特大型足球场罩棚悬挑桁架支撑点位的影响分析

特大型足球场罩棚悬挑桁架支撑点位的影响分析

尹秋冬  ,朱小林, 龚果

中国建筑第八工程局有限公司  成都市  610095

摘要：《中国足球中长期发展规划》提出要完善发展基础，完善足球产业，开拓足球场馆运营等市场服务，加快了足球场建设的服务需求。做为重庆最大的专业足球场--龙兴足球场依山而建，设计包含汇聚、旋转、上升的流畅曲线等元素，结构采用大跨度悬挑罩棚。本文结合类型项目施工方法，分析支撑点位对罩棚桁架变形、应力等方面影响，进而影响项目整体施工工期。

关键词：罩棚桁架 支撑点位  应力 变形 工期

中图分类号：         文献标识码：         文章编号：

Installation Technology of Large Span Triangle Tube Truss System

Yin Qiudong   Zhu Xiaolin   Gongguo

China Construction Eighth Engineering Bureau Ltd.  Chengdu   610095

Abstract：The medium and long term development plan of Chinese football proposes to improve the development foundation, improve the football industry, develop market services such as the operation of football venues, and accelerate the service demand of football field construction. As the largest professional football field in Chongqing, Longxing football field is built near the mountain. The design includes elements such as convergence, rotation and rising smooth curve. The structure adopts long-span cantilever canopy. Combined with the construction method of type projects, this paper analyzes the influence of support points on the deformation and stress of canopy truss, and then affects the overall construction period of the project.

Key words：Canopy truss  Support point  StressDeformation  Construction period

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1 工程概况

龙兴专业足球场呈椭圆形，建筑投影南北长度283m，东西宽度252m，钢结构屋面最大高度59.5m，罩棚桁架悬挑长度54m～58m。设计看台6万座，属于特大型体育场。

屋盖采用悬挑平面桁架结构加立面单层曲杆，采用圆形钢管和焊接弧形矩管。桁架悬挑端部高度为2.0m,桁架支座处高度约为11m～13m，6.50m标高平衡区钢柱支座及看台柱顶桁架支座为万向铰支座。

看台结构为型钢混凝土组合结构，屋面钢结构主要由悬挑径向桁架、环向桁架、平衡区钢柱等组成。主要钢构件截面形式为圆管、箱型钢柱等。主要钢材质为Q355B，最大钢板厚度为50mm。

图1  钢结构分布示意

平衡区钢柱系统主要由竖向68根截面为口1200*600*38*38和1200*600*50*50的罩棚柱，柱间截面为φ700*35的柱间环向钢梁、截面为φ600*30的柱间支撑等构成，外立面钢柱通过万向转动球铰支座支承于6.50m平台的框架柱上。材质为Q355B，钢板最厚为50mm，平衡区钢柱如图1.2-2所示。

图2  平衡区钢柱示意

径向平面桁架共68榀，因桁架腹杆截面不同将其分为1、2两种，径向桁架总长最长83m，悬挑长度最长为58m，钢结构主要由圆管、焊接球组成，杆件连接方式主要为相贯焊，主要材质为Q355B。

图3  钢结构节点示意

2罩棚桁架施工难点分析

足球场涉及看台混凝土结构、屋面钢结构、金属屋面、机电、装饰装修、体育工艺、景观、泛光照明等众多专业的交叉施工，施工量大，受赛事安排影响，施工工期短。屋盖罩棚钢结构工程作为主体施工的重要一环，钢结构工程按期完工是保障整个工程总工期的关键。

钢罩棚平衡区长度27m，内部主桁架悬挑长度最大达58m，悬挑部分位于现浇混凝土看台上方，安装高度高达

59.5m，单榀桁架最大单重55t。因受场地限制，桁架需要做成散件在地面拼装、整体吊装，故需设置内外两圈的临时支撑。

内圈临时支撑设置与看台区域重叠，如何既保证临时支撑布设位置对其他专业影响小，又能保证钢结构施工安全是工程重点。

悬挑桁架卸载后变形大，如何保证罩棚桁架的整体性，及时插入金属屋面施工是工期保障的关键。

3各类型施工方案简述

3.1 多支撑施工方案

体育场罩棚桁架如采用悬挑桁架设置2道支撑，外部斜柱1道支撑方案，支撑架用量增加约1/3。根据吊装要求，钢屋面结构吊装设置临时支撑架，以便桁架分段就位，按桁架分段的重量进行计算，确定胎架的形式采用格构柱竖向支撑+贝雷架水平支撑体系，并根据吊装时临时支撑受力的不同，进行合理设计，格构柱截面尺寸为1.5m×1.5m，竖杆截面采用Φ159x10，斜缀条采用Φ114x6,水平缀条采用Φ76x5圆管，上下底座采用HW 250x250x9x14的H型钢，贝雷架采用321型双排贝雷架。在分段吊装前必须验收合格后方可使用。按胎架布置位置将各临时支撑吊装到位。

图3  多支撑示意图

外侧桁架及中间段桁架采用大型履带吊站位于结构外侧吊装。内侧桁架使用履带吊站位于场地吊装。

图4  多支撑桁架吊装示意

3.2 少支撑施工方案

体育场罩棚桁架如采用悬挑桁架内环一道支撑可以简化支撑设置，为后续看台施工提供空间，避免场内机械与支撑碰撞等。

罩棚区径向桁架安装前，在足球场看台上设置格构柱支撑，并在支撑架顶部设置一圈顶部环向支撑形成整体，支撑背面采用揽风绳+撑杆相结合的固定体系。

图5  少支撑桁架吊装示意

4 施工方案对比

多支撑方案具有更好的稳定性，对原结构未形成封闭受压圆环状态下具有较好的缓解效应。但支撑用量大，现场占用看台空间多、周期长。

少支撑方案简化了支撑体系，通过软硬结合保持了单排支撑塔柱径向的温度性，能够为罩棚桁架提供可靠支撑。罩棚桁架通过合理的分段，重复发挥支撑点的作用效果，通过精度控制实现高效施工。同时，少支撑安装方案为看台提前插入施工，提供空间条件。

5 总结

体育场大跨度罩棚桁架在施工阶段未形成整体，施工阶段受力状态与成型后差别较大，无论采用何种方案，均需进行施工阶段分析。

相比传统的多支撑安装方案，少支撑安装方案具有周转料具使用少，分段位置合理，施工空间占用小，便于高效组织各专业穿插施工等特点，该施工方法为类似大跨度悬挑结构施工提供了一种新的思路！

参考文献

[1] 《某体育场大悬挑罩棚施工全过程模拟分析》  山西建筑 陈刚;许强

[2] 《体育场管桁架钢罩棚临时支撑整体卸载》  安装 敖明华，魏焱;朱吉韦;文鑫;周希敏

[3] 《某体育场屋顶罩棚空间管桁架施工技术要点浅析》 河南建材 王志鹏;刘杰.

[4] 《杭州奥体博览中心主体育场钢结构罩棚施工关键技术研究》 施工技术 周观根等

[5] 《大型体育场钢结构工程的施工与管理》 山西建筑 高晓乾

第一作者简介：尹秋冬(1988- )，男，本科，高级工程师

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作者简介：尹秋冬(1988-)，男，本科，高级工程师。

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