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大跨度 衍架结构液压提升的结构形式及工程应用

发布人:鼎恒液压机械   发布时间:2019-05-04
近年来,由于各地的经济发展,对于火车站、高铁站、飞机场、体育场馆、会展中 心等公共建筑的需求大幅度增加,这些公 共建筑大部分都对造型和体积等方面有着独特的要求,而很多 要求是混凝土结构、砌体结 构和木结构等无法满足的,因此,一些大 跨度钢结构建筑与日俱增,其应用 范围和发展前景不可估量。
1大跨度钢结构概念
在整个 建筑行业的蓬勃发展下,各种相 关技术不断提高和创新,钢结构 建筑的跨度也在大幅度增大,不断有 新的钢结构建筑打破上一个较大跨度的纪录,大跨度 钢结构发展速度极快,其结构形式日新月异,对于大 跨度钢结构的概念也随之更新,难以用单一、一成不 变的定义进行解释说明。《钢结构设计规范》(GB50017-2003)对大跨 度屋盖结构进行了定义,大跨度 屋盖结构指跨度大于或等于60m的屋盖结构,其结构 形式包括平面结构(衍架、刚架或拱等)和空间结构(网架、网壳、悬索和索膜等)。部分学 者认为可将跨度大于30m的结构 定义为中跨度结构,可将跨度大于60m的结构 定义为大跨度结构。但由于 结构形式具有多样性,各种结 构受力特征的不同,大跨度 钢结构的范围远远超出了规范定义的范围。
2大跨度钢结构种类
大跨度结构类型繁多,几乎涵 盖了所有建筑结构形式,按照整 体受力情况可以划分为三类,以整体 受弯为主的结构:平面衍架、立体衍架、空腹衍架、网架、组合网 架以及与钢索组合形成的各种预应力钢结构;以整体 受压为主的结构:实腹钢拱、拱形结构(形式同 平面衍架或立体衍架)、网壳、组合网 壳以及与钢索组合形成的各种预应力钢结构;以整体 受拉为主的结构:索宵顶、悬索结构、索衍架结构等。按照空 间形式可以划分为二类,平面结构和空间结构。
3大跨度 钢衍架结构形式
大跨度 钢衍架结构一般指跨度超过60m,杆件所 用材料为钢材的衍架结构。衍架结 构是由一些直杆在两端用铰链彼此连接而成的几何形状不变的结构,其结构形式多种多样,常见的衍架结构形式。
平面衍 架中杆件的轴线都在同一个平面内,具有以下特点
(1)由于衍 架杆件组成若干三角形单元,故其为几何不变体系。
(2)虽然衍 架节点存在弯矩,但其弯矩非常小,可忽略不计,故衍架 节点一般按铰接考虑。
(3)衍架杆件均受轴力,不考虑弯矩作用,设计时 上下弦截面较小,为保证杆件强度,故外部 荷载应尽量作用在节点上。
空间衍 架不是所有的杆件都位于同一个平面内,由空间杆系组成,可形成稳定体系,平面外刚度较大;如果衍 架构件规格采用钢管,就称为管衍架结构,其整体性能好,同时外表美观,易于制作安装,被广泛 应用于一些大跨度钢结构中。
4大跨度 钢衍架施工工艺及工程应用
近年来,由于钢 产量的不断增长和钢结构设计水平的不断提高,钢结构 建筑在各类建筑中所占的比例愈来愈大。为了满足火车站、高铁站、飞机场、体育场馆、会展中 心等公共建筑在造型和面积等方面的独特要求,解决结 构施工产生的新课题,新施工工艺、设备、技术也就应运而生。
目前在 我国应用较为广泛的大跨度钢衍架结构施工工艺,大体上 可以划分为三种类型:高空分段拼装、滑移以及整体提升
(1)高空分段拼装工艺
高空分 段拼装是把整体结构划分为若干个小块,将小块吊装到空中,置于支 撑架或者操作平台上,并在空 中进行对接合拢,然后拆去支撑结构,从而形 成稳定的结构体系。
高空分 段拼装具有施工简单,操作方便,对结构 受力影响小的优点,但分块 原则受设备吊装能力影响较大,支撑结 构会加大措施费。采用该 施工工艺的代表性工程有厦门国际会展中心。
(2)滑移工艺
滑移工 艺是把整体结构划分为若干个稳定体系,在牵引设备的作用下,将稳定 体系沿着滑移轨道从拼装位置移动到特定位置,形成完整的结构体系。滑移工 艺能够克服吊装设备吊装半径不足的安装问题,降低对 吊装设备的要求,但滑移时需铺设轨道,同步控制难度大,并且涉 及到下部混凝土的加固问题。采用该 施工工艺的代表性工程有哈尔滨会展体育中心。
(3)整体提升工艺
液压整 体提升技术是一种将计算机智能、机械技 术和电气技术三者相结合应用于土建施工领域的新型技术,通过在 整个被提升结构上布置若干提升点,利用液 压提升系统提供的拉力,带动整 体结构从地面同步向上移动至特定标高,完成施工安装。
液压提 升系统的基本组成部分包括:液压提升器、液压泵源系统、计算机 同步控制及传感检测系统。液压提 升器是液压提升系统的承重部件,依靠钢 绞线承载提升重物,液压泵 源系统是液压提升系统的动力驱动部分,为整体提升提供拉力,通过提 升器油缸的收缩,实现被 提升结构的上升和下降,同时采用计算机控制,从而实 现油缸同步动作、钢绞线负载均衡、空中姿态矫正、应力控制、提升过程显 示和作 业故障警报等多种功能,确保提 升过程的稳定性。
整体提升施工时,被提升 结构在地面上拼装,所需的措施量小,无需采 用大型吊机吊装,大幅度 削减机械费和人工费,有利于缩小成本;减少了高空作业,有利于 现场的安全控制,并且有 效的提高了安装精度。采用该 施工工艺的代表性工程有国家图书馆二期暨国家数字化图书馆。
 
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