大跨度四边形环索弦支张拉揭秘

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        日前，经过7天紧凑的施工，国内首创大跨度四边形环索弦支——张弦组合结构，在福州海峡奥林匹克体育中心体育馆成功张拉。

        福州海峡奥体中心项目由中建海峡建设发展有限公司施工总承包，由体育场、体育馆、游泳馆、网球馆以及配套与办公用房等单体项目组成，总建筑面积约36万平方米，是举办2015年第一届全国青年运动会的主会场。

        四边形环索弦支结构体系由国内知名结构设计大师傅学怡主创，由环索、斜索、竖向撑杆以及上部单层网壳组成。该体系兼具索体的柔性和网壳结构的刚性，主要通过对斜索或环索施加主动预拉力拉紧索体，使索体产生预应力，带动通过铸钢索夹连接在拉索上的竖向撑杆产生向上的轴力，从而顶起上部的屋面网壳结构，提高屋盖整体刚度，形成弦支穹顶空间结构，提升建筑美观效果。相对于常规弦支穹顶结构，其具有传力效率高、施工张拉方便、局部断索对整体结构安全影响小、节省用钢量等优点。此前，深圳北站站台雨棚工程曾采用小跨度的单道四边形环索弦支。

        福建海峡奥体中心弦支——张弦组合结构体系由三道环索（即外环索、中环索、内环索）及对应的斜索、撑杆和两侧张弦梁组成，最大跨度76米，具有张拉精度要求高、撑杆垂直度控制难、拉索索力影响因数多、张拉工况复杂等特点。施工技术人员通过有限元模拟分析技术，应用三维仿真技术模拟张拉全过程，确定张拉力、位移量以及撑杆预偏移量。施工过程采取“分两级一端张拉，先环索后弦索，由外到内同步张拉”的原则。即按外环→中环→内环→张弦梁的顺序，先依次同步张拉每道环索上四条斜索或张弦梁拉索至索力设计值的50%，完成第一级；再重复第一级的顺序张拉至索力设计值的100%，完成第二级张拉。张拉施工由液压油泵、液压千斤顶、张拉工装组成的张拉系统完成。该系统由液压油泵控制液压千斤顶施加拉力,当预拉力与索体上的反向拉力相近时，现场作业人员可通过特制的扳手拧动带螺纹的钢棒，将通过螺纹连接在钢棒两端的拉索索头与固定端索头拉索逐步拉紧，完成张拉过程。每级张拉过程中，由于张拉索力是非线性缓慢增大,相应油压表控制值难以确定，需反复调节张拉系统，寻找索力契合点，以拧动钢棒，因此整个张拉是及其缓慢的过程。同时在张拉过程中辅以位移监测和索力监测，确保最终成形结构状态满足设计要求。