其成型过程与约束形式、成型方法等密切相关,需要通过大量仿真计算分析来确定成型方法.国家速滑馆屋盖是由单层双向正交马鞍形索网、环桁架及幕墙索组成的组合结构体系,结构跨度为124 m×198 m,是目前世界上最大跨度的单层双向正交索网结构.为了制定行之有效的施工...     

合肥新桥国际机场航站楼索网玻璃幕墙张拉施工技术分析

玻璃幕墙索网在张拉过程中各索之间有着相互影响。采用ANSYS有限元计算软件,结合合肥新桥国际机场航站楼3区玻璃幕墙索网结构的设计方案,计算分析了不同张拉施工方案对边界结构的影响,以及各索合理的初始张拉值,确保张拉后索网结构达到设计状态,为实际施工提供有效准确的理论指导。在选择张拉施工方案时,有限元计算方法比试验法或现场试张拉法更加经济可行。     

深圳宝安体育场轮辐式索-桁屋盖整体张拉提升技术

深圳宝安体育场屋盖为轮辐式索-桁结构+膜结构组合形式。屋盖索-桁结构是膜结构的支撑骨架,由上内环索、下内环索、飞柱、外环梁及36片三角形径向索网组成,施工的关键是径向索的整体张拉。钢索数量多、荷载大、工期紧,施工难度非常大。在对各种张拉方案进行仿真模拟计算后,最终确定了先提升上径向索就位,再提升张拉下径向索就位,最后安装悬挂索的张拉方案,并采用计算机自动控制整体张拉系统进行张拉施工。     

轮辐式单层索膜结构体育场的施工技术分析

某体育场为"轮辐式单层索膜+压环梁+V形柱"的复杂结构形式,在钢结构、索、膜3种结构共同作用下形成了一个稳定的结构体系。施工时需考虑3种体系的相互影响,保证整个结构的安装精度。阐述了屋面结构体系的安装方法:对于钢结构采用场内、场外结合的方法进行吊装;索网低空无应力组装、整体牵引提升、高空分批张拉锚固;膜施工采用履带吊将膜捆吊装到安装作业面,由人工进行展开和张拉固定。整个施工过程采用有限元软件进行模拟分析,根据分析数据进行3种结构安装时的变形调整,圆满完成了整个施工过程。     

建研院《大跨度索穹顶结构施工工法》通过北京市工法评审

<正>近日,北京市住房和城乡建设委员会正式公布了2014年度北京市工法名单,由建研院"鄂尔多斯伊金霍洛旗全民健身中心"项目组完成的《大跨度索穹顶结构施工工法》名列其中。该工法针对大跨度索穹顶结构的施工,提出了全过程施工仿真计算,在地面对所有构件进行组装,在高空仅通过张拉最外圈脊索和最外圈斜索的方法一次性将结构张拉成型。     

华安总部大厦玻璃幕墙单层索网结构施工张拉设计分析

本文介绍了华安保险总部大厦玻璃幕墙拉索结构张拉设计与施工,通过对单层平面索网结构体系与钢结构体系在张拉施工全过程中的模拟力学计算分析,详细阐述了拉索一次性张拉的施工方案,充分体现了优化后索结构张拉方案工艺简单、精确的特点。     

主跨126米混凝土斜拉渡槽桥跨结构整体提升新型施工法

北京延庆二道河大跨度混凝土斜拉渡槽结构,横跨铁路、公路交通干线,位于两山之间,全跨长为258m,主跨126m,宽跨比为1:40,柔度较大,用常规工艺施工难以实现。本文介绍了这种三跨连续悬浮式斜拉结构,采用铁道部科学研究院研究的“地面成型,整体提升”新工艺施工就位的成功经验,该工艺将高空作业移至地面和低空进行,具有安全、高速、质量好、低造价等特点。并介绍了该工程采用铁道部科学研究院研制的新型TY—200型张拉锚固体系对斜缆进行张拉的情况,张拉锚固可靠,施工方便安全。 大跨度斜拉结构“整体提升”法,为国际上首创,工艺新颖,可供桥跨结构设计、施工人员参考。     

潮汕机场航站楼钢屋盖整体提升技术

潮汕机场焊接球节点钢网架屋盖采用地面拼装,分单元液压整体提升和高空补装的施工技术,该技术具有提升设备简单、地面拼装高效、安全性能好等优点。从提升过程分析、提升预埋件设计、提升吊点设计、提升过程结构承载力验算、同步提升控制措施等方面介绍了潮汕机场整体提升方案和提升设计,可有效安全地指导该机场钢屋盖施工成型,并在此基础上探讨了大跨度钢结构整体提升施工需考虑的问题。     

单层马鞍形无内环交叉索网结构受力性能研究

为提升内环索网结构抗连续倒塌能力与经济性,提出一种单层马鞍形无内环交叉索网.该新型索网具有抗连续倒塌能力强、鲁棒性好等优势.首先介绍了单层马鞍形无内环交叉索网的结构形式并给出了该结构的数学表达式;然后采用大型通用有限元软件ANSYS对单层马鞍形无内环交叉索网进行参数化建模、找形分析和结构设计,并采用生死单元法对该索网断...