倒三角形断面大跨拱式管桁架结构吊装方案研究.pdf
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[摘要]吊装是大跨度桁架结构施工工程的重要环节。对于复杂的倒三角形断面拱式管桁架，其吊装方案更为复杂。通过ANSYS建模，对某倒三角形断面拱式管桁架结构的4种吊装方案进行计算，确定了各种吊装方案采用的起重机型号，钢丝绳参数，并验算了各吊装方案的稳定性。最后，考虑施工的经济、合理性确定了该倒三角形断面拱式管桁架的最优吊装方案。[关键词]钢结构；大跨度结构；吊装计算；有限元分析；稳定性验算。
1工程概况
本结构为采用圆管焊接成倒三角断面双向弧形的大跨度桁架结构，建筑面积为11995m,高度为27.55m,最大跨度为89m,属于大跨度拱桁架结构，围护结构主要材料为铝镁锰合金板。该结构主体由10榀弧形跨度为121m的钢管拱桁架组成，该拱桁架由2根上弦杆和1根下弦杆组成，各弦杆间用腹杆连接，端部桁架柱距为12.4m,中间桁架柱距为13.2m,桁架与桁架之间采用垂直支撑及水平支撑连接而成，弧形主桁架两端采用预埋螺栓连接形成。
2拱桁架拼接安装
该结构主体由跨度为89m的2根上弦杆和1根下弦杆组成，跨度较大，所以采用散件进场，现场组装的方法进行施工。在桁架拼接前需在浇筑好的地面上铺设槽钢调整在一个标高后进行放样并搭设拼装支架，拱桁架放样时先放置上弦的1根圆管，采用等分发进行放样。上弦的1根圆管放样时，需进行临时固定支架的搭设，如图1所示。
（略）
3施工吊装计算
桁架吊装是一动态过程，与成型后的受力状态不同，吊装体系在外界荷载作用下为几何可动体系。对本工程，由于拱桁架跨度大、自重大，吊装过程复杂，在吊装过程中应重点考虑：①吊点位置计算；②吊装的稳定性验算；③吊装钢丝绳的选择。
3.1吊点位置计算
3.1.1有限元模型
吊装方案中吊点的位置主要根据结构或构件的形式和重心确定。吊装工程中多采用3点或4点绑扎的形式，并在起吊过程中要保证结构在自重作用下的平衡。考虑吊装过程中的稳定性，一般吊绳与被吊构件应有一定的夹角，且吊装夹角以45°为最佳。本项目中为保证吊装时拱桁架的强度及平面内、外稳定均满足规范要求，现使用ANSYS软件对拱桁架进行建模，采用Link8单元模拟拱桁架及绳索。吊装模型拟分别为：①1榀拱桁架4个吊点吊装；②1榀拱桁架8个吊点吊装；③半榀拱桁架4个吊点吊装；④半榀拱桁架8个吊点吊装。4种方案的模型如图2所示。
（略）
4结语
大跨度空间拱桁架的施工比较困难，施工时必须搭设胎架，安装高度高，空间定位以及吊装难度大。所以，吊装前需要进行充分的准备工作，对吊装方案进行详细的研究。本论文通过ANSYS有限元模型，对某大跨度拱桁架结构的4种吊装方案进行研究，确定了各种吊装方案采用的起重机型号，钢丝绳参数，并验算了各吊装方案过程中的稳定性。最后，考虑施工的经济、合理性确定了本工程的最优吊装方案。
（略）
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