中国企业承接的首个含开合屋盖钢结构体育场工程——印尼雅加达国际体育场钢结构工程,由精工钢构集团旗下精工国际负责实施。该项目系中国企业承接的首个含开合屋盖钢结构体育场工程,是一大跨度双向预应力屋盖结构,涉及固定屋盖和开合屋盖跨业协同工作、大跨度双向预应力结构张拉和整体提升的复杂施工技术。
据介绍,雅加达国际体育场项目位于印度尼西亚首都雅加达北部,是一个高度约90米、跨度约270米的椭圆形体育场,可容纳约8.2万人。建成后将成为雅加达北部的地标性建筑,并且是雅加达跨度最大、容纳观众最多的体育场。
近些年,大跨度张弦桁架屋面体系因其自重轻、结构效率高,在大跨公共建筑项目中得到了广泛的应用。张弦桁架作为一种半刚性结构,其整体刚度由刚性构件截面尺寸和结构空间几何形体两方面共同组成,整体刚度和几何形态与施工过程密切相关,结构体系成型前刚度较弱,因此需要对张弦桁架的施工方案进行合理选择并对施工过程进行严格控制。
精工国际积极攻坚克难,凭借多年来过硬的钢结构施工技术,采取了五项技术措施:
——高精度加工成套技术
通过加工流程优化和严格质检控制,并通过实体循环预拼装和三维扫描虚拟预拼装技术相结合,实现多牛腿角度和全螺栓连接的空间管桁架的加工高精度要求。通过制定合理的加工、制作顺序,火焰和机械矫正方法配合,最终实现轨道梁等关键构件加工尺寸误差1毫米和2米内直线度小于3毫米的高要求,保证上部机械部分顺利安装。
——多状态下结构预变形技术
结合固定屋盖的安装方法,进行了两个状态下的预变形:第一状态是在自重情况下,固定屋盖的整体提升部分结构在安装完成后的变形值作为制作阶段的预变形;第二个状态是整体提升结构完成后,后续安装的次桁架和网架位形是设计位形。最终实现固定屋盖的位形达到设计位形,保证轨道梁的精度。
——边提升边张拉结构的成套施工技术
首创边提升边张拉的成套施工技术,减小对支撑架的影响,降低了主桁架在胎架上时初始张拉的索力值。通过采用支撑胎架顶端设置弧形的托板,提升点提前进行预偏,索力进行分批次循环张拉等措施,最终实现提升完成后索力和位移的双控。
——钢结构与开合系统协同施工技术
在设计阶段,钢结构与轨道梁之间的连接采用可调节节点,轨道梁上设置小轨道进行两次调整;在施工阶段,轨道梁与钢结构的连接在地面拼装,设置调节孔,避免轨道梁提前参与受力,最终实现高精度轨道梁的安装精度要求。
——大变形柔性张弦桁架上的开合屋盖机械部分自适应设计
采用固定屋盖,活动屋盖和机械系统的协同设计,通过多次的参数迭代,找到合适的刚度和边界条件假定,实现钢结构设计和机械系统的最优组合。机械系统的实际构造匹配理论的假定;满足运行状态下的自适应设计,保证开合过程的顺畅。
通过该项目的实施,为精工国际在一系列关键技术上的创新和研究、攻克设计和实施中的难题,积累了宝贵经验,并在经济性、安全性等方面取得了明显效果,且这些经验能为同行其他企业在今后类似的钢结构项目建设提供借鉴和参考。
(精工国际)