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大跨度网壳（架）外扩拼装、拔杆接力转换整体提升施工工法 |
2009-05-04 |
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老山自行车馆诞生的国家一级工法
本报记者 鲁扬
北京老山脚下，矗立着一座类似自行车赛车手的头盔式的飞碟形建筑，这就是老山自行车馆。说起老山自行车馆，几乎所有亲眼见到的人，都会被那巨型圆顶及其中间直径达56米的大天窗所吸引，可开启窗户的面积达240平方米。也就是在安装这个巨型钢结构圆顶时，诞生了大跨度网壳（架）外扩拼装、拔杆接力转换整体提升国家一级施工工法。
据参与施工的中国新兴建设五公司党委书记吴正睿、项目总工程师杨博介绍，老山自行车馆圆形钢结构屋盖水平投影直径149.536米，钢网壳跨度133.06米，矢高14.69米，网壳厚度2.8米，顶标高35.29米，整个屋盖系统由双层球面焊接球网壳、全封闭相贯线节点环形管桁架构成。如此超大型的钢结构施工在国内还是首例，国际上可供参考的技术标准也极为少见，特别是巨型大跨度钢结构网壳的施工难度之大、技术标准之高，在国内更为罕见。如何将一个巨型网壳安装成功，是整个工程的最大难点。
杨博回忆说，2005年5月，实施老山自行车馆钢结构安装前夕，由新兴建设总公司工程部多名工程师牵头，在哈尔滨工业大学、北京市建委、钢结构协会、北京市2008工程建设指挥部办公室等单位有关专家的指导下，项目部组建了一个科技攻关小组，他们先后否定了满堂红脚手架高空散拼方案、微单元拼装法、整体顶升法、计算机动态控制的整体提升法等6种方法，历时3个多月，最终创造性地拿出了一个全新方案。
2005年10月8日，钢网壳安装采用外扩拼装与拔杆接力提升相结合的施工方法，在老山自行车馆实施。据杨博介绍，这个巨型网壳安全提升、顺利合龙对整个工程建设具有里程碑式的意义。经反复论证后，项目部钢网壳安装采用外扩拼装与拔杆接力提升相结合的施工方法，逐圈外扩、逐步提升，提升系统采用由绞磨牵引的独脚拔杆系统。
巨型网壳的安装，如同一把从场馆中央慢慢撑开的巨伞。在高度达5米的混凝土平台上放出中心控制点和控制轴线，砌设支撑砖墩，这就如同先确定了伞杆。由中心开始拼装网壳，逐圈向外扩散，当周围无法向外继续拼装时开始提升，这就如同打开伞的第一步。每次提升的高度要满足外扩2圈至3圈的要求，依次循环，“伞”就这样被慢慢打开。提升拔杆系统由内环、中环、外环3圈拔杆组成。其中，内环共设置8根拔杆，中环共设置14根拔杆，外环共设置24根拔杆。随着网壳的外扩拼装，3圈拔杆以接力的方式完成网壳的提升任务。内环、中环拔杆分别在中环、外环拔杆完全受力后退出工作并被拆除，整个网壳共分7次完成提升就位。
杨博回忆说，最后一次提升，就如同整个伞被完全打开，近700人一起从场馆四周用52台提升绞磨同时进行推动。他们采用一边拼装网壳，一边提升拔杆的方法，当拔杆被提到最后一级的时候，拼装网壳也同时完成，整个屋顶安装一步到位，不会出现由于分片施工所造成的不确定因素过多，连接缝隙过大，返工过多等情况，既节省了工期，又减少了钢材浪费，降低了成本。
由于采用了科学的施工方法，在规定的工期内，老山自行车馆顺利完工并交付使用。而钢网壳安装采用外扩拼装与拔杆接力提升相结合的施工方法也被实践证明是一种科学、合理的施工方法。
2007年，大跨度网壳（架）外扩拼装、拔杆接力转换整体提升施工工法经原建设部专家组论证，被批准为国家一级工法。
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