運河亞運公園乒乓球館鋼結構屋蓋及墻面施工技術

吳曉宇，蔣永揚，孫立琦 （浙江中南建設集團鋼結構有限公司，浙江 杭州 310000）

1 工程概況

運河亞運公園項目為2022年第19屆亞運會第一批新建場館及設施項目，位于浙江省杭州市拱墅區，東至學院北路，北至留祥路（為城市干道），南臨申花路，西至豐潭路，育英路在地塊中部東西貫通。該項目由乒乓球館、曲棍館、全民健身中心組成，其中乒乓球館占地面積為10131m，耐火等級為2級，屋面防水等級Ⅰ級，地下室防水等級1級，效果圖如圖1所示。

圖1 運河亞運公園乒乓球館效果圖

乒乓球館鋼結構主要由屋面和墻面兩部分組成，其中，屋面結構為正交正放四角錐雙層網架結構，網架支座跨度為90m，網架節點形式為螺栓球＋焊接球混合節點；墻面鋼結構主要分入口門廳處玻璃幕墻，龍骨所用曲面斜交鋼網格墻體及疊合金屬幕墻，龍骨所用曲面正交鋼網格墻體，連接節點為焊接剛性連接節點，具體構造形式如圖2所示。

圖2 運河亞運公園乒乓球館結構圖

2 施工過程所遇難題

2.1 屋蓋吊裝及卸載

該正交正放四角錐雙層網架結構屋蓋因體積大、重量大，在吊裝時需使用到臨時支撐，傳統臨時支撐對節點球固定效果差，同時，此種方法涉及到臨時支撐架拆除前原結構卸載的問題，若卸載方案不當，很容易導致原有結構產生較大下撓度、局部桿件超應力、節點連接出現破壞，嚴重時甚至會導致結構崩塌。

2.2 屋蓋與墻體連接

根據設計要求，正交正放四角錐雙層網架結構與曲面斜交鋼網格墻體、曲面正交鋼網格墻體連接節點處需釋放面內彎矩；同時，各曲面斜交鋼網格墻體與網架屋蓋面內中軸線不平行，均存在不同的角度，為保證節點的通用性及施工的便利性，需各曲面斜交鋼網格墻架在與網架屋蓋連接節點處，能繞自身截面外方向自由轉動，致使連接節點設計難度大。

3 運河亞運公園乒乓球館施工技術要領

根據運河亞運公園各方面的具體情況，對多種施工技術方案進行對比，確定該項目鋼屋蓋及墻面施工的總體方案如下：采用搭設臨時格構支撐架，屋面網架分吊裝單元塊在地面胎架上拼裝，450t履帶吊站在外圍進行吊裝；玻璃幕墻龍骨所用曲面斜交鋼網格墻體及疊合金屬幕墻龍骨所用曲面正交鋼網格墻體分成若干個吊裝單元，在地面胎架上拼裝，450t履帶吊站在外圍進行吊裝。

其中，屋面網架施工時分成15個吊裝單元，如圖3所示。設置臨時格構支撐架，450t履帶吊站在外圍進行吊裝。乒乓球館屋面網架施工時，根據劃分的施工區域進行：施工一區（網架單元10、網架單元9、網架單元1、網架單元2、網架單元14、網架單元13）→施工二區（網架單元11、網架單元3、網架單元15、網架單元4、網架單元5）→施工三區（網架單元12、網架單元6、網架單元7、網架單元8），各區分塊吊裝單元吊就位后，及時進行補桿。

圖3 網殼屋蓋單元分布情況

屋蓋吊裝完成后，斜交網格墻面分成44個單元進行分塊吊裝，如圖4所示，設置臨時格構支撐架，450t履帶吊站在外圍進行吊裝。乒乓球館網格墻體施工，根據劃分的施工區域進行，施工一區(單元 30、單元 31、單元 35、單元36、單元37、單元38、單元32、單元33、單元34、單元28、單元29、單元26、單元27)→施工二區(單元9、單元10、單元8、單元11、單元2、單元7、單元4、單元1、單元3、單元5、單元6；單元43、單元44、單元39、單元40、單元41、單元42、單元14、單元17、單元12、單元13、單元15、單元16、單元18、單元19、單元24、單元25、單元22、單元23)。各區分塊吊裝單元完成吊裝后，及時進行補桿。

圖4 鋼網格墻面單元分布情況

4 球冠形網殼屋蓋分段吊裝并同步卸載技術

運河亞運公園乒乓球館鋼結構工程所用分塊吊裝并同步卸載技術，成功解決了正交正放四角錐雙層網架屋蓋分塊吊裝所用臨時支撐卸載難度大的問題，該技術所用裝置及現場應用情況如下：

4.1 網架屋蓋分塊吊裝用定位及臨時支撐穩定卸載裝置[3]的組成

網架屋蓋分塊吊裝用定位及臨時支撐穩定卸載裝置，由支撐架、連接底座1、帶孔H型支撐梁2、墊塊3、墊塊限位螺栓4、U型支撐底座5、帶孔焊板6、支撐限位板7、限位螺栓8、千斤頂相關裝置9、頂推裝置10、對中裝置11組成。整體形式如圖5所示。

圖5 定位及臨時支撐穩定卸載裝置

其中，頂推裝置10由固定卡框、支撐導板、導向滑槽、頂推桿、頂推板組成，具體構造形式如圖6所示。

圖6 頂推裝置10

對中裝置11由導向卡槽、引導塊、調節桿、緊定螺桿、壓緊盤、連板組成，其中，連板中部帶有對中孔，具體構造形式如圖7所示。

圖7 對中裝置11

4.2 網架屋蓋分塊吊裝用定位及臨時支撐穩定卸載裝置的使用方法

4.2.1 網架屋蓋分段高空對接

將網架焊接球按設計要求吊裝并放置，在對接部分裝置安裝好后的支撐限位板7上。

4.2.2 同步卸載

凡事預則立, 不預則廢.開學伊始, 要糾正部分學生認為我終于考上高中了, 可以放松玩一玩了的心態, 幫助他們端正學習的態度, 要珍惜高中學習的寶貴時間.教育學生每天都應該做好學習計劃, 明確要求學生必須抽時間對所要學的內容進行預習.新課預習時不能走馬觀花, 看完課文就完了, 要做到”眼到””手到”和”心到”.看課文時要把重要論點劃出來, 看不懂的地方要做好筆記, 這樣在上課時候, 當教師講到這些問題時就能分外注意, 更認真地聽講, 把不懂的部分聽懂了.這樣就能在課堂上更好地把握重點, 解決難點.

為保持整個結構同步卸載，每個吊裝單元必須同時進行以下步驟的操作：

①卸載部分裝置安裝完成后，將千斤頂的行程調回1塊墊板3的厚度值；

②將墊塊限位螺栓4向下移動，移動至可抽離1塊墊板2的位置，并通過頂推裝置

10向外推出墊塊2，使得墊塊2方便抽離，然后將千斤頂的行程調回1塊墊板3的厚度值；

③循環操作步驟B，直至焊接球與支撐限位板7自然脫落，卸載結束。

4.3 網架屋蓋分塊吊裝用定位及臨時支撐穩定卸載裝置分布情況

圖8 臨時支撐分布情況

5 網架屋蓋與曲面斜交、正交鋼網格墻體精準連接技術

運河亞運公園乒乓球館鋼結構工程所用網架屋蓋與曲面斜交、正交鋼網格墻體精準連接技術成果，解決了屋蓋與墻面連接難度大的問題，該連接技術所用連接節點具體組成形式及現場應用情況如下所示。

網架球節點與曲面斜交鋼網格墻體之間連接節點由下部裝置1、中部裝置2、上部裝置3組成，如圖9所示。

圖9 連接節點

下部裝置1下部連接板1-1、下部銷軸組件1-2組成。其中，下部連接板1-1共兩塊，分別預留有洞口用不銷軸組件1-2的連接；兩塊下部連接板1-1焊接在曲面斜交鋼網格墻體頂部，如圖10所示。

圖10 下部裝置1

中部裝置2由帶孔螺紋構件2-1、旋轉裝置2-2組成。其中帶孔螺紋構件2-1左側預留有洞口，用于與下部裝置1的連接，右側螺紋桿用于與旋轉裝置2-2的連接，如圖11所示。

圖11 中部裝置2

上部裝置3由上部連接板3-1、上部銷軸組件3-2、過渡板3-3、網架連接板3-4組成。其中，上部連接板3-1共兩塊，端部分別預留有洞口用于與上部銷軸組件3-2及中部裝置2的連接；網架連接板焊接在網架球節點處，如圖12所示。

圖12 上部裝置3

根據運河亞運公園（原城西公園）項目乒乓球館鋼結構工程曲面斜交鋼網格墻體結構特點，確定了采用該新型節點個數共76個，具體分布情況如圖13所示。

圖13 新型連接節點分布情況

6 現場應用情況

圖14 現場應用情況

7 結語

隨著很多機場、車站、體育館等建筑的不斷興起，鋼結構以其自重輕、整體剛度好、抵抗變形能力強等優勢得以迅速發展，本文闡述的屋蓋分塊吊裝所用定位及臨時支撐穩定裝置、屋蓋與墻面連接結構及其施工技術要領，已成功應用于案例工程，解決了傳統吊裝用臨時支撐卸載導致原結構穩定性能差的問題；降低了屋蓋與墻面連接難度大的問題，可為同類工程提供參考。