天津中醫藥大學新建體院館項目通過幾種腳手架的分析對比，選中盤扣式腳手架作為支撐。

天津中醫藥大學新建體育館工程平面呈橢圓形，建築面積為 17420㎡，主體1層，局部4層，建築高度24.3m。鋼屋蓋為橢圓形，長軸 92m，短軸 73m，矢高 6.5m。上層網殼采用超大空心加肋焊接球和空心杆件焊接而成，形式為施威德勒-凱威特型網殼;下部柔性體系由4環環拉索、5圈徑向拉杆和81 根豎向撐杆組成。整個屋蓋坐落在内圈26根混凝土柱和北側跨度為 55. 6m的桁架上，與外圈32根混凝土柱采用豎向異形平面桁架連接，柱頂預埋彈簧支座，柱身留有預埋件。網殼與異形平面桁架，異形平面桁架與彈簧支座、預埋件焊接，形成穩定體系。如圖1所示。

體育館中心為比賽場地，四周為階梯觀賽看台，可容納 5300 餘人，是理想的國際賽事和休息娛樂場所。如圖 2 所示。

鋼屋蓋施工方法确定

由于網殼拼裝完成後需要進行預應力張拉，張拉過程中網殼會經過複雜的力變狀态，某些杆件會從受壓變成受拉，中部起拱值達 67mm，安裝精度要求高，精度控制便成為保證張拉後成型的關鍵。

采用滿堂紅腳手架高空散裝，腳手架應具備不影響網殼定位拼裝，保證每個杆件和球節點可以反複測量校正的功能，當杆件拼裝焊接出現偏差時，可以依靠腳手架及時糾偏，為整體屋蓋網架的安裝精度提供保障。當屋蓋網架安裝完成後，可以及時改動腳手架立杆、水平杆位置，為網殼下部豎向撐杆、徑向拉杆和環向拉索及張拉工作提供安全可靠作業平台，使網殼高空散裝成為最佳的施工方案。

弦支穹頂支撐腳手架的作用

1、支撐網殼荷載

網殼杆件和焊接球安裝時，需要吊裝到支撐腳手架形成的操作平台上，然後在平台上設置三維調節轉換裝置，經過反複測量精确定位，安裝焊接，再反複測量調整、糾偏，直至達到設計值。網殼各杆件和球節點依次安裝，形成整個網殼，張拉前，整個網殼的荷載作用在腳手架上。

2、施工作業操作平台

腳手架形成的平台是施工作業人員安裝焊接網殼杆件和球節點的作業平台，同時也是作業機具擺放和材料轉運的平台。

3、索杆體系安裝、張拉操作平台

網殼下部索杆體系的豎向撐杆和徑向拉杆在網殼拼裝完成後與環向拉索同時安裝，均在支撐腳手架上施工完成。待整個鋼屋蓋安裝完成後，需要安裝張拉工裝，進行預應力張拉，支撐腳手架提供操作空間。

4、腳手架要求

弦支穹頂結構(見圖 3)，上部單層網殼呈橢圓形曲面，必須按照穹頂曲面搭設成塔式階梯狀才能方便施工，必然需要較多參差不齊的豎向立杆來滿足塔式階梯狀的搭設(見圖 4)。下部弦支結構的支撐腳手架在遇到豎向撐杆、徑向拉杆和環向拉索時能靈活避開，以滿足結構和施工需要。

塔式階梯狀支撐架

腳手架比選

為滿足腳手架條件，對扣件式鋼管腳手架、碗扣式鋼管腳手架、安德固腳手架、盤扣式腳手架進行了比選。

1)扣件式鋼管腳手架

是運用最廣的腳手架，搬運方便，通用性強，成本較低，但本工程弦支結構呈三維姿态，運用該類型腳手架難以迎合弦支結構的空中姿态變化和穹頂曲面變化，如果使用該類型腳手架，需要大量切改鋼管，造成大量浪費;此外，安全性也難以保證。

2)碗扣式腳手架

雖然碗扣節點結構合理、立杆軸向傳力、結構強度高、整體性好，能較好地滿足施工安全的需要。該類型腳手架在天津周邊地區生産廠家較多，在長期施工過程中發現，租賃單位購買多廠家産品或某工程租用多家産品後，造成産品質量标準和制作精度不統一，杆件、碗扣件混雜在一起，水平杆件長度誤差、立杆上碗扣間距誤差及上下碗内齒痕的寬度和深度等橫杆接頭上的齒痕誤差不能很好地匹配，造成腳手架碗扣節點緊固力不足，腳手架整體穩定性差，給施工帶來一定的安全隐患;此外，施工單位租賃後部分杆件丢失，自行改制彌補租賃數量，造成杆件加工質量誤差增大;最終使網殼拼裝精度難以保障。

3)安德固腳手架

能滿足使用要求，也不存在以上缺點，但在國内沒有形成行業規範和标準，不便與業主、監理和施工單位及相關政府管理部門在施工過程中檢查和溝通。

4)盤扣式腳手架

該腳手架立杆長度為 0. 5 ～ 3. 0m，水平杆為 0. 3 ～ 2m，規格齊全，有利于解決弦支穹頂結構搭設塔式階梯狀腳手架需要的不同長度杆件問題。該腳手架在彌補上述幾種支撐腳手架不足的同時，高空 2 個豎杆間可随意增加橫杆鋼梁，鋼梁上可任意增設豎杆，能夠很好地解決與索杆體系産生碰撞時避開豎向撐杆、徑向拉杆和環向拉索的問題。當支撐腳手架與弦支穹頂結構不适宜時，隻需調整部分腳手架杆件位置便可解決問題，極大地方便了施工。更重要的是該腳手架穩定性好，承載力高，安全可靠，調整靈活方便，為環向拉索、豎向撐杆、徑向拉杆的安裝和預應力張拉施工營造安全可靠的施工環境，對于弦支穹頂結構是最适合的支撐體系。

荷載計算

腳手架承受的荷載主要有:鋼屋蓋荷載、三維調節轉換裝置、施工人員及設備等。

1)焊接球處節點反力16kN。

2)三維調節轉換裝置0. 65kN/m2。

3)施工人員及設備3kN/m2。

4)荷載組合恒荷載分項系數取 1. 2，活荷載分項系數取 1. 4。

經計算:

1)三維調節轉換裝置中工字鋼最大應力 σmax =70. 62N/mm2 < fm = 205N/mm2。

2) 立 杆 承 載 力 σ = 107. 2N/mm2 < [f] =300N/mm2。

3)地基承載力 P = N/A =13. 9kN/m2 <20kN/m2，地基處理後的承載力滿足規範、設計和實際工況要求。

腳手架搭設

中心場地支撐架基礎處理方法如下:

1)素土回填，回填高度為1500mm，壓實系數≥0. 95。

2)150mm 厚 3∶ 7灰土回填。

3)200mm 厚加筋 C20 混凝土墊層。

其他場地支撐架坐落在看台闆上(看台闆上允許承載力為 3 ～ 4kN/m2)，為了滿足看台闆承載力要求，看台闆下采用支撐架回頂，支撐架回頂基礎處理方法如下:

1)素土回填，回填高度為1500mm，壓實系數≥0. 95。

2)150mm 厚 3∶ 7灰土回填。

3)60mm 厚鋼筋 C20 混凝土墊層。

處理完成後承載力滿足設計要求。

采用60系列盤扣式腳手架，立杆布置間距為1. 5m × 1. 5m，步距為 1. 5m。腳手架的搭設形式為矩陣式桁架支撐結構。即有4根立杆、水平杆、豎向斜杆組成單元桁架，每個單元桁架間采用水平杆連接，如圖 5 所示。

看台處支撐采取點對點回頂，以提高支撐穩定性，如圖 6 所示。腳手架與四周混凝土框架柱做可靠連接，如圖 7 所示。

搭設成塔式階梯狀平台，如圖 8 所示。

采用盤扣式腳手架施工的天津中醫藥大學新建體育館鋼屋蓋弦支穹頂結構，施工空間安全寬敞，滿足預應力安裝張拉施工要求;整個網殼拼裝完成後最大撓度值僅為 16mm，遠小于規範規定值30mm。說明采用該腳手架為作為橢圓形大跨度弦支穹頂結構的支撐體系顯示出了優越性。為該類工程支撐腳手架的選用提供了工程實例。

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