1、253大大型型展展馆馆大大跨跨度度反反拱拱张张弦弦梁梁屋屋盖盖体体系系施施工工工工法法1 1前前言言大跨度钢结构以建筑空间大、造型丰富、施工速度快、充分满足建筑美学和使用功能等优点被广泛应用。其中，张弦梁结构凭借其良好的受力性能、优美的外观、较大的空间等特点，越来越受到国内外建筑师、结构师和学者们的青睐。当前大跨度张弦梁结构体系均采用正拱或平拱形式，由于单榀反拱张弦梁结构自稳性差，其在大跨度钢结构体系中尚无工程应用。而反拱张弦梁特有的下凹造型，可满足特定的建筑美学需要，若能优化结构设计及施工工艺，保证结构稳定，反拱张弦梁结构亦可广泛应用。以长沙国际会展中心工程为依托，XX开展科技创新，形成了“2、大跨度反拱张弦梁屋盖体系施工”关键技术，该技术经国内外查新未见相关报道，获得国家发明专利 1 项、实用新型专利 2 项，并于 2016 年 10 月 20 日通过湖北省科技厅组织的科学技术成果鉴定，整体达到国际先进水平。2 2工工法法特特长沙国际会展中心为国内首例应用反拱型张弦梁的大跨度钢结构项目，XX通过系统研究，确保工程安全、有序地实施，有效缩短综合施工工期，为该工程质量和安全提供了有效保障，创造了较好的环保、经济、社会效益。在此基础上，对大跨度反拱张弦梁屋盖体系施工工艺进行系统研究与提炼总结，最终形成本工法。点点2.0.1 单榀施工安全稳定借助有限元软件进行受力分析，采用合理可靠的施工技3、术及施工顺序。随着张拉过程不断进行，张拉变形实测值与模拟计算值相吻合，始终在设计允许范围内。整个张拉过程中，单榀反拱张弦梁结构一直处于受力平衡状态，未出现失稳情况，有效控制了单榀结构张拉稳定性。2.0.2 批次张拉安全高效本工法充分考虑预应力张拉对已成型构件的影响，借助有限元软件进行复杂的组合应力分析，制定了一套行之有效的分批次张拉方案，在保证安全高效进行张拉的同时，最大限度降低对已安装构件的影响，确保局部构件稳定安全，保证箱梁最终成形质量。2.0.3 箱梁线形控制精确本工法严格控制大跨度钢箱梁在整个施工过程中的误差积累，减小钢箱梁塑性变形，确保误差值始终在设计允许范围内，施工完成后的线形优美4、流畅，与设计线形完美吻合，有效地控制了钢箱梁线形质量。2.0.4 双索张拉稳定可控张弦梁底部设置预应力双索，稳定性好，相较于传统方法使用两套设备进行逐索张拉，并创新性地使用预应力双索同步张拉工装，使预应力双索在同一套设备中一同张拉，使双索结构张拉张拉力及变形保持稳定同步。2543 3适用范围适用范围本工法从深化设计、三维建模、加工制作、现场施工、张拉监测等多个方面论述了大跨度张弦梁施工的线形控制施工工艺，适用于各类大跨度张弦梁屋盖体系（尤其是反拱、双索张弦梁形式）。4 4工艺原理工艺原理4.0.1 张弦梁结构体系由下弦索，上弦梁和竖撑杆构成。通过拉索的张拉力，使撑杆产生向上的力，导致上弦梁产生5、与外力荷载及自重相反的内力和变形，提高了结构承载能力。图 4.0.1-1 反拱张弦梁结构示意图 1图 4.0.1-2 反拱张弦梁结构示意图 2针对单榀张弦梁不稳定，运用有限元软件进行模拟分析的方法，对单榀反拱张弦梁面外稳定性式进行线性屈曲分析，研究面外约束对反拱张弦梁结构整体稳定性影响，并探索平面外稳定性控制技术，最终确定合理的施工技术及施工顺序，解决了单榀张弦梁施工不稳定的难题。图 4.0.1-3 运用有限元软件进行模拟分析4.0.2 组织专人采用 MIDASGEN、ANSYS 等有限元软件，运用“倒拆模拟正装施工”的方法分析和验证各施工阶段下结构内力及变形情况，分析出不同施工顺序、张拉批次6、次梁终固时机等因索主梁撑杆255素对整个屋盖结构施工影响程度，并以此确定最优的分批分级张拉方案，保证整个施工过程安全高效地进行。图 4.0.2-1 倒拆模拟法建立有限元模型4.0.3 本工法通过采用优化焊接工艺、留设预拱值、选择稳定支撑胎架、合理分段吊装、分级同步张拉以及全方位、多角度变形监测等措施，严格控制钢箱从加工制作到最终张拉阶段的误差积累，确保误差值始终在设计允许范围内，最终完成线形优美流畅，与设计线形完美吻合。图 4.0.3-1 运用有限元软件进行钢箱梁分段图 4.0.3-2 现场吊装示意图256图 4.0.3-3 全站仪现场监测4.0.4 通过创新性地使用预应力双索同步张拉工装，7、保证双索结构张拉张拉力及变形同步、稳定。同时，正式张拉前预先进行试张拉，将试张拉实测值与模拟分析计算值进行对比，准确无误后方可正式张拉，确保整个张拉过程稳定可控。图 4.0.4-1 张弦梁双索叉耳式热铸锚双千斤顶张拉工装示意图图 4.0.4-2 张弦梁叉耳式热铸锚双千斤顶张拉现场图 4.0.4-3 张弦梁叉耳式热铸锚双千斤顶张拉现场2575 5施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程图 5.1-1 施工工艺流程图2585.2 操作要点5.2.1 模拟分析1 建立分析模型采用三维数值模拟软件 Midas Gen8.36 进行整体建模计算分析，主钢梁、立柱、楼面梁及采用梁单8、元模拟；拉索、斜拉索及屋面支撑采用索单元模拟；撑杆采用桁架单元模拟；分析时考虑结构几何非线性。图 5.2.1-2 展馆整体有限元模型图 5.2.1-3 反拱张弦梁有限元模型立面图图 5.2.1-4 1 轴刚架有限元模型示意图2592 找形分析对比分析经初始平衡状态初拉力与设计预拉力值，高跨最大误差为 3.1%，可分析出的拉索初拉力符合设计初始状态，模型满足要求。图 5.2.1-4 初始平衡状态一次成型变形示意图5.2.2 倒拆模拟施工方法分析倒拆模拟法是对施工过程进行逆序分析，考虑后施工结构对前面已施工结构的影响，基本思路为：对实际结构的施工过程进行倒序分析，依次倒退分析各施工步的构件对剩余结9、构的影响，从而确定各构件的位形及内力。各构件按照施工正序依次安装完成时结构的位形误差满足要求。对施工过程采用倒拆模拟方法进行施工过程模拟，并对上述结构的设计状态进行静力分析，结果如下：图 5.2.2-1 倒拆模拟最终状态变形图 5.2.2-2 设计状态最终变形260在不对结构进行预调情况下，采用倒拆模拟施工方法与设计状态较为符合，采用倒拆模拟方法确定各阶段内力及变形满足要求。5.2.3 影响因素分析影响大跨度反拱张弦梁屋盖体系施工因素主要有：张拉批次、张拉顺序和边界条件。1 张拉批次张弦梁张拉是整个结构施工的关键，直接影响到整个结构成型效果。对张弦梁结构张拉批次研究，即为确定张弦梁结构拉索对已10、施工结构的影响，将拉索张拉对已施工结构的影响降到最小。选定张拉滞后安装 1、2、3 榀的施工工况，利用有限元软件对整个施工过程进行倒拆模拟法分析。对比三种工况状态下张弦梁结构的拉索索力、最大变形及最大组合应力值，综合考虑张拉过程中的安全，并合理安排施工流水，选择张拉滞后安装两榀的张拉批次较为合理。2 张拉顺序大跨度反拱张弦梁结构存在三种张拉顺序：一端至一端张拉、中间向两端张拉、两端向中间张拉。利用有限元软件对整个施工过程进行倒拆模拟分析，对比三种工序最终高跨拉索索力、最大变形及最大组合应力，综合考虑施工难度及现场实际情况，选择由中间至两端施工顺序较为合理。图 5.2.3-1 轴线编号3 次梁固11、结时机在实际施工过程中，次梁施工先通过连接耳板临时固定，与主梁连接为铰接状态，最终焊接固定于主梁上。临时固定的铰接状态与设计的固结状态存在一定差异，为研究次梁终固时机对整个结构稳定性的影响，研究分以下几个工况：1）焊接终固落后于拉索张拉两榀；2）焊接终固落后于拉索张拉一榀；3）焊接终固与拉索张拉同时；4）焊接终固领先于拉索张拉一榀；5）焊接终固领先于拉索张拉两榀。根据上述工况，结合施工过程模拟分析，综合考虑施工难度、变形协调性，选择次梁焊接终固领先于拉索张拉两榀。5.2.4 临时支撑选择261钢箱梁具有大跨度、高自重的特点，综合考虑构件运输、现场吊装等因素，不可避免的采用临时支撑胎架。1 临时12、支撑数量确定利用有限元软件进行模拟计算，采用 2 处临时支撑，大大降低了施工难度系数，更为符合实际。图 5.2.4-1 设置 2 处临时支撑时张弦梁结构变形图 5.2.4-2 设置 2 处临时支撑时张弦梁结构应力2 临时支撑形式选择钢箱梁自重荷载大，要求临时支撑有较大的截面刚度以保证其稳定性；同时，由于临时支撑直接置于钢箱梁下部，传统单胎架临时支撑存与预应力拉索冲突的情况。为此，引入双胎架施工技术：预应力拉索位于双胎架之间，并采用对称格构式双胎架作为临时支撑。图 5.2.4-3 双胎架格构式临时支撑2625.2.5 大跨度弧形钢箱梁制作为减小钢箱梁制作安装过程中各个环节的施工误差，制作安装时应13、设置预变形，提高制作加工精度并减少焊接变形，确保张弦梁的零状态和设计一致。1 运用倒拆模拟法计算预拱由于张弦梁结构跨度大、长细比大，且对变形较为敏感，应考虑受自重及支撑作用产生的竖向变形。通过倒拆模拟正序施工的模拟方法，建立有限元模型，计算出箱梁各分段预拱值，以此为依据进行钢箱梁预拱值设定。图 5.2.5-1 倒拆模拟钢箱梁预拱2 大跨弧形钢箱梁分段技术大跨度反拱张弦梁无法在工厂一次加工成型，需进行分段制作。为满足质量要求，钢箱梁分段原则如下：1）钢箱梁的长度方向板厚及曲线线形有无变化；2）钢箱梁构件运输不得超长；3）满足吊装设备的起重性能；4）合理避开应力集中和构造复杂节点位置，如支座处和竖14、向撑杆对应位置等。根据上述分段原则，将单个展馆每根钢箱梁分为 8 段在工厂制作，降低制作加工难度，方便钢箱梁运输。每小段钢箱梁均根据仿真模拟设置预拱值，保证钢箱梁最终安装线形。图 5.2.5-2 钢箱梁工厂分段示意图3 大截面钢箱梁焊接技术1）焊接收缩余量控制钢箱梁在下料切割时需预设焊接收缩余量、U 型组立的组装间隙及端铣平预留量等相关加工余量。2632）焊接质量控制钢箱梁通过焊前预热、焊缝层间温度控制、焊后热处理等措施以控制焊接质量。在焊后热处理的基础上，采用带小圆头面的手锤锤击焊缝及近缝区，使焊缝及近缝区的金属得到延展变形，用来补偿或抵消焊接时所产生的压缩塑性变形，使焊接残余应力降低。焊前15、预热焊后保温电流控制焊道控制焊接防风棚超厚板焊接质量检测图 5.2.5-3 焊接质量保障措施5.2.6 大跨度弧形钢箱梁安装钢箱梁在工厂分段制作完成后，在现场组队拼接为 3 个吊装分段，再进行高空焊接。高空焊接时对各拼装关键位置空间三维坐标进行严密监控，以确保钢箱梁组装至预定位置并且无缺陷，不会产生相应平面外位移及分力，保证最终成型质量。1 吊装单元划分264吊装单元划分须避开撑杆处箱梁内部加密肋位置，将钢箱梁分为 3 跨进行对接拼装，对拼装情况如下图所示：图 5.2.6-1 钢箱梁吊装分段示意图2 地面对接拼装针对超长大截面钢箱梁在现场地面对接拼装，研究设计了拼装焊接马凳。拼装时将其与铺设在16、地面上的钢板点焊加固，同时在钢箱梁横式卧放两侧用型钢进行临时对称卡位固定。图 5.2.6-2 现场拼接示意图图 5.2.6-3 拼装焊接马凳钢梁拼装时为避免发生焊接变形，需严格按照焊接顺序施焊。钢梁焊接顺序如下图所示：首先将钢梁对接口点焊，然后两名焊工开始焊接。焊工 1 从腹板与下翼缘相交界位置开始施焊，腹板焊接完成连续施焊上翼缘，然后到 2 位置腹板；焊工 2 从腹板与上翼缘相交界位置开始施焊，腹板焊接完成连续施焊下翼缘，然后到 1 位置腹板。依次类推，围绕同一方向连续多层多道施焊。图 5.2.6-4 主梁焊接示意图上述施焊技术可以避免焊接的起息弧在同一位置，以有效保证焊接质量；同时该技术又17、可以有效避免焊接变形、对安装质量造成影响。2653 钢箱梁高空吊装根据吊装单元划分情况，综合考虑吊重、起吊高度、场地空间等因素，选择满足吊装要求的吊装设备。图 5.2.6-5 现场吊装示意图4 吊装测量1）吊装前需复测展馆柱、钢箱梁及胎架连接处的空间三维坐标测量，并准确测出吊装单元的空间位置并投放于临时支撑措施平台上，便于吊装单元就位与校正。2）吊装单元与已安装单元的驳接口对口施工，需在施焊前检测其直线度偏差和标高偏差，在偏差值均符合设计及规范要求后方能进行驳接口焊接作业。3）拆除临时支撑时，在支撑结构拆除前准确测量大跨度拱形结构各控制点的标高，在胎架拆除过程中全程跟踪观测。5.2.7 大跨度18、并行双索分级张拉反拱张弦梁结构跨度大，若一次张拉成型，张弦梁结构受力状态骤变对结构稳定性不利。此外，一次张拉成型很难保证双索同步性，张拉控制难度大。正式张拉前，需通过试张拉试验确认结构索力、变形及应力是否正常，张拉伸长值是否正常，有无裂缝产生，结构整体是否稳定等，并对张拉工艺进行探索优化。选取 3 轴预应力拉索进行试张拉，张拉前 1 轴主桁架已安装，5 轴、7 轴的张弦梁已吊装并拼装焊接完成，相邻的次钢梁也已就位焊接完成，“人字形”展馆中间变截面箱梁和同轴线反拱张弦梁焊接完成，并完成所有焊缝的探伤检测。1 预应力索超张拉值确定预应力双索长度较大，张拉过程中将产生预应力损失，使张拉完成稳定后拉索19、索力值小于张拉值。为使预应力拉索索力值达到目标索力，应对预应力索进行超张拉。超张拉数值与拉索索长、张拉力、施工条件等因素有关，无法通过仿真模拟进行确定，在试张拉时通过张拉索力与稳定索力监测分析，确定预应力损失数值。最终确定超张拉 3%，拉索索力稳定后与目标索力基本相符，因此，本工程最终确定张拉索力分级方式为：0%30%50%75%90%103%。2 索力监测试张拉阶段，索力监测采用配套标定的压力传感器。通过读取六弦频率值，取平均值，查出此频率对应的索力，与实际张拉过程中施加的索力进行对比。266图 5.2.7-1 压力传感器3 位移监测试张拉阶段，位移监测采用全站仪，选择张弦梁跨中垂线与下翼缘20、底边交点作为监测点，直接由控制点进行三维放样和监测，确保位移监测精度。图 5.2.7-2 全站仪关键部位位移监测5.2.8 拉索安装1 搭设操作平台采用型钢（如角钢和槽钢等）焊制拉索安装和张拉所需的操作平台。操作平台不仅要便于拉索施工，也要保证施工安全性。图 5.2.8-1 张弦梁张拉操作平台示意图2 拉索开盘267在开盘放索过程中，因索盘绕产生的弹性和牵引产生的偏心力，索开盘时产生加速，导致弹开散盘，易危及工人安全，因此开盘时注意防止崩盘。通过发明一种超长预应力拉索开盘放索装置，解决拉索开盘伤人问题。123469756712588AB39AB3568A-A974B-B1-拉索限位方钢，2-根21、部加固角钢，3-索盘水平方钢支架，4-旋转中心内侧圆钢管，5-旋转中心外侧圆钢管，6-滚轮，7-滚轮运行轨道，8-水平环形限位钢筋，9-索盘底部方钢支架。图 5.2.8-2 索盘放索装置示意图图 5.2.8-3 张弦梁挂索268图 5.2.8-4 卧式卷盘拉索展开现场照片3 拉索及索夹安装采用吊机、牵引千斤顶、卷扬机等，将地面展开的拉索提升至高空。根据索体表面的标记，确定索夹与拉索相连的位置，将索体与索夹固定。索头与锚固节点连接，并预紧拉索。图 5.2.8-5 预应力双索示意图图 5.2.8-6 张弦梁固定索夹5.2.9 拉索张拉2691 张拉顺序拉索张拉滞后钢构安装两进行流水作业，张拉前该榀22、张弦梁两侧纵向次梁已安装完成。同一根轴线上 2 榀张弦梁拉索作为同一张拉批，同时张拉。屋面支撑安装和张拉，滞后张弦梁张拉两榀，分区隔对称张拉，同区隔内两根同时张拉。图 5.2.9-1 张拉顺序2 张拉机具采用传统的张拉工艺及设备，每次只能张拉单根拉索，很难确保两根单索最终的张拉应变及张拉应力。为此研发了双索同步张拉工装，通过张拉工装将 2 根预应力拉索进行固定，使用 4 个油压千斤顶对双索进行同步分级张拉，可达到良好的张拉效果。张拉顺序与张弦梁安装顺序保持一致，即由 17 轴向 3 轴方向进行张拉工作。张拉工装平面图张拉工装剖面图现场实物图张拉工装结构图结构说明：1-锚具、2-反力扁担、3-固23、定螺栓、4 拉杆、5-工装固定端、6-油压千斤顶图 5.2.9-2 张拉工装结构示意图2703 张拉质量控制预应力索张拉采用分批、分级、对称、缓慢匀速、同步加载和一次到位的张拉方法。采用力控和形变双控方式控制张弦梁施工质量。具体监控方法如下：索力控制主要是利用设计张拉力值与经过专业实验室标定过的油压千斤顶油表读数进行换算。通过控制油压千斤顶油表读数，换算为现场实际张拉力值，确保现场实际张拉力值达到设计张拉力值。图 5.2.9-3 预应力索张拉双压力表控制1）现场张拉主要控制拉索张拉力和张弦梁跨中竖向位移。张拉过程中，对预应力拉索分级张拉力值、张弦梁轴线、变形位移、撑杆垂直度及轴线位置进行全程实24、时动态监控。2）现场位移控制、撑杆垂直度和轴线监测主要通过全站仪对张弦梁跨中下侧中点部位进行监测，同时在该部位悬吊精调钢丝绳及变形竖尺的形式进行比对分析，取平均值作为位移变形值，用以控制现场张弦梁跨中位移变化.控制目标为：张拉锚固后的索力达到施工分析理论张拉力。变形控制在设计允许范围内。图 5.2.9-4 预应力索张拉过程仪器定位观测图 5.2.9-5 预应力索张拉过程变形竖尺观测4 张拉监测数据分析张拉过程中，分别对拉索索力、变形值、撑杆垂直度进行实时监测，通过与模拟计算的应力、应变进行实时对比分析，确保整个张拉过程平稳、高效进行，实现全过程、多角度的过程监测。2716 6材料与设备材料与设25、备6.1 主要材料表主要材料表表 6.1-1 主要设备表序号序号名称名称规格规格性能参数性能参数备注备注1钢箱梁支座部位160050040100mm（高度宽度厚度）跨中 18m 范围内16005004055mm，其余范围16005004045mmQ345GGB屋盖张弦梁上部刚性梁2节点销轴/40Cr 合金结构钢节点销轴3GALFAN 镀层索97mm镀层级别 A 级拉索4撑杆H4363003030mmQ345索撑5主弦杆21910Q345支撑胎架6格构式支撑杆895、765Q345B支撑胎架7顶梁节型钢HN450200914Q345B支撑胎架8锚具/40Cr张拉工装9铸钢件/G20Mn5N张拉工26、装6.2 主要设备表主要设备表表 6.2-1 主要设备表序号序号设备名称设备名称型号型号额定功率额定功率(KW)(KW)数量数量使用时间使用时间1150t 履带吊150t/44 个月2100t 汽车吊100t/4零星台班350t 汽车吊50t/87 个月425t 汽车吊25t/88 个月520 吨平板拖车20t/87 个月6交直流电焊机ZX7-40033.5KW408 个月7二氧化碳焊机OTC-XD600G47.7KW607 个月8熔焊栓钉机RSN-2500ZX110KW407 个月9焊条烘箱YGCH-X-4006407 个月10砂轮切割机400 型2.0KW207 个月11空压机YJ600W27、S7.5KW207 个月7 7质量控制质量控制7.0.1 严格执行国家规范及相关要求，包括：低合金高强度结构钢（GB/T 1591-2008）、钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程(JGJ82-2011)、索体标准：EN12385-10(一般结构用途用单捻钢丝绳)、合金结构钢(GB3007-1999)、钢拉杆（GB/T209342007）、铸钢节点应用技术规程（CECS235:2008）、铸件尺寸公差与机械加工余量（GB6414：1999）的相关规定。7.0.2 焊接撑杆上下节点前，应仔细核对节点的位置和方向，特别要注意与拉索相连节点的耳板272方向。7.0.3 在工厂里对拉索进行严格编28、号和精确标记。按照初始预张力和各索段长度，在索皮上标记索夹的位置以及索头螺杆的位置。安装前需量测实际关键节点的安装偏差，根据这些标记和节点安装偏差，在现场进行拉索及索夹的安装，并调节索长。7.0.4 拉索安装前，需对索头调节装置涂适量黄油润滑，以便于拧动。7.0.5 拉索安装前应测定索长制作误差以及索端节点的安装误差，根据这些误差值，调整索长，确保撑杆下节点位置的准确。7.0.6 直接与拉索相连的节点，其空间坐标精度需严格控制。节点上与拉索相连的耳板方向也应严格控制，以免影响拉索施工和结构受力。7.0.7 拉索张拉设备须配套标定，正式使用前需进行检验、校核并调试，确保使用过程中万无一失。7.029、.8 张弦梁必须在屋面主梁及次梁施工完毕，且焊接质量验收合格后方可张拉，施工张拉采用索力控制为主，变形控制及撑杆垂直度控制为辅。7.0.9 千斤顶张拉过程中，油压应缓慢、平稳，并且边张拉边旋转调节装置。7.0.10 千斤顶与油压表需配套校验。标定数据的有效期在 6 个月以内。严格按照标定记录，计算与环索张拉力一致的油压表读数，并依此读数控制千斤顶实际张拉力。7.0.11 张拉过程中，每个张拉点由一至两名工人看管，每台油泵均由一名工人负责，并由一名技术人员统一指挥、协调管理。7.0.12 软索的柔度相对较好，在开盘拉索展开过程中外包的防护层不除去，仅剥去索夹处的防护，在牵引索安装索球张拉索的各道30、工序中，均注意避免碰伤、刮伤索体。8 8安全措施安全措施8.0.1 施工人员正式上岗前必须进行技术培训与安全交底，进场前规范佩戴安全帽和安全带，且持证上岗。8.0.2 设备正式使用前需进行检验、校核并调试，确保使用过程中万无一失。8.0.3 检查构件之间以及支座连接就位，考虑张拉时结构状态是否与计算模型一致，以免引起安全事故。8.0.4 拉索张拉前，应严格检查安全维护设施是否到位，保证张拉操作人员的安全。8.0.5 拉设安全警戒线，张拉时千斤顶两端严禁站人，闲杂人员不得围观，操作人员应在千斤顶两侧操作，不得在端部来回穿越。8.0.6 安装和张拉时应搭设牢固的操作平台，并应满铺脚手板。8.0.731、 在一切准备工作做完之后，且经过系统的、全面的检查无误后，现场安装总指挥检查并发令后，才能正式进行张拉作业。9 9环境措施环境措施9.0.1 应严格遵守国家的环境管理体系要求及使用指南（GB/T24001）等国家和地方有关施工环境管理规定。9.0.2 根据工程的特点，指定环境保护操作手册及注意事项，施工前对现场操作人员及管理人员进行详细的环保措施交底。1010效益分析效益分析27310.1 经济效益1 节约投资约 1937 万元。计算方法：本工程单个展馆屋盖结构体系由 2 榀管桁架、8 榀张弦梁以及屋面次梁组成，用钢量达 9914 吨，造价约 8843 万元。因采用大跨度张弦梁拉索技术，使大跨32、度箱型钢梁的使用成为可能，同全部使用屋面管桁架相比，由于张弦梁结构自平衡稳定性的充分发挥，降低了用钢量，降低了成本。W1W4 个展馆屋盖结构节约用钢量 23232-16432=2176 吨。按照 8900 元/吨进行制作安装，节约投资约 1937 万元。2 施工工期效益 480 万元，节约胎架租赁、安拆、转运费用 160 万元。计算方法：为确保施工安全，原设计方案建议采用从两端往中间顺序张拉。本工法强调在施工过程中伴随监测活动及受力分析，调整张拉设备的参数，确保施工安全，从一端向另一端顺序张拉，提高施工效率，缩短工期和胎架租赁周期。本工程节约工期约 24 天，按业主合同规定，若工期延误一天，则33、按每天 5 万元罚款，则工期效益为：2420=480 万元；节约胎架租赁周期 80 套/天，节约租赁、安拆及转运费用 160 万元。10.2 社会效益丰富了展馆工程张弦梁施工经验，对促进大空间钢结构施工领域的技术进步和管理水平具有十分重要的意义，在大空间结构设计与施工中应用前景广泛。节能及环保效益通过提高箱型梁线形精度控制，结合采用张弦梁预应力索技术，减少墙柱的布置，提高建筑空间使用效率，减少钢筋混凝土等消耗性材料的投入使用，推崇钢材等材料的周转使用，深植绿色理念。1111应用实例应用实例11.1 工程简介长沙国际会展中心主展馆屋面采用张弦梁+两端管桁架+屋面次梁结构体系。反拱张弦梁跨度达1034、1m，两端高低跨垂直距离 13.2m，跨中上下弦距离 4.8m，矢高 3.5m，斜率达 1:7.75。上部主梁采用 Q345GJB 钢箱梁，截面为 16005004045100mm，长细比大，单根曲线箱型拱梁重约 106t。11.2 应用效果本工法成功应用于国内首例采用反拱张弦梁结构的长沙国际会展中心项目，解决了大跨度反拱张弦梁施工稳定性差及质量控制难度大等难题，使整个施工过程稳定、可控地进行，为该工程安全和质量提供了有效保障，创造了较好的环保、经济、社会效益。11.3 应用照片图 11.3-1 进行焊接工艺评定及焊工考试274图 11.3-2 焊缝检测图 11.3-3 钢箱梁焊缝外观检查图 11.3-4 变截面连接箱梁示意图275图 11.3-5 钢箱梁高空吊装示意图图 11.3-6 索张拉双压力表控制图 11.3-7 索张拉过程变形竖尺观测图 11.3-8 预应力索张拉过程仪器定位观测276图 11.3-9 屋面支撑索张拉效果图图 11.3-10 隅撑拉杆张拉效果图图 11.3-11 现场张拉完成后支座部位双索277图 11.3-12 展馆施工效果 1图 11.3-13 展馆施工效果 2图 11.3-14 展馆施工效果 3