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摘 要：在大跨度空间结构建筑工程施工过程中，由于双曲抛物面组合扭壳屋盖施工技术，可以有效的提高大跨度建筑的稳定性，加快工程的施工进度，减少工程施工的成本消耗，因此得到了人们的广泛应用。本文通过实际案例，对组合扭壳的结构形式和施工要点进行简要的分析，阐述了双曲抛物面组合扭壳屋面施工技术，以供相关人士参考。
关键词：双曲抛物面；组合扭壳；模板系统
某体育馆建筑面积12783㎡，为钢筋混凝土框架结构，地上及地下各一层看台，中间为比赛用篮球场；建筑高度32.05m，可容纳5000个观众席。其平面水平投影呈平行四边形，每边中部稍向外倾斜，长边为97.5m，短边为67.7m。其屋盖采用预应力混凝土大斜柱和无粘结预应力混凝土双曲抛物面组合扭壳相结合的新型结构体系，每块扭壳水平投影均为平行四边形。四根大斜柱顶在屋顶中央处与大横梁连接，每根大斜柱组成人字架，柱脚采用预应力混凝土拉杆，以承受水平推力。两组大斜柱将屋盖划分为4片扭壳，四块扭壳通过顶部的拔风构件连接，8根大斜柱底部由纵横两向钢筋混凝土预应力拉杆连接，大斜柱截面600mm×1200mm～600mm×1800mm，边梁最大梁宽600mm，最大梁高2300mm，双曲抛物面扭壳屋面、大斜柱、预应力拉杆三者组成整个结构体系。
一、壳体结构形式
1结构设计特点
在该工程施工中，施工人员在对壳体落地点以及周围支柱进行施工的时候，都是采用静压预应力高强混凝土管桩施工方法对其进行施工处理。而且根据工程施工的实际情况和工程施工的要求，施工人员将预应力管桩的直径设置在500mm左右，其混凝土结构的强度等级则为C80，其桩长为18m～35m，按照工程施工的相关规范，管桩在入土的时候，其桩端必须要进入土体2m以上。而工程施工的壳板的厚度则是设计在130mm左右，在使用过程中，由于受到周围边缘构件的影响，导致壳板的厚度发生了变化，使其从原本的130mm转变成200mm。在对壳板配筋进行选择安装的时候，施工人员也要严格按照工程施工的标准进行处理。在该工程施工中，施工人员选用的壳板配筋为Φ10@150，进行双层双向的安装，而且根据工程施工的需要，在边缘构件3m范围内的还要另加钢筋，进而提高建筑结构的稳定性和可靠性。
2力学特点
在该工程壳面结构体系中，由于壳面内只存在薄膜力，因此在对其壳面结构力学分析的时候，技术人员就只需要考虑薄膜力产生的主应力对壳面结构的影响。根据相关测量数据，施工人员了解到在该工程壳面结构中，最大拉应力存在于壳面结构的两个翘角的区域当中，所以在实际应用的过程中，两个低点角所承受的压力最大。不过，在壳面结构中因为区域位置存在着不同，所以在所承受的应力也就存在着不同，施工人员在对壳面结构预应力钢筋进行布置的时候，一定要对壳面结构的各个位置的受力情况进行详细的了解，只有这样才有利于提高建筑结构的稳定性。
二、组合扭壳结构体系施工
1总体施工流程
在工程施工中主要的施工流程为：地下室底板施工（包括钢筋绑扎、塑料波纹管安装、混凝土浇筑及养护）→组合扭壳屋面及斜柱满堂脚手架放线与支设、模板加工制作与安装（同时穿插地下拉杆预应力筋张拉与灌浆）→斜柱钢筋的绑扎→浇筑第一段斜柱混凝土至屋面大梁处，并及时养护→屋面扭壳底筋绑扎、铺设预应力筋、扭壳面筋的绑扎→浇筑屋面及第二段斜柱混凝土至拔风构件大梁处并及时养护→待混凝土强度达到设计的90%进行屋面扭壳无粘结预应力筋张拉→张拉完间隔21d后，施工拔风构件→拆除整个扭壳屋面满堂脚手架及模板体系→屋面涂料装饰施工。
2脚手架及壳面支撑
2.1双曲抛物面组合扭壳的空间测量定位
在大跨度工程施工中，为了保证工程的施工质量，施工人员就要在双曲线抛物面组合扭壳的空间中进行相关的测量定位处理。而在工程施工定位放线测量的时候，施工人员要按照工程施工的要求，通过计算机软件系统为对工程施工相关的数据参数和坐标进行确定，以保证脚手架和壳面支撑系统安装位置的准确性
在工程施工前，施工人员就要先通过计算机软件系统以及相关的测量仪器，对控制梁支撑系统的搭设位置进行确定，并且采用全站仪对双抛物面的底模标高进行很好的控制，在放线定位完毕以后，施工人员还要对其定位放线进行复查。尽可能的将这其双曲抛物面组合可的空间定位的误差控制在工程施工允许的范围之内，在确定完毕以后才能进行下一步的工程施工。
2.2脚手架及扭壳屋盖模板体系的搭设
在对脚手架和扭壳屋盖模板系统进行搭设的时候，施工人员就要根据工程施工的要求，对脚手架的高度进行确定。由于壳面各个位置的高度有着存在着一定的差异，而且在对其壳面模板体系进行浇筑时，每个部分所承受的作用力也不均匀，因此施工人员在对其进行搭设处理的时候，应该对扭壳屋盖模板的整体稳定性进行严格的要求，以确保在对其模板进行浇筑的时候，受到外界因素的影響导致整体结构受到损坏，从而使得整个施工工程的质量受到严重的影响。
在屋盖结构内按平行壳体平行四边形边长弹出控制方格网，网格间距为1.2m。所有支撑均采用Φ48×3.5钢管脚手架支撑体系，支撑采用满堂架形式，支架顶部配专用U形可调托撑。脚手架的纵距、横距均为1.2m，立杆从1.8m高度起开始搭第一道水平系杆，以后所有纵横系杆每隔1.2m搭设一道，在柱脚也全部加纵横水平杆连接。纵横方向均设置剪刀撑，间距均为3.6m，从四周剪力墙斜起45°直到壳底搭设。在四周大斜梁下，钢支柱加密为每根梁下4排支柱（间隔500mm）。
三、模板拆除
架体拆除顺序为：先松弛各区域中部的钢顶托，各区均由中间向四边逐层松弛，直至所有顶托全部松弛后，再进行大面拆除。经过有限元计算分析，在2～2.5m见方范围内拆除架管屋面结构受力最为合理，因此拆模从壳体中点开始，以均匀、同步逐步向四周扩散的方式，调低支撑上部的可调顶托，使支撑与模板脱开。作法为内架从壳体中点开始，四边与壳体周边平行，呈“回”字形由里向外逐步拆除支撑。架体拆除时，应先横向水平杆、纵向水平杆，再连墙杆，最后立杆，连墙杆应随外架逐层拆除。当脚手架拆至下部最后一根立杆的高度时（约6m），应先在适当位置搭临时支撑加固后，再进行下一步拆除。
四、结束语
由此可见，在大跨度工程施工中，采用双曲抛物面组合扭壳屋盖施工技术，不仅可以满足工程施工的要求，保证其建筑结构的质量符合工程施工的标准，还加快了供施工的进度、降低了工程施工的成本。不过在实际应用的过程中，存在一定问题，因此我们在工程施工中一定要对其施工质量进行严格的控制，从而使得工程施工的质量符合工程标准，实现工程设计的意图。■
参考文献
[1] 滕锦光，王汉珽. 钢-混凝土组合薄壳屋盖的研究进展——施工阶段钢底壳的模型试验研究[J].建筑钢结构进展.2005（03）
[2] 叶国占. 大型薄壳屋盖混凝土浇筑技术[J].广东水利水电.2004（01）
关键词：双曲抛物面；组合扭壳；模板系统
某体育馆建筑面积12783㎡，为钢筋混凝土框架结构，地上及地下各一层看台，中间为比赛用篮球场；建筑高度32.05m，可容纳5000个观众席。其平面水平投影呈平行四边形，每边中部稍向外倾斜，长边为97.5m，短边为67.7m。其屋盖采用预应力混凝土大斜柱和无粘结预应力混凝土双曲抛物面组合扭壳相结合的新型结构体系，每块扭壳水平投影均为平行四边形。四根大斜柱顶在屋顶中央处与大横梁连接，每根大斜柱组成人字架，柱脚采用预应力混凝土拉杆，以承受水平推力。两组大斜柱将屋盖划分为4片扭壳，四块扭壳通过顶部的拔风构件连接，8根大斜柱底部由纵横两向钢筋混凝土预应力拉杆连接，大斜柱截面600mm×1200mm～600mm×1800mm，边梁最大梁宽600mm，最大梁高2300mm，双曲抛物面扭壳屋面、大斜柱、预应力拉杆三者组成整个结构体系。
一、壳体结构形式
1结构设计特点
在该工程施工中，施工人员在对壳体落地点以及周围支柱进行施工的时候，都是采用静压预应力高强混凝土管桩施工方法对其进行施工处理。而且根据工程施工的实际情况和工程施工的要求，施工人员将预应力管桩的直径设置在500mm左右，其混凝土结构的强度等级则为C80，其桩长为18m～35m，按照工程施工的相关规范，管桩在入土的时候，其桩端必须要进入土体2m以上。而工程施工的壳板的厚度则是设计在130mm左右，在使用过程中，由于受到周围边缘构件的影响，导致壳板的厚度发生了变化，使其从原本的130mm转变成200mm。在对壳板配筋进行选择安装的时候，施工人员也要严格按照工程施工的标准进行处理。在该工程施工中，施工人员选用的壳板配筋为Φ10@150，进行双层双向的安装，而且根据工程施工的需要，在边缘构件3m范围内的还要另加钢筋，进而提高建筑结构的稳定性和可靠性。
2力学特点
在该工程壳面结构体系中，由于壳面内只存在薄膜力，因此在对其壳面结构力学分析的时候，技术人员就只需要考虑薄膜力产生的主应力对壳面结构的影响。根据相关测量数据，施工人员了解到在该工程壳面结构中，最大拉应力存在于壳面结构的两个翘角的区域当中，所以在实际应用的过程中，两个低点角所承受的压力最大。不过，在壳面结构中因为区域位置存在着不同，所以在所承受的应力也就存在着不同，施工人员在对壳面结构预应力钢筋进行布置的时候，一定要对壳面结构的各个位置的受力情况进行详细的了解，只有这样才有利于提高建筑结构的稳定性。
二、组合扭壳结构体系施工
1总体施工流程
在工程施工中主要的施工流程为：地下室底板施工（包括钢筋绑扎、塑料波纹管安装、混凝土浇筑及养护）→组合扭壳屋面及斜柱满堂脚手架放线与支设、模板加工制作与安装（同时穿插地下拉杆预应力筋张拉与灌浆）→斜柱钢筋的绑扎→浇筑第一段斜柱混凝土至屋面大梁处，并及时养护→屋面扭壳底筋绑扎、铺设预应力筋、扭壳面筋的绑扎→浇筑屋面及第二段斜柱混凝土至拔风构件大梁处并及时养护→待混凝土强度达到设计的90%进行屋面扭壳无粘结预应力筋张拉→张拉完间隔21d后，施工拔风构件→拆除整个扭壳屋面满堂脚手架及模板体系→屋面涂料装饰施工。
2脚手架及壳面支撑
2.1双曲抛物面组合扭壳的空间测量定位
在大跨度工程施工中，为了保证工程的施工质量，施工人员就要在双曲线抛物面组合扭壳的空间中进行相关的测量定位处理。而在工程施工定位放线测量的时候，施工人员要按照工程施工的要求，通过计算机软件系统为对工程施工相关的数据参数和坐标进行确定，以保证脚手架和壳面支撑系统安装位置的准确性
在工程施工前，施工人员就要先通过计算机软件系统以及相关的测量仪器，对控制梁支撑系统的搭设位置进行确定，并且采用全站仪对双抛物面的底模标高进行很好的控制，在放线定位完毕以后，施工人员还要对其定位放线进行复查。尽可能的将这其双曲抛物面组合可的空间定位的误差控制在工程施工允许的范围之内，在确定完毕以后才能进行下一步的工程施工。
2.2脚手架及扭壳屋盖模板体系的搭设
在对脚手架和扭壳屋盖模板系统进行搭设的时候，施工人员就要根据工程施工的要求，对脚手架的高度进行确定。由于壳面各个位置的高度有着存在着一定的差异，而且在对其壳面模板体系进行浇筑时，每个部分所承受的作用力也不均匀，因此施工人员在对其进行搭设处理的时候，应该对扭壳屋盖模板的整体稳定性进行严格的要求，以确保在对其模板进行浇筑的时候，受到外界因素的影響导致整体结构受到损坏，从而使得整个施工工程的质量受到严重的影响。
在屋盖结构内按平行壳体平行四边形边长弹出控制方格网，网格间距为1.2m。所有支撑均采用Φ48×3.5钢管脚手架支撑体系，支撑采用满堂架形式，支架顶部配专用U形可调托撑。脚手架的纵距、横距均为1.2m，立杆从1.8m高度起开始搭第一道水平系杆，以后所有纵横系杆每隔1.2m搭设一道，在柱脚也全部加纵横水平杆连接。纵横方向均设置剪刀撑，间距均为3.6m，从四周剪力墙斜起45°直到壳底搭设。在四周大斜梁下，钢支柱加密为每根梁下4排支柱（间隔500mm）。
三、模板拆除
架体拆除顺序为：先松弛各区域中部的钢顶托，各区均由中间向四边逐层松弛，直至所有顶托全部松弛后，再进行大面拆除。经过有限元计算分析，在2～2.5m见方范围内拆除架管屋面结构受力最为合理，因此拆模从壳体中点开始，以均匀、同步逐步向四周扩散的方式，调低支撑上部的可调顶托，使支撑与模板脱开。作法为内架从壳体中点开始，四边与壳体周边平行，呈“回”字形由里向外逐步拆除支撑。架体拆除时，应先横向水平杆、纵向水平杆，再连墙杆，最后立杆，连墙杆应随外架逐层拆除。当脚手架拆至下部最后一根立杆的高度时（约6m），应先在适当位置搭临时支撑加固后，再进行下一步拆除。
四、结束语
由此可见，在大跨度工程施工中，采用双曲抛物面组合扭壳屋盖施工技术，不仅可以满足工程施工的要求，保证其建筑结构的质量符合工程施工的标准，还加快了供施工的进度、降低了工程施工的成本。不过在实际应用的过程中，存在一定问题，因此我们在工程施工中一定要对其施工质量进行严格的控制，从而使得工程施工的质量符合工程标准，实现工程设计的意图。■
参考文献
[1] 滕锦光，王汉珽. 钢-混凝土组合薄壳屋盖的研究进展——施工阶段钢底壳的模型试验研究[J].建筑钢结构进展.2005（03）
[2] 叶国占. 大型薄壳屋盖混凝土浇筑技术[J].广东水利水电.2004（01）