百花齊放系列專題二:天若放晴,“小蓮花”自盛開
點擊數: | 發布時間:2019-03-02

  作為特級、特大型建筑的T1決賽管具有國際一流的鋼結構屋蓋,它的最大特色是屋頂8花瓣可以根據天氣情況開合,真正實現晴雨館功能。如今錢塘江畔的小蓮花儼然成為杭州亮麗的風景線,花瓣形屋面構造使得整個場館富有靈性,一開一合極盡比擬花瓣自然形態。伴隨著世界短池游泳錦標賽的舉行,T1決賽管向世界展示著獨特的美。

1 總體概述

  杭州市奧體中心網球中心T1決賽館為特級、特大型體育建筑,總建筑面積27 448m2,最高標高37.96m,地下1層、地上3層、局部1層。T1決賽館看臺附屬用房為鋼筋混凝土框架剪力墻結構,平面為圓形,外徑110m、內徑55m,室外2層平臺為鋼筋混凝土框架。固定屋蓋和開啟屋蓋為空間管桁架結構體系,最大管徑為610mm×30mm,總用鋼量約5 000t固定屋蓋由24片管桁架花瓣構成,外邊緣直徑133m,開口直徑60m,懸挑長度26m。開啟屋蓋由8片葉瓣組成,懸挑長30m,單片葉瓣最重130t,通過開閉系統與固定屋蓋連接。金屬屋面造型呈花瓣形,屋面處基本構造由直立鎖邊鋁鎂錳合金屋面板、鋁合金固定支座、保溫巖棉層、玻璃棉、吸聲無紡布、壓型鋼底板等組成,立面處采用穿孔直立鎖邊鋁鎂錳合金板和鋁單板系統。

2 施工特點和難點

  1)決賽館鋼結構罩棚用鋼量達5 000t,結構形式為雙曲面,桿件數量達10 000多根,鑄鋼件節點達48個,體量大,節點構造復雜,加工、焊接難度大,精度要求高。

  2)固定屋蓋、開啟屋蓋均為異形桁架結構,均需在現場進行拼裝,拼裝工作量大,精度要求高。

  3)旋轉開啟屋蓋由8片葉瓣組成,懸挑長度達30m,單片葉瓣最重達130t,安裝高度40m,面積為2個籃球場,為國際一流、國內獨一無二的鋼結構屋蓋,從設計、制作及安裝精度上都提出了極高施工工藝要求。

  4)開啟機械系統聯系固定屋蓋和活動屋蓋,并將活動屋蓋荷載傳遞至固定屋蓋,是實現屋蓋開合功能的核心,如何保證系統安全、穩定運行是本工程的關鍵。

  5)鋼結構和屋面維護系統施工過程中產生的變形對機械設備影響大,在施工過程中合理地規劃安裝順序和路徑,保證機械部件安裝精度,采取適當措施防止設備變形和損壞在本工程中顯得尤為重要。

  6)本工程鋁鎂錳直立鎖邊板有直形板、縮腰板等,直立鎖邊板為現場加工,現場加工精度要求高、質量要求高。這些特殊板材加工制作及運輸是本工程的重點和難點。

  7)本工程雙曲造型各異,在節點處銜接復雜,防水難度大是本工程的重點和難點。

3 深化設計

  據本工程特點,分別選擇AutoCAD和芬蘭TEKLA軟件進行鋼結構數字化建模及詳圖設計,確保深化設計的效率與準確性。同時運用設計施工一體化技術,在設計過程中充分考慮構件制作工藝及現場安裝所需的臨時支撐、加固等措施,為后續施工夯實基礎。由于結構特殊性,利用技術上的優勢,采用SAP2000ABAQUS軟件進行結構施工工況分析及節點深化設計驗算。

4 加工制作

  本工程主要構件為異形空間管桁架,桿件多為單向或雙向彎曲圓管,工廠制作時桿件采用進口6位數控相貫線切割機下料,保證切割精度。雙向彎曲桿件首先采用中頻渦流電加熱的方式對其中一個方向進行彎圓,然后采用胎架火攻的方式對另外一個方向進行彎圓。桿件出廠前在工廠進行循環實體預拼裝,對拼裝精度進行檢驗,合格后散件發貨至現場。

5 現場施工

  依據現場施工條件及結構形式,采用分段吊裝方案進行現場安裝,根據施工內容和工序的不同劃分,施工階段。

  1)柱間支撐施工階段  根據主次順序自然分段,采用250t汽車式起重機隨土建施工進度依次安裝。

  2)固定屋蓋施工階段  固定屋蓋共24片花瓣,單片花瓣劃分為落葉桁架、懸挑桁架和環桁架3部分,首先采用1300t履帶式起重機場外吊裝落葉桁架,50t汽車式起重機輔助補桿,然后采用場內1350t履帶式起重機、場外1300t履帶式起重機分別吊裝環桁架、徑向懸挑桁架。環桁架施工過程中設置支撐架進行臨時支撐,相鄰架體間設置平面桁架連接一體,同時拉攬風繩,加強平面外的穩定。

  3)開閉系統開啟屋蓋和金屬屋面系統立面部分穿插施工階段  固定屋蓋安裝完畢,最后在開啟狀態逐區穿插安裝開閉機械設備和活動屋蓋,開閉系統安裝主要包括與固定屋蓋連接設備、與活動花瓣連接設備2部分。首先安裝固定屋蓋上方設備及曲梁,調整至設計位置臨時固定,然后采用場內、場外350300t履帶式起重機分塊吊裝開啟屋蓋。在就位過程中可靠連接機械設備和開啟屋蓋。與此同時,在標高30.500m以下搭設管桁架,同步安裝墻面及屋面系統,現場采用75t汽車式起重機吊運材料,鋁單板現場制作成單元板塊后再進行安裝。

  4)支撐架卸載階段  鋼屋蓋和開閉系統安裝完畢,采用液壓千斤頂同步卸載工藝進行支撐架同步分級卸載,卸載完成后,采用250t汽車式起重機拆除支撐架。

  5)金屬屋面系統屋面部分施工階段  卸載完成后首先進行固定屋蓋標高30.500m以上的屋面系統安裝,然后將開啟屋蓋分8個施工區域,逐區安裝。最后進行周邊收尾及清理,屋面材料由75t汽車式起重機吊運至高空材料堆場,人工搬運至施工區域安裝。

  6)開閉系統總調試階段  機械設備安裝完成后按照預先制定的流程和步驟進行整體高空聯動調試,優化控制程序和參數,確保開閉系統安全、穩定運行。

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