鋼網殼結構穹頂的雙支座安裝施工

中鐵建工集團北方工程有限公司 天津 300451

1 工程概況

京津城際延伸線于家堡站站房工程穹頂鋼結構采用正、反各36 根螺旋鋼箱梁編制缺陷性敏感結構，在鋼結構底部共設置了36 組球面鋼支座傳遞豎向荷載及水平推力，其中31 組為雙支座，5 組為單支座，其最大承載力達15 000 kN。圖1、圖2分別為雙支座示意以及單支座示意。

圖1 雙支座示意

圖2 單支座示意

2 關鍵施工技術[1-6]

2.1 環梁準備工作

制作環梁時，先將支座鋼墊板和套筒安裝于環梁底，三者焊接為一體（圖3）。安裝時焊接于環梁底面或側面的鋼墊板平面角度公差必須在±0.003°以內。環梁及鋼墊板上的連接孔應采用鉆模或數控設備加工，以保證支座的位置準確，焊接時對套筒內螺紋進行防護，防止飛濺的焊渣對螺紋的損壞。

2.2 支座與環梁安裝

環梁吊裝前，通過支座梁底錨固螺栓將支座本體分別固定于梁底部和梁側面，支座本體與鋼墊板之間不得留有間隙，支座吊裝方式如圖4所示。

圖3 支座鋼墊板及套筒的定位示意

圖4 安裝支座至環梁部

2.3 支座預安裝

首先確認支座本體與梁底鋼墊板的連接安全可靠，之后吊裝環梁節點（帶支座），將梁緩緩落在臨時支承千斤頂上，千斤頂的數量和擺放位置應根據實際情況而定，需確保整個環梁節點的穩定性。用千斤頂調整梁體標高至設計要求值，側面支座的安裝間隙亦可采用千斤頂調整，如圖5所示。支座定位準確無誤后，將支座中心線位置在墩頂上做好標記，并測量支座底面與墩頂的間隙。

2.4 墩頂修整

將環梁節點吊裝到安全位置，根據墩頂的支座中心線標記重新畫出預留孔洞位置，檢查孔洞尺寸是否滿足安裝要求。若有偏離，應由墩頂的施工方根據支座下錨固組件尺寸將孔洞鑿大、鑿深，保證鋼套筒外壁與預留孔內壁有20 mm以上的間隙。當支座底面與墩頂的間隙小于20 mm，還需將整個墩頂面鑿掉，以保證灌注層的厚度。

2.5 模板安裝

鑿毛支座安裝部位的支承墊石表面，清除預留孔中的雜物，安裝灌漿用模板，如圖6所示。模板與墊石頂面應采取可靠措施，側面支座還需增加豎向擋板，防止在重力灌漿時發生漏漿。然后用水將支承墊石表面浸濕。

圖5 環梁及底座安裝定位

圖6 鋼模大樣

2.6 支座正式安裝

首先將側面支座的下錨固套筒放入相應的預留孔洞中，吊裝環梁（帶支座），安裝底面支座下錨固組件。按照2.4節中所述再次進行支座定位，定位完成后將側面支座下錨固螺栓組件安裝好。

2.7 重力灌漿

再次檢查支座定位尺寸是否滿足設計要求，用重力灌漿法灌注無收縮高強度灌注材料。底面支座灌漿時應先灌注支座預留孔洞，然后再從支座中心部位向四周注漿，直至從鋼模與支座底板周邊間隙觀察到灌漿材料全部灌滿為止。

2.8 模板拆除、圍板安裝

待無收縮高強度灌注材料強度達到20 MPa要求之后，拆除支座四周鋼模，檢查是否有漏漿處，必要時對漏漿處進行補漿，擰緊下支座板錨栓，并拆除臨時連接板和臨時支承千斤頂，安裝支座圍板，完成支座安裝。

3 其他注意事項

3.1 產品運送和暫時存放

支座在運送及安裝之前，所有零件均已組裝完成，并用紅色的固定板來固定支承主要組件。假如支座在送達工地后沒有立即安裝，倉儲管理人員，必須確認支座存放在適當的位置，并防止塵土、水分或其他物質損害到支座。當移動支座時，也必須清除載具上的塵土。

吊運時必須使用適當的繩索，自下支座板捆綁住整臺支座，再用吊車或堆高機，將其吊運裝卸至工地或儲存區。在存放及安裝期間，必須用可靠的保護方式來保護支座的工作表面。

3.2 支座更換

如需更換支座，首先需要設置環梁的臨時固定裝置，然后全部擰松原有的固定支座的螺栓，并在環梁的底面或側面安裝千斤頂，將支座安裝位置處梁體頂起一定的間隙。擰開支座的所有錨固螺栓，移出原有的支座本體，必要時可以用鑿子將支座與混凝土基面脫離。待原支座本體移出后安裝對應規格的新支座本體，對準位置，擰緊螺栓，固定好支座。確認支座固定好后就可以移除千斤頂及臨時固定裝置，更換完成。當混凝土墊層破損嚴重時，應鑿掉整個墊層，采用重力灌漿法進行安裝，可參考支座安裝方案。

3.3 支座維護

支座使用期間應每年定期進行檢查、養護，檢查項目及要求按照規范執行定期性檢查。

4 結語

京津城際延伸線于家堡站站房工程穹頂鋼結構通過球面雙支座實現了與底環梁的“鉸接”效果。底環梁同一位置的底面和側面支座的轉動形心與底環梁節點形心重合，保證了在罕遇地震的情況下網殼結構可圍繞形心進行一定角度的三維轉動，能夠釋放可能產生的拉力，進一步保證了大跨度穹頂鋼結構的整體穩定性及安全。雙支座將在鋼結構工程中的應用越來越多，本文通過工程實例對鋼結構雙支座安裝技術進行了詳細的闡述，為后續類似工程施工提供了很好的借鑒。