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三亚体育场项目索结构张拉提升完成
时间:2020-09-02
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8月31日,随着最后一个批次的径向索张拉到位并与内环梁销接完成,三亚国际体育产业园体育场项目索结构张拉提升工程施工全部完成。上环索到达46米的高度,下环索到达29米的高度,标志着体育场钢结构、索结构整体状态达到了初始态。

钢索协同 创造世界首次

三亚体育场整体外轮廓平面投影为不规则的倒角五边形,五边形最长边长为262.8米,最短边长为162.4米,索结构屋顶长轴长261.8米,短轴长224米。

“钢结构拼装是按照零态进行的拼装,在临时支撑架卸载的过程中,钢结构平面的椭圆形有向外张的趋势。根据模拟计算是向外张48毫米,实际测量向外张了52毫米,与模拟计算基本吻合,在允许偏差范围内。”城建六公司体育场项目总工程师张兵说,钢结构吊装完成后体育场钢结构是达到了零状态,临时支撑架卸载后呈中间态,索结构张拉完成后,索结构与钢结构共同作用达到初始态,也就是设计要求的体育场钢、索结构达到的最终形态。

索结构采用双层轮辐式索桁架结构体系,由一道上拉环、一道下拉环、一道压环梁、52组内环交叉索及沿环向布置的52榀径向索桁架组成。

索桁架结构全部采用了国产高钒密闭索,最大直径达到了120毫米,是国内综合性体育场建设中使用的最大直径。采用的G10MnMoV6-3+QT2铸钢索夹也是国内第一次运用到建筑当中。
更有科技含量的是,上下环索间的交叉索采用了碳纤维索,这是碳纤维材料在国内外首次应用于大跨度空间结构,实现了新材料应用的突破。碳纤维(CFRP)索设计长度19米,抗拉强度达到300吨,直径小、破断力大,能有效降低索体直径及重量。

“体育场项目索结构材料的选择很恰当,国产高钒密闭索以及碳纤维索等材料组合使用,可以将它们各自的特点与功能发挥好,共同服务整个索结构。”集团公司副总经理、总工程师张晋勋在体育场项目现场调研时说。

挑战极限 8组24人同步张拉

根据索结构采用的双层轮辐式索桁架结构体系,项目部采用低空无应力组装、空中牵引提升、高空分级同步张拉的方式,分七步进行施工。为了保障实际施工过程更加顺利和准确,在施工之前用软件进行了施工全过程模拟分析,按照分析结果对各个施工阶段索力及位移进行了监测。

5月20日,具备索结构施工条件后,开始进行场地平整(硬化),5月24日进行胎架搭设,5月30日开始布上、下径向索及上环索,7月6日第一次提升,提升到距离胎架约15米的时候开始布下环索,8月4日上径向索与锁孔耳板距离达到13米时进行了整体脱胎,然后进入提升阶段。


“为了加快索结构的施工进度,项目部与分包单位精心组织、多方协调,投入劳动力120人,大型机械8台,24小时不间断施工。最终,用时90天,完成了近14000米、约2300吨的索结构施工。”城建六公司三亚体育场项目经理王洋说。

同步张拉是索结构施工过程中最难的部分,同步观测和索力的同步控制是同步张拉施工中最大的难点。由于是分级同步施工,所以要保证操作泵的8个工人、16根索同步张拉到位。“之前索结构施工有成功经验,但是104组索体同步张拉在国内还是第一次。208台千斤顶同时应用,这个是第一次。”项目总工张兵说。

索提升主要是靠油泵的油缸伸缩,伸缩一次提升200毫米,单次控制在3分钟内,可以完成一个行程的施工。“张拉到位,可以进行下一个行程。”索长、索力检测合格后,屋面人员对下方的油泵操作员喊出这句话,一个行程结束。

“上下层索网径向索各52根,我们张拉的方式是分4批同步张拉,每批使用8个泵站,控制16根径向索,进行同步分级对称张拉。每个泵站设1名油泵操作人员和2名销接操作人员,3人为一组,8组同时进行。每次提升两个行程400毫米,每一批次16根径向索提升完后,按顺时针方向对称提升下一批次的16根索。”项目副总工李彬说。

辛勤付出 收获满满

为了保证工程能够顺利完成,春节后、疫情期间,两名专业设计师,以及钢、索、膜专业施工单位的工程师来到三亚现场办公,面对面地进行深化设计。经过26天的日夜奋战,钢结构、索结构、膜结构所有图纸及深化设计得以全部完成,为构件加工和现场安装提供了技术保证。

“完成这次钢、索结构的施工,我们积累丰富了经验,项目部已经总结、申报了一批专利成果,发表了一些专业论文。”项目总工张兵说。

安全生产是索结构施工管理的重点。“在索结构施工过程中,安全管理系数难度相当大,张拉与提升都处于高空施工作业状态。现场3名安全管理人员,面对这样极大的挑战,我们做到了安全生产零失误、零伤亡。”体育场钢索膜结构小组安全员贾栓宝说。

质量管理也同样一丝不苟。罗运斌是体育场钢索膜结构小组的质检员,负责质量检查工作,一天上内环梁3趟、转3圈是常态。“为了严把质量关,我们每天都到现场进行技术质量检查检测工作。虽然过程很辛苦,但是我们有很大的收获,对自己的业务能力也有很大的提升。”罗运斌说。

“这个夏天,我们经历了许多感人的故事。通过体育场的建设,我们培养了一批敢挑重担、敢打硬战的年轻队伍。”体育场项目经理王洋说,体育场工程使用碳纤维(CFRP)索,实现了新材料的突破,钢结构、索结构创造了三个国内首次,一个世界首次。下一阶段,三亚亚沙会项目集群全体参施人员有信心、有决心圆满完成三亚亚沙场馆的建设,为三亚亚沙会的召开、为海南自贸港建设做出应有的贡献。

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