山东莱州电厂圆形储煤场屋面网壳设计与施工
严伟忠，周观根，严永忠，陈建其
（浙江东南网来股份有限公司，浙江杭州311209）
[摘要]讨论了山东莱州电厂厨形储煤场屋面网壳的结构计算分析、风荷载取值、支座形式等问题.根据该工程的特点对支座边界条件进行分析，采用包络法组合计算分析以确保网壳结构安全.同时对网壳施工安装采用小拼单 元悬挑法施工进行了详组论述.
[关键词]钢结构；屋面；网壳；边界条件；支座形式；施工技术
[中图分类号]TU758.11 [文章编号]1002-8498(2014)08-0070-03
[文献标识码]A
DesignandConstructionofLatticedShellRoofoftheCircular Coal Yard Storage in ShandongLaizhou Electric Factory
Yan Weizhong Zhou Guan’ gen Yan Yongzhong. Chen Jianqi( Zhegjiang Southeae Space Frume Go. Iad. Hangzihiou Zhrjiang 311209 China)
Abstract ;In this article the authors discuss the structure calculation analysis wind load and supportslyles etc. on the latticed shell roof of the circular coal yard storage in Shandong Laizhou ElectricFactory. Based on engineering characteristics the authors analyze support boundary condition calculatethe shell structure* s safety with envelop method. At the same time the authors show in detail the latticed shell installation method of the little assembly element cantilever.
Key words ;steel structures; roofs; shells; boundary condition ; support style; construction
2网壳结构设计特点
1工程概况
（见图1），圆形煤场屋盖下部采用环形混凝土挡墙，壳，结构跨度123.85m，网格厚度3.5m，结构矢高 屋面结构采用螺栓球节点正放四角锥球面网屋盖采用空间网壳结构，煤场内部设置围绕中心柱5lm（见图2）.网壳采用下弦多柱点支承方式，支座中心沿周长布置在混凝土扶壁柱上，每10°设一支座，共36个支座.根据支座布置及矢高，壳杆件环向长度为3.8m、径向长度为4.2m，杆件总数为 10864根，球节点为2722个，其中36个支座处节点设计采用焊接球，其他球节点均为螺栓球.单个网壳的投影面积为13173m²，展开面积为21928m².为达到更好的通风效果，在网壳顶部设置420m的通风气楼，在扶壁顶部与网壳底部间设置2m高通 风百叶窗.
山东莱州电厂储煤场共有相同的2个圆形煤场回转的慧肾堆料机和悬肾式取料机.每个煤场内径120m，最高点标高在70m左右，满足圆形煤场内 设备使用要求.煤场室外地面标高-0.300m，环形混凝土挡墙顶标高17m，挡墙上设短柱支撑网壳，柱顶标高为18.25m.
该工程网壳结构所承受的荷载类型主要有静荷载、活荷载与风荷载，同时考虑温差及地震对网壳结构的影响.由于该煤场存在大面积堆载，设计时还考虑因堆煤侧压力及网壳支座推力等产生的 水平位移量而引起的杆件附加应力；另外，还考虑因支座垂直位移而引起的杆件附加应力.本工程考虑的荷载参数如下.
图1煤场网壳工程照片
Fig. 1 Photo of latticed shell in some coal factory
图2网壳结构Fig. 2 Structure of latticed shell
1）静荷载屋面静荷载0.25kN/m²，网壳自重由计算程序自动形成.
2）活荷载屋面活荷载0.50kN/m²，雪荷载0.40kN/m²，根据规范屋面活荷载与雪荷载不同时 考虑，只需取大者.
3）温度作用根据本工程所在地的自然条件考虑合龙温度10-15℃，设计温度差考虑-20~35℃.
10%的平均土条件下的地震基本烈度为7度，设计 4）地震作用本工程场地50年超越概率为地震动峰值加速度为115.6cm/s，地震动反应谱特征周期为0.37
5）风荷载基本风压0.60kN/m²，风振系数β取1.4，风荷载体型系数根据风洞模拟试验报告取10300/ 取值，其中：为计算点离地面高度.根据风润试验测点布置，网壳结构上的测点分为8个组.其中第2-8组测点均为环向分布，同一组测点标高相同，第9组测点中9-1测点位于网壳顶点，9-2-95测点标高相同.故据此可以得到每个测点的风压 高度变化系数如表1所示.
考虑到该工程所处地区为A类风场，结构高度高且风荷载大，风荷载在此类结构设计中会起到重
表1各测点风压高度变化系数Table 1 Wind pressure height coefficient at each measure point
侧点组号 离地高度：/m 风压高度变化系数风9-2 9-5 9-1 67.55 67.20 2. 181 2 2. 178 58 64.34 2. 155 97 6 62. 45 58.57 2. 140 5 2. 107 84 52. 14 43. 86 2. 049 8 1. 966 53 33. 99 1. 849 82 22.85 1. 681 6
要作用.由于该工程有相邻的2个煤场，故输人风荷载时需考虑2个煤场的相互干扰情况.根据风洞 试验报告共输人无干扰情况下8个方向的风荷载及有干扰情况下7个方向的风荷载，共计197种工况组合参与荷载组合计算.
网壳设计同时考虑3种边界条件情况：①网壳性支承：2对网壳支座的径向释放，环向及竖向约 与扶壁柱一起参与整体计算，扶壁柱作为网壳的弹束，网壳单独计算：③网壳支座设为不动饺，网壳单独计算.对以上3种情况分别进行组合计算，得到杆件的最不利内力.本工程支座形式最终采用径 向可滑、切向固定的成品抗震球铰支座（径向水平承载力为50kN，切向水平承载力550kN，径向水平允许位移为±50mm）.
由于网壳的径向杆件为主要的受力构件，主要是将荷载传递到周圈的支座处，上弦径向承受压 力，中间区域受力较大，下弦径向杆件也是以受压为主，越靠近支座处压力越大，故网壳计算好后支座处的径向杆件截面再人为地进行加大.由于此工程有输煤要求，在网壳球面上需局部开孔.开孔件受力增大，故对开孔处杆件截面进行了加强.根 对球面网壳的整体受力影响较小，但在开孔附近杆据计算结果知杆件最大拉力为727kN，最大压力为821kN，结构最大挠度为55mm.
根据结构计算分析结果，网壳杆件规格为75.5×3.75-6219×8，结构杆件采用高额焊管或 无缝钢管，钢管为Q235B.螺栓球规格为Φ120-300，支座处焊接球规格为WSR400×16，螺栓球钢.高强螺栓规格为M20-M56，选用《合金结构钢}GB/T3077-1999 中的 40Cr 和 20MnTiB.
由于该工程所在地位于海边，对构件除锈防腐有很高要求.一般构件防腐蚀处理方法有2种：①）按常规构件除锈处理后再涂刷防腐油漆，使其达到
一定的使用周期：②除锈后再镀锌处理.本工程采安用对构件防腐性能更好的镀锌做法，网壳杆件采用及时处理.整体安装后，作一次全面检查和测量， 热镀锌，镀锌含量≥275g/㎡²，螺栓球、支座及其他配件采用电镀锌.
安装3-4圈再作一次全方面复检，以利于发现问题确保不留任何问题.6螺栓球节点的高强螺栓应拧紧到位，不允许套简接触面有肉眼可观察到的缝隙.
3网壳结构的安装
本工程网壳安装采用悬挑法进行施工，此方法安装网壳时，每一周需要形成闭合、整体后才能进 行下一周圆环的安装.上面一圈网格的安装以先前安装好的下面一圈网格为支架和基础，进行小拼单元安装.需要对该网壳结构的施工过程进行计形以及杆件的应力有无超过设计值进行验算. 算分析，即对在网壳逐圆安装时网壳结构有异常变
本工程煤场网壳结构具有施工面积大，安装高度高（最高点在70m左右），高空作业多，施工时受 风影响大等特点，因此网壳与屋面施工难度很大.针对本网壳工程的特点决定采用小拼单元悬挑法施工，施工现场各阶段安装照片如图3所示.
4结语
1）球面网壳结构跨度大、高度高时风荷载是主要荷载，对这种形状结构的风荷载体型应进行风润试验，根据试验报告进行取值，特别应考虑两煤场 的干扰情况.
2）支座节点的设计是大跨度球面网壳设计中的技术关键.支座节点的构造应与结构设计中的计算假定符合.
3）当网壳结构位于海边且用于煤场等有腐蚀性的结构中时，应当采用较好的防腐措施.
4）大跨度球面网壳在施工条件具备时，采用小拼单元悬挑法施工可以取得明显的技术、经济效益.
图3现场安装照片
Fig. 3 Installation photos on site
参考文献：
悬挑法安装即利用网壳自身刚度，自下而上递进、由外向内合龙的安装方法，属于内扩型施工方 法.采用此方法安装网壳时，每圈网格需要形成闭合整体后才能进行下周圆环网格安装.上面一周网格的安装以先前安装好的下面一圈网格为支架和基础，进行小拼单元安装.
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网壳几何尺寸、安装误差控制及合龙措施：①由于该网壳采用正放四角锥网格结构，每圈合龙后 属于封闭尺寸，网壳自身其有足够刚性可以抵御因施工荷载和自身质量所造成的网架下挠.但在施工时必须加强监控，防止网壳节点因各种非施工原因产生位移.②采用计算机分析误差样本的方法，在深化设计中考虑由此引起的误差.③网壳安装 过程中，为使网壳在安装中随时监控网架节点下挠的数值，施工中用全站仪、钢卷尺测量高低度、水平度、几何尺寸、挠度，进行全面跟踪、精确测量，做到每圈合格，整体合格.每安装完一圈应测量其标高.用它和设计标高对比，确保节点下挠控制在允 许范围内.④一旦发现问题，根据调整后的测量数据，安装下圈网壳时进行反误差调整，确保网壳安装完成后整体尺寸精度误差达到设计要求.5每
我国最长湖底隧道工作面将全线展开
总长超过10km的“东潮通道”工程近日启动围堰三、围堰四堰内抽水，抽水完成后，我国最长湖底 隧道-东湖通道工程将全线展开施工.
“东湖通道工程按钢板桩围堰、堰内抽排水、堰内便道、围护结构、基坑开挖、主体结构浇筑等步骤施工.围堰三、围堰四抽水完成后，将为后续沿湖 路开挖及堰内便道填筑创造条件.一旦堰内便道全部拉通，施工道路与社会道路将完全分离，可最大限度减小施工对社会交通的影响.
