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大跨度钢管桁架结构的施工技术研究

作　者: 翁凯
导　师: 王小盾；陈志华
学　校: 天津大学
专　业: 结构工程
关键词: 钢管桁架结构直线滑移法曲线旋转滑移法分段吊装法施工全过程模拟
分类号: TU758.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着国家经济的腾飞，建筑用钢量的增加，钢管桁架结构得到越来越多的工程应用，常用的滑移施工法和吊装施工法也得到越来越多的关注和应用。本文首先介绍了滑移法施工的关键技术，结合天津工业大学体育馆工程介绍了直线滑移施工法的关键控制技术，并对体育馆屋盖进行了施工全过程模拟分析，从位移和应力两方面验证了体育馆屋盖直线滑移施工过程的安全性。在详细介绍鄂尔多斯机场108m穹顶成功采用的对称曲线旋转滑移施工技术的基础上，针对鄂尔多斯体育中心游泳馆工程，从滑移单元划分、滑移轨道布置、是否对称滑移、不同步控制等4个方面对比分析了对结构受力成型的影响。得到滑移单元为3榀时较为合理；两环轨道下的位移分布规律更接近设计状态，杆件应力满足要求；是否对称对结构位移、支座反力的影响较小，对称滑移时杆件应力较大；考虑20mm不同步控制值滑移时的最大位移为23.1mm，最大应力为55MPa，满足结构拼装精度要求。在此基础上，提出了旋转滑移施工方案，通过全过程模拟分析得到最大位移为99mm，最大应力为100MPa，均满足要求，说明该施工方案在技术上是可行的。制作了1:100的旋转滑移模型，验证了旋转滑移施工用于游泳馆工程技术上的可行性。从起重机械设备选取、吊装分段原则、吊装顺序、吊点计算等方面详细介绍了适用于游泳馆工程的分段吊装法施工方案。从提升过程和就位过程分析了径向桁架在吊装过程中的安全性，对分段吊装过程进行全过程模拟，得到分段吊装法用于该工程是安全的。从经济效益、工期、现场情况等方面对比分析了两种施工方案，得到游泳馆工程最终采用分段吊装施工方案。说明滑移法虽然技术上是很好的，但是有其适用范围，因此在选择施工方案时，应从多方面进行对比分析，优选出最优方案。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-18
  1.1 桁架结构概述  9-10
  1.2 钢管桁架结构的发展与应用  10-11
  1.3 大跨度空间钢结构的施工方法  11-16
    1.3.1 高空散装法  12
    1.3.2 分块或分段吊装法  12
    1.3.3 整体吊装法  12
    1.3.4 整体提升法  12-13
    1.3.5 整体顶升法  13
    1.3.6 滑移法  13
    1.3.7 整体张拉法  13
    1.3.8 网壳结构外扩法  13-14
    1.3.9 悬臂安装法  14
    1.3.10 折叠展开施工法  14
    1.3.11 混合安装法  14
    1.3.12 攀达穹顶法  14-15
    1.3.13 预应力拱架结构施工成型技术  15
    1.3.14 索穹顶结构施工技术  15-16
  1.4 钢管桁架结构施工的研究现状及存在问题  16-17
  1.5 本文的研究意义及主要工作内容  17-18
第二章钢管桁架结构直线滑移法施工技术研究  18-33
  2.1 滑移法施工关键技术  18-21
    2.1.1 滑移法施工技术要求  18-19
    2.1.2 滑移法施工力学计算  19-20
    2.1.3 机械设备选取及其控制要求  20
    2.1.4 滑移装置选取及其控制要求  20-21
    2.1.5 滑移法施工监测  21
  2.2 施工力学理论  21-22
  2.3 天津工业大学体育馆直线滑移法施工  22-27
    2.3.1 工程概况  22-23
    2.3.2 施工方案介绍  23-27
  2.4 体育馆滑移全过程模拟  27-32
    2.4.1 位移分析结果  28-31
    2.4.2 杆件应力分析结果  31-32
  2.5 小结  32-33
第三章钢管桁架结构曲线旋转累积滑移法施工技术研究  33-65
  3.1 鄂尔多斯机场旋转滑移施工关键技术  33-38
    3.1.1 工程概况  33
    3.1.2 旋转滑移施工方案的总体思路  33-34
    3.1.3 施工关键点的控制  34-38
  3.2 鄂尔多斯体育中心游泳馆工程概况  38-40
  3.3 滑移单元的划分对结构受力成型的影响  40-48
    3.3.1 位移对比  42-45
    3.3.2 应力对比  45-46
    3.3.3 支座反力对比  46-48
  3.4 滑移轨道的布置对结构受力成型的影响  48-51
    3.4.1 竖向位移对比  48-49
    3.4.2 杆件应力对比  49-50
    3.4.3 支座反力对比  50-51
  3.5 是否对称滑移对结构受力成型的影响  51-52
    3.5.1 竖向位移对比  51
    3.5.2 杆件应力对比  51-52
    3.5.3 支座反力对比  52
  3.6 不同步滑移对结构受力成型的影响  52-54
  3.7 曲线旋转滑移施工方案介绍  54-62
    3.7.1 施工总体思路  54-55
    3.7.2 滑移施工关键技术  55-57
    3.7.3 滑移施工全过程模拟  57-62
  3.8 旋转滑移施工模型试验  62-64
  3.9 小结  64-65
第四章钢管桁架结构分段吊装法施工技术研究  65-74
  4.1 分段吊装法施工方案  65-70
    4.1.1 起重机械设备选取  65
    4.1.2 吊装分段原则  65-66
    4.1.3 吊装顺序  66-69
    4.1.4 吊点计算  69-70
  4.2 径向桁架吊装过程中的强度分析  70-72
    4.2.1 提升阶段强度分析  70-71
    4.2.2 桁架就位时强度分析  71-72
  4.3 分段吊装施工全过程模拟  72-73
  4.4 小结  73-74
第五章滑移法施工与分段吊装法施工对比分析  74-78
  5.1 经济效益对比分析  74-75
  5.2 现场情况对比分析  75-76
  5.3 小结  76-78
第六章结论与展望  78-80
  6.1 结论  78-79
  6.2 展望  79-80
参考文献  80-84
发表论文和参加科研情况说明  84-86
致谢  86

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