鹦鹉螺状单层钢网壳结构施工技术
石文井
（中建八局钢结构工程公司，上海210046）
[摘要]青岛东方影都展示中心工程设计为鹦鹉螺状单层钢网壳结构.其构件制作、现场测量定位、支撑胎架设置、大梁安装、卸载均为施工重难点，且工程工期较紧，尤其是弯曲大梁对定位、吊装等要求严格.结合工程实际情 况，介绍了构件制作、测量定位、网壳结构施工等关键施工技术.实践证明，采用本技术施工，鹦熟螺完成后结构曲线柔和优美.
[关键词]钢结构；网壳结构；悬换网壳；弯曲大梁
[中图分类号]TU758.11 [文献标识码]A
[文章编号]1002-8498（2015）21-0117-03
ConstructionTechnology ofNautilusShapedSingle-layerSteel ReticulatedShellStructure
Shi Wenjing
(Sel Strutae Comany f Chin Conrctin Eighh Engineering Dirion Co.Ld. Shanghi210046 Chin)
Abstraet; Qingdao Oriental Cinema Exhibition Center project is designed as nautilus shaped single-layersteel reticulated shell structure. The construction difficulties including ponents manufacture in-sitemeasuring and location support jigs setting beam installation unloading and tight construction time especially the strict requirement on curved beams location and installtion. Based on the actualconditions the key construction technology of ponents manufacture measuring and location shellstructure are introduced. It proves that the structural lines curves can be realized ideally.
Key words ;steel structures; shell structures; suspend shells; curved beams
1工程概况
青岛东方影都项目占地面积376万㎡²、总建筑面积540万m²，包括影视产业园、电影博物馆、影视会展中心等多个项目.展示中心工程是东方影都群体项目中的第1个项目，主体建筑设计为“鹦鹉螺”，网壳结构由9片独立的网格结构和穹顶组成， 其支撑体由1，2层钢框架结构及中间弯曲大梁组成，钢柱支撑区域网壳结构通过柱顶树权结构支撑，网壳之间采用空间扭曲管桁架连接，网壳与大梁通过箱形杆件连接，网壳与钢管柱通过柱顶树权结构进行销轴连接.其整个网壳结构共有9000多个杆件，4300多个节点，网壳效果如图1所示.
图1建筑效果示意Fig.1Architectural effect
2）现场安装测量、定位网壳杆件多、节点多，而且都需要空间点坐标进行定位，安装难度大.解 决措施为通过模型拉出空间点坐标，做好定位标识，现场精确测量，过程中进行跟踪测量.
2工程重难点
1）构件制作构件制作时需要定位空间坐标，制作精度要求高，加工难度大.制作构件时需通过不同的胎架来定位各空间点坐标.
3）支撑胎架设置网壳存在大跨度吊装区域，安装时需设置整体支撑架平台.
无任何支撑.大梁根据吊重情况分段吊装，底部设 4）大梁安装大梁构件质量大，跨度大，中间
置临时支撑胎架.
4测量定位
体跨度大，安装完成后卸载顺序复杂.在进行卸载 5）整体结构安装完成卸载网壳结构异形，整前，由专业人员对每一步卸载进行验算分析.
4.1弯曲大梁定位
弯曲大梁成环形布置，各段大梁的空间定位难度大，首先在计算机中模拟定位弯曲大梁的空间位置，将弯曲大梁分8段个空间坐标点进行控制，其中大梁中间布设一个控
6）工期紧单层网壳结构施工定位难度大，吊装单元多，现场焊接量大，制作安装工期仅75d.
3构件制作
图3网克结构分片示意structure
3.1三维扭曲梁制作
屋顶的三维扭曲梁的制作相当复杂，由于构件的特殊性，无法通过软件展开给出具体的定位尺寸，为此采用全地模三维胎架搭建制作此类型构件.由于每根扭曲梁构件长度都在30m以上、本项 目工期过于紧张且扭曲梁的制作周期又较长，必须在第一时间将的胎架全部同时放样拼装，将会导致胎架用量增大，不能重复利用，地模采用30mm约350t，由于扭曲梁构件质量大，箱体截面为1200 钢板铺设，总铺设面积约1400m²，地模钢板铺设量x600×35，地模上采用的支撑架由HW300×300×10×15制作，地模支撑点最低为500mm高度起，最高约有6.5m，型钢支撑约需1500m，质量约130t.地模在铺设后板面上要焊接型钢支撑点，焊接数量多且密，承重又大，这批地模在使用后会变形严重， 在修正扭曲梁角度时还会在地模上面焊接手拉葫芦的接力吊耳，胎架拆除后该批钢板无法再次利用.铺设地模时，在原地坪上打洞植人钢筋，这样大面积的地模铺设将原有厂房内地坪破坏严重，在构件的弯扭度与设计一致，的胎架定位全部采 胎架拆除后，地面将要重新进行平整浇筑.为确保用全站仪及水准仪放样定位.屋面扭曲梁平面如图2所示.
制点，大梁两端各布设一个控制点，采用激光扫描仪、全站仪及精密水准仪进行空间定位（见图4）.
图4弯由大梁安装测量定位
Fig. 4 Installation measuring for position of curved beam
4.2网壳定位
9片网壳在钢结构制作厂分片制作，每片再划分若干小单元制作，运至现场进行组装，待1片网架拼装完成后进行吊装，网壳成曲面布置，测量精度 直接影响网壳对接的焊接质量和网架的合龙精度，网壳安装测量采用激光扫描仪、全站仪及精密水准仪空间三维坐标定位的方法进行，具体如下.
1）网壳单元吊装前做好端口控制点标识，其位200mm处：②控制点必须在此面的中心线上. 置是：①校正时便于观测的端口表面且离端口
3.2网壳制作
网壳为空间结构体系，加工时需针对每一个杆件进行空间定位，面且由于本项目工期较紧但网壳的加工图2星面扭曲梁平面示意定位胎架无法重复利 周期又较长，故设计的Fig.2Roof twisted
2）网壳单元起吊后，根据网壳单元各端口高差数据预调出网壳安装角度.
3）网壳单元安装过程中利用全站仅实施端部控制点三维坐标测量，将端部控制点实际坐标调到设计坐标值.
beam plan
4）网壳单元定位后，在加固过程中考虑焊接因素应进行跟踪测量，随时观测网壳单元变形情况，进行焊接校正，待加固完成后再进行复测工作并记述步骤直至满足要求. 录偏差.如偏差值超出规范允许值则反复进行上
用，胎架使用数量非常巨大，地模胎架由规格为H200×150×6×8的H型钢及L60拼装而成，胎架搭设完全依据网壳的外形尺寸定位设置，胎架下方用钢量约750t，网壳制作过程中为加快加工进度及 铺设20mm的钢板，总铺设面积约7000m²，胎架总覆盖起重机吊装盲区，工厂租用25：汽车式起重机；网壳制作过程中同时采用了管网定位技术.网壳结构制作分片如图3所示.
5网壳结构施工
5.1竖向网壳结构施工
竖向网壳结构无任何竖向支撑，安装时必须依靠现场设置的临时支撑、安装着力点及位置调整支
万方数据
点.网壳由下往上逐层安装，1~8号单元网壳之间 通过圆钢管进行连接，周围的单元网壳按此工序同步施工，竖向网壳结构划分为69个吊装单元进行安装，因网壳自重原因，网壳安装时容易向外侧倾斜，现场必须根据原有结构，设置临时支撑供网壳受力之用，临时斜撑选用HN400×200×8×13热轧型 钢，拟通过外围钢柱及2，3层悬挑钢梁沿建筑物周边设置；着力构件需根据网壳坐标点选用规格为150×150×12的箱形构件即可，此构件设置在临时斜撑上，并在其外侧端部做好定位标识，以便网壳单元吊装时直接以定位标识为准完成单元网壳的 精确定位工作，临时斜撑与着力构件如图5所示.
图5临时斜撑与着力构件设置示意Fig.5Temporary diagonal brace and force ponent
5.2大梁支撑区域网壳结构施工
此区域的网壳结构需由下部大梁承受荷载，故在网壳施工前必须先完咸大梁施工.此施工阶段需搭设临时支撑胎架供大梁及网壳安装之用.屋面大梁整体安装流程可先进行三角区域部分钢梁的安装，由钢柱端向中间进行安装.待三角区城屋第1根屋面钢梁立于下方3根钢柱之上，可分3段 面大梁安装完成后，进行三角区域内部曲梁安装.进行安装.钢梁吊装就位后先进行临时固定，后从一端向另一端进行焊接.当网壳结构安装至第4阶段时，该部分无法依附框架结构，采用与安装屋面分段形式，将临时支撑点尽量布置于支撑胎架的钢 大梁相同的办法进行安装.根据网壳结构单元的柱上；如无法布置在钢柱上，将支撑点布置于钢梁上，下方加设斜撑进行加固.
临时支撑架各处最高点距上部网壳结构最近处约0.5m，临时支撑架顶部与网壳结构高差较大的 地方，采用在临时支撑架上搭设满堂脚手架，以脚手架作为安装工人的操作平台使用.网壳结构施工时临时支撑胎架布置如图6所示.
5.3悬挑网壳结构施工
悬挑网壳自门厅桁架向外最大悬挑约16m，且下方无临时支撑胎架，该部分网壳施工均采取搭设
6结语
参考文献：
图6网壳结构施工时临时支撑胎架布置
Fig.6Temporary support layout in shell construction
满堂承重脚手架作为临时支撑及操作平台.在满堂承重脚手架搭设完成后，采用75t汽车式起重机及TC7525塔式起重机配合，分片进行吊装.悬挑网壳结构共计分为9块按照从低往高的顺序依次进 行安装工作，分块单元下方设置临时承重脚手架支撑体系，待分块单元吊装到位后，利用承重脚手架作为操作平台进行构件的调整定位工作，校正到位后及时固定.
青岛东方影都展示中心工程吊装量大，配备起重机最多达22台，其中塔式起重机2台，汽车式起重机20台，可360°同时起吊，十大网壳区域同时装拼.钢柱、钢梁吊装数量达到650件，网壳穹顶直径15m，高5.1m，穹顶距地面高19m.由 分片吊装达到1100余件.“鹦鹉螺”顶部中心的10片椭圆形桁架组成.钢结构加工和安装难度最大的是弯曲大梁，总长203.4m，总质量241.7t，共23段，最重的一段12t.最后吊装的螺口桁架跨度34m，共3节，重15t，最高处23.1m.难点在于螺 口脚手架要达到阶梯状，完全符合弯曲大梁弧度的要求，工程完工后结构曲线完美柔和，成为青岛又一地标性建筑物.
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