南通体育场活动屋盖网壳安装技术

张智勇

浙江精工钢结构集团有限公司 浙江绍兴 312030

摘要：南通体育场活动屋盖的安装控制对以后活动屋盖的顺利开启起着至关重要的作用，通过对活动屋盖安装方案的选择，为钢结构活动屋盖的施工积累了经验。

关键词：活动屋盖网壳；安装技术

1.工程概况

南通体育会展中心体育场位于南通市新城区，是江苏省第十六届运动会主会场，目前亚洲最大的开闭顶系统体育场。钢结构工程由我司施工，本文主要介绍了钢结构活动屋盖网壳的施工技术。

2.活动屋盖网壳安装方案选定

活动钢屋盖是整个开合屋盖关键部分，其结构形式为单层网壳，如图1所示；通过台车及轨道梁坐落在固定屋盖上。整个单层网壳呈月牙形，由两片完全对称的网壳组成。网壳由人字斜杆组成菱形网格，并在南北向加设连杆，使网格成三角形。网壳东西向边界为三角形截面封边桁架，所有单层网壳杆件轴线节点均位于半径为206.8m的球面上。活动屋盖由移动台车多点支撑，台车轨道位于固定屋盖的主拱上。轨道共有对称的6道，南北边两道不设牵引装置，仅在中间4道设牵引。台车支点共44个，每片22个。

图1 活动屋盖网壳

活动屋盖的投影长度201.92m，闭合后的宽度120.466m，沿径向的最大高差8.86m，沿环向的最大高差27.481，网壳结构由大直径钢管相贯连接组成，钢管最大直径Φ630×30位于活动屋蓋的对接直边，中间部分为Φ450×12～16，收边采用Φ351以下的钢管组成的三角形桁架。

由于活动屋盖通过台车连接固定屋盖，采用怎样的顺序安装活动屋盖及台车，如何消除活动屋盖安装对台车及屋盖开合的影响成为确定安装方案的关键。

针对活动屋盖的布置条件及特点，初步设想两种方法安装活动屋盖：

一是采取分片累积滑移方案；二是采用高空拼装方案。

考虑到所有单层网壳杆件轴线节点均位于半径为206.8m的球面上，为分片累积滑移提供了条件。分片累积滑移总的思路是低位拼装，分片累积滑移。该方案优点是在一次性搭建好的平装平台上进行吊装，焊接，极大减少了高空焊接量，节点比较好定位，同时可利用现有的牵引和滑移装置。

高空拼装方案是比较常规的安装方法，在高空对一根一根的杆件进行原位吊装，焊接，有利条件是下部固定屋盖可以为活动屋盖提供支撑，节省工期，等标高安装满足结构安装精度高的要求。

仔细考虑两种方案，分片累积方案采用先连接分片区与台车，利用台车滑移，但这样导致了滑移到位后，活动网壳产生的水平位移对台车产生较大的水平力，给台车带来不利影响，这一点无法克服，导致分片滑移方案不可行。

高空拼装方案可以利用临时支撑将整个活动网壳支撑住，而不利用台车支撑，在整个活动网壳拼装完成，水平位移发生后，再安装台车，这样保证了活动网壳的水平位移不对台车产生影响，基于这一点，最终选择高空拼装方案。

3.活动屋盖网壳安装

1）总体安装思路设想

a、在活动屋盖节点（铸钢件）位置布置支撑胎架，胎架设置通过两根H型钢临时固定在屋盖上弦杆上，台车处单独设置临时支撑，确保活动屋盖临时支撑拆除前，活动屋盖拼装完成，台车不承担荷载，活动屋盖单根构件原位散拼到位。支撑布置如图所示：

b、活动屋盖安装在活动屋盖处于全开状态的位置进行活动屋盖构件拼装，然后在固定网壳上搭设临时平台，用150吨履带吊将铸钢件吊至安装位置的平台上定位固定好后，再安装与铸钢件连接的管构件，构件安装就位后与铸钢件焊接好。

c、铸钢件及管构件的吊装选择两台150t履带吊机，分别在场内、场外吊机行走路线上吊装铸钢件和管构件。

d、考虑到如果不拆除固定屋盖支撑，活动屋盖的重量将传递到固定屋盖支撑上，故在安装活动屋盖时，先拆除固定屋盖支撑。活动屋盖自重荷载传递到固定屋盖本身，通过计算表面，固定屋盖完全可以承受活动屋盖荷载。

2）临时支撑的选用

在活动屋盖节点（铸钢件）及台车位置布置支撑胎架，支撑采用四肢格构式形式，支撑通过两根H型钢临时固定在屋盖上弦杆上，支撑布置如图所示，共设置320个支撑。通过计算，拱间支撑立柱采用单角钢L140×14，主拱、次拱顶部支撑及活动网壳周边支撑四根立柱采用双角钢2L140×14，立柱间横向及斜向采用角钢L90×8进行连接，顶部横梁采用L140×14连接。四根主立柱垂直于大地支撑在固定网壳的球面上，固定网壳悬空的地方由H型钢H350×300×10×12与网壳支管连接，形成平面。临时支撑四个定点与固定网壳用角钢L100×10斜撑。台车位置的铸钢件也采用双角钢2L140×14支撑，支撑在主拱弦杆上，保证台车位置的竖向及侧向荷载由支撑构件而非台车承担。

高空拼装支撑点布置图（单片网壳）

3）施工平面布置图及施工区域划分

主拱架和固定网壳安装完成并且拆除固定屋盖支撑后，开始安装活动屋盖，活动屋盖在安装过程中，施工作业面小，吊装工程量大，根据构件特征及选择的吊装方案，将本活动屋盖工程分成四个施工区，即施工A区、施工B区、施工C区、施工D区、施工A区～D区这四个施工区相互对称，两台履带吊对称施工。施工平面布置图如下

施工平面布置图

4）安装步骤

整个活动屋盖的安装按以下步骤进行：

第一步：在下部固定屋盖上焊接临时支撑，形成支撑体系；

第二步：在支撑形成的节点位置放置铸钢节点

第三步：按照先吊装主拱和副拱杆件，后吊装拱间构件的顺序吊装、焊接

第四步：按设计拆撑顺序拆除临时支撑，只留下台车位置的44个临时支撑