廣州亞運自行車館建筑施工實施多項科技創(chuàng)新 　　繼北京奧運、上海世博后又一受世人矚目的盛會――廣州亞運會即將拉開大幕。作為亞運會比賽場館的大型現(xiàn)代化自行車館逐步顯現(xiàn)廬山真面目，施工成果得到相關各方很高的評價。施工單位上海寶冶集團在工程施工中以低碳、環(huán)保的先進理念所進行的多項創(chuàng)新受到了各方的贊譽。
　　廣州亞運會自行車館是中國最大的自行車館，是作為自行車王國的中國在亞運會上向世界所作的形象展示。其鋼結構屋蓋為局部雙層的單雙層網殼結構，結構獨特、新穎，造型酷似自行車運動員的頭盔。整個屋蓋平面呈橢圓狀，長軸跨度為147米，短軸跨度為120米。該項目最大的亮點為鋼屋蓋中部的單雙層穹頂網殼部分，將屋蓋單雙層結構混合在一起，在網殼結構設計上創(chuàng)造了先例。屋蓋形狀獨特、新穎，具有形式多樣的節(jié)點及數(shù)量眾多、相互交錯、鱗次櫛比的桿件，且各桿件在三維空間中的角度十分復雜，雙曲的構件比比皆是。
　　正是由于廣州亞運會自行車館大跨度的單雙層混合型網殼其結構及受力機制復雜，在國內尚屬首次，開發(fā)出適合該種結構特點的安裝施工工藝，使結構符合設計要求，這是一個重大的創(chuàng)新課題。中冶寶冶集團在該項目施工中成立專門小組，經歷了項目立項、項目研發(fā)、方案實施、項目總結、結題鑒定的多個階段，有效地進行科技創(chuàng)新。
　　對于這樣的大跨度網殼結構，其安裝難度非常大，寶冶項目科技開發(fā)小組開發(fā)的目標非常明確：一是確保安裝精度；二是減少高空作業(yè)量；三是減少支撐胎架的使用量；四是縮短工期；五是降低施工成本。
　　寶冶集團在亞運自行車館施工中，以低碳、環(huán)保，提高工程質量和施工效率的理念，成立了“單雙層混合型網殼安裝開發(fā)技術研究”科技攻關研發(fā)小組。認真研究、開發(fā)，并在工程實踐過程中不斷克服各種突發(fā)性難題，最終形成了成熟的施工技術，使項目安裝技術得以成功實施，并達到預期的效果，該安裝技術針對性強，對網殼結構支撐胎架的布置、桁架的分片方式、安裝順序、焊接應力的消除及合攏口的選擇、加勁桁架的連接節(jié)點的優(yōu)化等方面具有獨到的處理和創(chuàng)新，對今后的類似工程具有很高的借鑒價值。
　　
　　關鍵技術與亮點主要有以下幾大方面：
　　創(chuàng)新之一――立柱與橫梁相互結合的臨時支撐體系。
　　按照常規(guī)思路，自行車館各桁架吊裝單元必須設有臨時支撐胎架，在各桁架單元節(jié)點均應設置有豎向支撐胎架。而自行車館鋼結構屋蓋的桁架吊裝單元數(shù)量達44個，按照每個桁架單元的支撐胎架數(shù)量為2個，每個支撐胎架長度取30米，則整個項目的臨時胎架數(shù)量將達88個，胎架總重700多噸。為此寶冶對臨時支撐體系進行系列優(yōu)化，并經周密受力計算驗證后，最終確定采用立柱及橫梁相結合的支撐體系，這比傳統(tǒng)的方式更科學、更合理，經調整之后，胎架實際需要總長度、總重量減少約百分之四十。此形式的支撐胎架不但節(jié)省了施工成本，而且沒有減少結構構件的支撐點，還大大增強了支撐體系的整體穩(wěn)定性，避免了結構安裝過程中出現(xiàn)安裝次應力。另外在單層網殼中部設置橫梁后，可以利用橫梁鋪設安全網，為作業(yè)安全提供強有力保障，可謂是一舉多得、低耗高效。
　　創(chuàng)新之二――科學合理的吊裝程序
　　廣州亞運會自行車館屬于閉合的體育館結構，館內結構布置有大量樓板，吊機等機械無法入內�？紤]到自行車館結構中的環(huán)形約束桁架的剛度及強度較大，環(huán)形約束桁架閉合之后，會形成“箍”的作用，對整體結構的穩(wěn)定及受力非常有利，因而結構安裝方式采用的是大型吊機進行跨外吊裝，寶冶根據自行車館建筑結構自身特點，對所要吊裝的各桁架和構件進行單片的結構計算分析，畫出單元的應力圖、位移圖，保證安裝方法符合結構受力要求。合理劃分出各個單元，在各單元劃分好之后，科學合理的安裝程序是項目得以順利實施的一個關鍵，結合現(xiàn)場實際，以環(huán)形約束桁架、徑向桁架、單層網殼、加勁桁架、裝飾構架的先后次序進行施工，不采用常規(guī)的高空散裝法，而是分條、分塊進行安裝，有利于地面拼裝與臨時支撐搭設，也有利于為交叉施工留出作業(yè)面，減少了高空作業(yè)量，完全實現(xiàn)了對質量、進度、成本的有效控制。
　　
　　創(chuàng)新之三――采用門型板連接工藝
　　廣州亞運會自行車館網殼結構由大量的圓型管管管相貫而成，所有的連接方式均為焊接，并且焊縫大量交叉，該種結構自身的焊接應力相當大。為了使得如此大的焊接應力得以順利釋放，寶冶項目技術開發(fā)小組對傳統(tǒng)的高強螺栓連接點進行了改進，在合攏口處采用“門型板”的連接工藝。
　　門型板工藝的優(yōu)勢：一是在控制焊接收縮、釋放焊接應力方面，高強螺栓連接節(jié)點依靠螺栓孔的間隙進行調節(jié)，調節(jié)量有限。門型板連接節(jié)點一端滿焊，另外一端自由，調節(jié)能力強，對焊接應力釋放更有利，確保了工程質量；二是傳統(tǒng)的高強螺栓連接節(jié)點構造相對復雜、施工難度大，門型板連接節(jié)點的自我調節(jié)能力強，施工速度快；三是門型板使用之后可以循環(huán)利用，高強螺栓不可重復使用，因此門型板在施工成本上有利。自行車館項目對接口共有180個，每個對接口按照8副高強螺栓連接副計算，每副連接副成本約500元，整個項目共可節(jié)約成本70多萬元。
　　創(chuàng)新之四――旋轉就位的安裝方式
　　廣州亞運會自行車館鋼結構屋蓋在主結構上部設計為飄帶狀，飄帶由座落于屋頂?shù)?88個支座進行連接。各支座的角度均不一樣，沿著空間曲面在不斷地變化。此部分結構是整個項目安裝中最為艱難的一環(huán)，若直接按照原設計意圖進行施工，即先把各支座單獨就位好之后，再對各支座間的構件進行補檔，其安裝精度及速度均無法保證，根本就無法實施。寶冶項目技術開發(fā)小組經過反復研究和探討，最終提出“旋轉就位法”的構想，通過巧妙的處理和連接后，結構中連桿與支撐的連接點是活動的，使得支座在高空就位時可以前后、左右自由調節(jié)，保證上下節(jié)點均座落于設計指定位置。該旋轉就位安裝方式技術獨辟蹊徑，實用可行，是加勁桁架安裝的首選方案。對此設計院及業(yè)主等均為寶冶的精湛安裝技術及巧妙的安裝構想所折服，并予以了高度肯定。
　　寶冶集團在廣州亞運會自行車館147米大跨度網殼結構施工中，克服了施工過程中的重重技術難題，最終保質、保量、如期完成工程施工。成功實現(xiàn)了網殼結構由外力支撐體系向自由支撐體系的轉換。通過華南理工大學全過程的應力、應變監(jiān)測、分析，得出結構應力變化平緩，應變值合理，結構的實際狀況與理論狀態(tài)接近，達到預期的設計效果。該安裝技術的成功開發(fā)不僅為寶冶集團今后進行類似項目的施工提供技術指導和借鑒，而且填補了國內在單雙層混合網殼這一領域的技術空白。其安全可靠性、技術先進性、經濟適用性受到了業(yè)主、設計部門、監(jiān)理部門及行業(yè)內專業(yè)專家的一致好評。

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