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车晓天
哈尔滨香坊物业供热有限责任公司供热中心
【摘 要】建筑行业是目前我国发展十分迅速的行业之一，对我国的社会进步和经济发展起到了极大的推动作用，满足了人们日常工作生活对于各类建筑物的需求，是我国的支柱产业。随着城市化的不断推进，超高层建筑越来越多，所涉及到的施工技术也越来越复杂，本文将结合工程实例分析研究超高层建筑自由曲面单层网壳屋顶安装的主要施工技术和工艺。
【关键词】超高层建筑；自由曲面；单层网壳；屋顶安装；施工技术
随着我国城市化进程的不断推进，越来越多的人们涌进了城市，密集的人口使得超高层建筑成为了城市建筑的发展趋势。超高层建筑空间大、容量大并且占地面积十分小，因此受到了行内外人士的喜爱。当下我国对于基础设施的投资力度十分大，超高层建筑如雨后春笋般出现在全国各个地区，这给人们的生活带来了极大的便利，同时人们对于建筑的个性化、功能的多样化也对建筑工程技术提出了更好的要求。
1、工程概况
某市广播电视总台广场工程位于工业园区北街，总建筑面积约30万㎡。工程分为地上和地下两部分，其中地下共有4层，地上建筑包括2栋塔楼和裙房，办公塔楼建筑高度为210米，共40层；酒店塔楼总建筑高度为160米，共38层，两幢塔楼屋顶根据使用功能要求采用了空间自由曲面单层网壳结构。
2、网壳屋架特点及组成
2.1 网壳结构特点
两塔楼屋顶网壳结构均为下部椭圆形，上部长方形，且下部结构小于上部结构，呈碗状形态。底部设有一道椭圆形钢圈梁，顶部外边缘与钢梁连接，南北侧顶环梁下部有混凝土柱支撑，东西侧顶环梁下部无支撑，跨度 31.5 m，标高范围为150.660～164.850 m，结构形式为空间扭曲网壳体。
2.2 网壳钢构件组成
屋顶碗状网壳除顶部环梁为箱型构件加半圆管组合形式外，其余都为空间弯曲钢管，通过钢管的弯扭，形成上方下圆的网壳结构。
3、主要技术应用点
超高层建筑自由曲面单层网壳屋顶安装施工涉及到许多复杂的技术措施，要对所用到的技术措施进行分类分步骤进行研究分析，保证整个施工的顺利进行。
3.1构建加工制作
该工程自由曲面单层网壳屋顶安装中所用的网壳结构所需要的杆件众多，这对于切割机的要求十分高，此外网壳结构中有许多部位是多个杆件交汇连接，需要很高的加工精度，因此该工程采用了国外最先进的设计软件和相贯面等离子火焰管材数控切割机，通过这些设备和软件可以进行等比例模拟设计，对外输出指令，从而能够避免大量的复杂工作，使得无图纸化加工得以实现，不仅简化了工作量还能够实现对构件加工精度质量控制，满足工程的需求。
3.2钢结构模拟施工技术
根据网壳结构的结构特点、现场安装及运输条件，将网壳结构分解成多个小桁架拼装单元进行模拟工况分析，采用MIDAS 7.80分析软件对构件模拟计算，确定合理的拼装顺序。
3.3测量技术
3.3.1进行测量工作时，首先要选择投影基准点，投影基准点的选择要按照一定的规范进行，选择时要首先了解掌握图纸，按照涉及图纸的要求确定投影基准点，此外在投影基准点选择时，要保证垂直传递的视线不受到阻碍，保持畅通且不可与楼层主梁相冲突。在楼层面的四角合理布置4个投影基准点，保证每个基准点可以看到最近的2个基准点，视线不受阻碍。
3.3.2拼装过程中每个拼装单元，利用CAD模型图纸，确定各个节点坐标，现场根据CAD放样的三维坐标通过全站仪坐标测量法来控制网壳形状及位置。
3.4高空分段拼装技术
为了保证网壳结构的稳定性，需要将构件按照东西和南北两个方向进行对称安装，经过工厂预拼装的分块钢架从中间逐步安装，从而形成四个面、四片支座。在分块安装的过程中，要用两边缆风绳进行临时稳定。在分块件电焊完成之前，绝对不能够松开缆风绳。
4、主要施工阶段
4.1测量放线
4.1.1主控轴线
在楼层面的四角设置4 个投影基准点，并要保准每个基准点可通视相邻2 个基准点。投影基准点选择时，应尽量保证垂直传递的视线通视，与楼层主梁相避让。
4.1.2网壳结构实线引测
第1步：放实线方法：取四角点定位，形成一个长方形。以投影分块线逐条放投影实线等基准测量线，将每片网壳桁架的控制点投影到楼板上。
第2步：安装顶部四周钢梁，钢梁位置确定使用全站仪将轴线引至顶部，控制钢梁水平与标高位置。
第3步：四边以中间分块为中心，逐块向上安装至顶部，形成四边中间形成网壳，整个网壳初步形成稳定体。逐块安装测量，安装时用全站仪测量安装网壳桁架主杆的空间位置，并用垂准仪或线锤复核桁架端部是否与楼层上投影点相符。
4.2 网壳分块
根据结构情况、现场安装条件和运输条件，对网壳进行分块，共分为62 个小桁架。
4.3 网壳安装满堂脚手架搭设
网壳安装满堂脚手架形式：网壳安装，有大量的杆件要补缺，分段桁架安装时要有临时搁置点，因此在网壳下方需搭设满堂脚手架，满堂脚手架需按网壳结构曲面形状搭设呈阶梯状，顶部高度需严格控制。
4.4 网壳结构安装流程
4.4.1安装底环梁，满堂脚手架搭设；
4.4.2安装顶环梁（东西侧顶环梁脚手架局部加强）；
4.5网壳结构的吊装和焊接施工
高空吊装时一定要合理选择吊点，尽量减少构件变形。在对网壳结构进行焊接施工时，主要分为以下个部位的焊接环节：钢管对接焊缝、钢管相贯线焊缝等，要按照相关的规范进行焊接工作。
5、结束语
展望以后的建筑行业可以得知，高层建筑将会越来越常见，对人们的生活影响也越来越大，因此我们要做好高层建筑的建设工作。超高层建筑自由曲面单层网壳屋顶安装施工是超高层建筑施工中十分重要且复杂的一个环节，为了处理好这一环节，需要我们更加积极的对其进行分析研究，总结以往的施工经验，对现有的施工技术进行创新发展，从而保证超高层建筑物的施工质量，为我国的建筑行业发展做出贡献。
参考文献：
[1]严永忠，周观根，李相勇，徐齐，吴挺前，翁明土.平面预应力弦支穹顶组合网壳结构施工关键技术[J].施工技术.2014（14）
[2]王佳斯，鲁博，张宇，张荣荣.大跨度双层不规则空间球形网壳钢结构安装技术[J].施工技术.2014（14）
[3]张少波，张骥.228 m大跨度钢桁架弦支穹顶组合网壳结构的安装技术[J].建筑施工.2014（07）
哈尔滨香坊物业供热有限责任公司供热中心
【摘 要】建筑行业是目前我国发展十分迅速的行业之一，对我国的社会进步和经济发展起到了极大的推动作用，满足了人们日常工作生活对于各类建筑物的需求，是我国的支柱产业。随着城市化的不断推进，超高层建筑越来越多，所涉及到的施工技术也越来越复杂，本文将结合工程实例分析研究超高层建筑自由曲面单层网壳屋顶安装的主要施工技术和工艺。
【关键词】超高层建筑；自由曲面；单层网壳；屋顶安装；施工技术
随着我国城市化进程的不断推进，越来越多的人们涌进了城市，密集的人口使得超高层建筑成为了城市建筑的发展趋势。超高层建筑空间大、容量大并且占地面积十分小，因此受到了行内外人士的喜爱。当下我国对于基础设施的投资力度十分大，超高层建筑如雨后春笋般出现在全国各个地区，这给人们的生活带来了极大的便利，同时人们对于建筑的个性化、功能的多样化也对建筑工程技术提出了更好的要求。
1、工程概况
某市广播电视总台广场工程位于工业园区北街，总建筑面积约30万㎡。工程分为地上和地下两部分，其中地下共有4层，地上建筑包括2栋塔楼和裙房，办公塔楼建筑高度为210米，共40层；酒店塔楼总建筑高度为160米，共38层，两幢塔楼屋顶根据使用功能要求采用了空间自由曲面单层网壳结构。
2、网壳屋架特点及组成
2.1 网壳结构特点
两塔楼屋顶网壳结构均为下部椭圆形，上部长方形，且下部结构小于上部结构，呈碗状形态。底部设有一道椭圆形钢圈梁，顶部外边缘与钢梁连接，南北侧顶环梁下部有混凝土柱支撑，东西侧顶环梁下部无支撑，跨度 31.5 m，标高范围为150.660～164.850 m，结构形式为空间扭曲网壳体。
2.2 网壳钢构件组成
屋顶碗状网壳除顶部环梁为箱型构件加半圆管组合形式外，其余都为空间弯曲钢管，通过钢管的弯扭，形成上方下圆的网壳结构。
3、主要技术应用点
超高层建筑自由曲面单层网壳屋顶安装施工涉及到许多复杂的技术措施，要对所用到的技术措施进行分类分步骤进行研究分析，保证整个施工的顺利进行。
3.1构建加工制作
该工程自由曲面单层网壳屋顶安装中所用的网壳结构所需要的杆件众多，这对于切割机的要求十分高，此外网壳结构中有许多部位是多个杆件交汇连接，需要很高的加工精度，因此该工程采用了国外最先进的设计软件和相贯面等离子火焰管材数控切割机，通过这些设备和软件可以进行等比例模拟设计，对外输出指令，从而能够避免大量的复杂工作，使得无图纸化加工得以实现，不仅简化了工作量还能够实现对构件加工精度质量控制，满足工程的需求。
3.2钢结构模拟施工技术
根据网壳结构的结构特点、现场安装及运输条件，将网壳结构分解成多个小桁架拼装单元进行模拟工况分析，采用MIDAS 7.80分析软件对构件模拟计算，确定合理的拼装顺序。
3.3测量技术
3.3.1进行测量工作时，首先要选择投影基准点，投影基准点的选择要按照一定的规范进行，选择时要首先了解掌握图纸，按照涉及图纸的要求确定投影基准点，此外在投影基准点选择时，要保证垂直传递的视线不受到阻碍，保持畅通且不可与楼层主梁相冲突。在楼层面的四角合理布置4个投影基准点，保证每个基准点可以看到最近的2个基准点，视线不受阻碍。
3.3.2拼装过程中每个拼装单元，利用CAD模型图纸，确定各个节点坐标，现场根据CAD放样的三维坐标通过全站仪坐标测量法来控制网壳形状及位置。
3.4高空分段拼装技术
为了保证网壳结构的稳定性，需要将构件按照东西和南北两个方向进行对称安装，经过工厂预拼装的分块钢架从中间逐步安装，从而形成四个面、四片支座。在分块安装的过程中，要用两边缆风绳进行临时稳定。在分块件电焊完成之前，绝对不能够松开缆风绳。
4、主要施工阶段
4.1测量放线
4.1.1主控轴线
在楼层面的四角设置4 个投影基准点，并要保准每个基准点可通视相邻2 个基准点。投影基准点选择时，应尽量保证垂直传递的视线通视，与楼层主梁相避让。
4.1.2网壳结构实线引测
第1步：放实线方法：取四角点定位，形成一个长方形。以投影分块线逐条放投影实线等基准测量线，将每片网壳桁架的控制点投影到楼板上。
第2步：安装顶部四周钢梁，钢梁位置确定使用全站仪将轴线引至顶部，控制钢梁水平与标高位置。
第3步：四边以中间分块为中心，逐块向上安装至顶部，形成四边中间形成网壳，整个网壳初步形成稳定体。逐块安装测量，安装时用全站仪测量安装网壳桁架主杆的空间位置，并用垂准仪或线锤复核桁架端部是否与楼层上投影点相符。
4.2 网壳分块
根据结构情况、现场安装条件和运输条件，对网壳进行分块，共分为62 个小桁架。
4.3 网壳安装满堂脚手架搭设
网壳安装满堂脚手架形式：网壳安装，有大量的杆件要补缺，分段桁架安装时要有临时搁置点，因此在网壳下方需搭设满堂脚手架，满堂脚手架需按网壳结构曲面形状搭设呈阶梯状，顶部高度需严格控制。
4.4 网壳结构安装流程
4.4.1安装底环梁，满堂脚手架搭设；
4.4.2安装顶环梁（东西侧顶环梁脚手架局部加强）；
4.5网壳结构的吊装和焊接施工
高空吊装时一定要合理选择吊点，尽量减少构件变形。在对网壳结构进行焊接施工时，主要分为以下个部位的焊接环节：钢管对接焊缝、钢管相贯线焊缝等，要按照相关的规范进行焊接工作。
5、结束语
展望以后的建筑行业可以得知，高层建筑将会越来越常见，对人们的生活影响也越来越大，因此我们要做好高层建筑的建设工作。超高层建筑自由曲面单层网壳屋顶安装施工是超高层建筑施工中十分重要且复杂的一个环节，为了处理好这一环节，需要我们更加积极的对其进行分析研究，总结以往的施工经验，对现有的施工技术进行创新发展，从而保证超高层建筑物的施工质量，为我国的建筑行业发展做出贡献。
参考文献：
[1]严永忠，周观根，李相勇，徐齐，吴挺前，翁明土.平面预应力弦支穹顶组合网壳结构施工关键技术[J].施工技术.2014（14）
[2]王佳斯，鲁博，张宇，张荣荣.大跨度双层不规则空间球形网壳钢结构安装技术[J].施工技术.2014（14）
[3]张少波，张骥.228 m大跨度钢桁架弦支穹顶组合网壳结构的安装技术[J].建筑施工.2014（07）