蓮花吐蕊 樹(shù)獅城新地標(biāo)
——滄州體育場(chǎng)雙扭曲空間鋼管桁架屋面結(jié)構(gòu)工程
滄州體育場(chǎng)位于獅城滄州市運(yùn)河區(qū)北京路北側(cè)，占地約343621平方米，總建筑面積63626萬(wàn)平方米，總座椅數(shù)31836個(gè)。該體育場(chǎng)主體形象采用滄州鐵獅子的蓮花寶座造型，由20片蓮花瓣形狀的PTFE膜材罩棚構(gòu)成。
滄州體育場(chǎng)主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，地上四層，屋蓋結(jié)構(gòu)為橢圓形空間鋼管桁架結(jié)構(gòu)體系。屋蓋的橢圓形結(jié)構(gòu)長(zhǎng)軸長(zhǎng)271米，短軸長(zhǎng)231米。整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)由20組環(huán)形桁架單元體沿橢圓形結(jié)構(gòu)布置而成。每組環(huán)形桁架通過(guò)斜撐支撐在看臺(tái)E軸的三層結(jié)構(gòu)柱上，底腳支座位于F軸一層結(jié)構(gòu)柱上。每組環(huán)形桁架單元體由2榀主桁架、2榀次桁架、2榀封邊桁架和系桿組成。每榀桁架均由空間三維曲線組成，截面呈倒三角形，最大截面高4.5米、寬3米。鋼桁架最高點(diǎn)中心標(biāo)高達(dá)42.1米。上、下弦桿主要截面為Φ273×8～Φ273×18，腹桿主要截面為Φ168×8、Φ219×12，材質(zhì)均為Q345B。屋蓋鋼結(jié)構(gòu)工程用鋼量約4000噸。
滄州體育場(chǎng)雙扭曲空間鋼管桁架屋面結(jié)構(gòu)工程
滄州體育場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)吊裝完成
難點(diǎn)一：結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，安裝難度大，需設(shè)置大量臨時(shí)支撐。
主、次桁架弧長(zhǎng)最長(zhǎng)達(dá)65米，投影長(zhǎng)度達(dá)48米，桁架頂標(biāo)高最高為42.1米，單榀最重達(dá)50噸，支點(diǎn)分別支撐于一層和三層結(jié)構(gòu)柱上，每榀桁架均為空間三維構(gòu)造，空間定位困難，且桁架吊裝到位后，需設(shè)置可靠的支撐。如何確保吊裝安全可靠且保質(zhì)保量地完成鋼結(jié)構(gòu)安裝是本工程最難、最重要的一點(diǎn)。
解決對(duì)策：使用大型的履帶吊車(chē)進(jìn)行吊裝，并將桁架進(jìn)行合理的分段，在分段點(diǎn)處設(shè)置支撐。桁架的支撐選用標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度的Φ609×16圓管，圓管間使用Φ133×12鋼管作為系桿進(jìn)行拉結(jié)。根據(jù)支撐高度的不同，Φ609×16圓管作為主桁架的支撐時(shí)可組拼成兩種形式：一種為門(mén)式，設(shè)置在主桁架以及次桁架兩個(gè)分段之間，組成門(mén)式框架結(jié)構(gòu)；另一種為三角形，設(shè)置在主桁架與內(nèi)封邊桁架接口位置。由于門(mén)式支撐設(shè)置在看臺(tái)結(jié)構(gòu)上，為保證結(jié)構(gòu)安全，在門(mén)式支撐架下設(shè)置橫向轉(zhuǎn)換梁，并在下部混凝土梁使用碗扣腳手架進(jìn)行加固。另外，該工程要在支撐頂部焊接操作平臺(tái)，保證施工人員的操作安全。
難點(diǎn)二：桁架均為雙扭曲空間桁架，截面較大且為弧形，如何保證拼裝精度，且拼裝成適合吊裝的分段是本工程的難點(diǎn)。
本工程主要桿件均為鋼管，最大的鋼管直徑達(dá)到273毫米。按照設(shè)計(jì)要求，所有桁架的上下弦桿均需按照?qǐng)A弧曲管加工和焊接，而弦桿彎曲質(zhì)量的好壞將直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)坐標(biāo)定位的準(zhǔn)確與否，以及整個(gè)建筑造型的和順美觀。
解決對(duì)策：施工中將弦桿進(jìn)行小拼接長(zhǎng)，然后分段就位在拼裝胎架上，通過(guò)控制關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行拼裝。為保證拼裝質(zhì)量，主桁架采用立拼方法，次桁架和封邊桁架采用臥拼方法。
難點(diǎn)三：受土建結(jié)構(gòu)影響，選擇吊裝機(jī)械困難。
進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)施工時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)柱已經(jīng)全部施工完畢。由于柱距較小，吊車(chē)的選擇受到很大限制，成為本工程的一大難點(diǎn)。
解決對(duì)策：在施工中，預(yù)留結(jié)構(gòu)外側(cè)G～H軸間一層頂梁和樓板暫不施工，將G～H軸間作為履帶吊車(chē)在結(jié)構(gòu)外側(cè)的行駛通道。G～H軸間柱距為9米，實(shí)際凈距只有8米，而且在吊裝作業(yè)時(shí)，吊車(chē)需前后移動(dòng)，以避免在轉(zhuǎn)臂作業(yè)時(shí)后部配重碰撞框架柱。根據(jù)實(shí)際情況，滿足寬度和可移動(dòng)性要求的最大吊車(chē)是250噸履帶吊，因此，可以在外側(cè)G～H軸布置一臺(tái)250噸履帶吊車(chē)進(jìn)行鋼桁架吊裝作業(yè)。
難點(diǎn)四：存在大量高空作業(yè)工程，施工難度大。
由于鋼桁架截面較大，且分段點(diǎn)均在高空，桁架間背部系桿均為弧形單桿，施工中存在高空作業(yè)難題。
解決對(duì)策：需做好安全防護(hù)，在分段點(diǎn)的臨時(shí)支撐處使用型鋼平臺(tái)作為安裝、焊接作業(yè)的施工平臺(tái)，系桿作業(yè)點(diǎn)均懸掛吊籃；為保證施工人員的通行安全，在桁架彎曲段懸掛爬梯，在桁架平直段綁扎腳手板作為施工人員的通道。
