大跨度钢箱梁的制作与分段吊装技术研究与应用

摘要

在桥梁工程领域，为满足使用功能和承载功能的要求，大跨度钢箱梁应用比较广泛，而在大跨度建筑工程领域，钢箱梁的应用相对较少，更多的是采用网架结构、立体桁架等空间结构。与大跨度钢桥梁相比，建筑工程中的大跨度钢结构具有柔性更大，安装精度要求更高的特点，结构变形控制显得更加重要。虽说实腹式钢梁用于大跨度结构并不经济，但钢箱梁具有截面性能佳、结构承载能力高、外表平整美观等优点，如果恰当减小壁厚，合理优化结构，钢箱梁也能体现较好的经济性，从而进一步扩展其在建筑工程领域的应用范围。 本文以大跨度屋盖结构中的钢箱梁制作与分段安装技术为研究对象，分别讨论了大跨度箱形梁的施工模拟与预拱值确定、制作与安装方法、胎架设计与安装、分段安装工艺与变形控制技术、安装过程的定位测控技术，并以深圳会展中心为工程实例，阐述典型大跨度钢箱梁的制作与分段安装过程。主要内容包括以下几方面： 1、大跨度箱形梁的施工模拟与预拱值确定 通过结构分析，讨论了胎架支承状态和无胎架支承状态两种工况的结构应力和变形情况，为施工开展奠定了理论基础。 采用分段吊装法进行大跨度箱形梁安装前，应首先确定其放样状态，从而保证结构落架后回到初始状态（设计状态）。为此，本文阐述了大跨度箱形梁的预拱确定方法——逆迭代法，并以深圳会展中心箱形梁为实例说明计算过程。 2、箱形梁的制作与安装方法 以箱形梁的制作流程为主要思路，重点阐述了箱形梁的板件制作工艺、组装工艺、焊接工艺与整体预拼装工艺，强调制作过程的变形控制措施；并总结归纳了大跨度箱形梁的各种安装方法。 3、胎架设计与安装 阐述了胎架的构造设计方法、强度与稳定性计算方法、胎架受力工况分析法及其制作与安装技术。 4、箱形梁的分段安装工艺与变形控制技术 详细叙述了箱形梁的分段划分、构件运输与堆放、构件拼装、构件吊装、施工焊接等安装工艺，以及箱形梁结构的整体释放控制措施。 5、箱形梁安装过程的定位测控技术 对工程全局与结构局部细节的定位测量方法做了详细的阐述，并总结了结构变形监测和应力监测方法。 6、工程实例 基于上述基本理论，详细叙述了深圳会展中心大跨度钢箱梁的制作与分段安装工艺，并说明了工程中几个技术难点的攻关措施。 本文针对大跨钢屋盖结构中箱形梁的制作与分段安装技术，系统地阐述了箱形梁的预拱方法、制作工艺、分段安装工艺与定位测控技术，提出了加紧肋对箱形梁结构的重要性、箱形梁胎架释放前后的应力和变形变化情况、临时支撑胎架的工况分析法，对促进大跨度钢箱梁制作与分段安装技术的理论完善化、实践普遍化，具有重要的现实意义和应用价值。