钢网壳结构穹顶的双支座安装施工

中铁建工集团北方工程有限公司 天津 300451

1 工程概况

京津城际延伸线于家堡站站房工程穹顶钢结构采用正、反各36 根螺旋钢箱梁编制缺陷性敏感结构，在钢结构底部共设置了36 组球面钢支座传递竖向荷载及水平推力，其中31 组为双支座，5 组为单支座，其最大承载力达15 000 kN。图1、图2分别为双支座示意以及单支座示意。

图1 双支座示意

图2 单支座示意

2 关键施工技术[1-6]

2.1 环梁准备工作

制作环梁时，先将支座钢垫板和套筒安装于环梁底，三者焊接为一体（图3）。安装时焊接于环梁底面或侧面的钢垫板平面角度公差必须在±0.003°以内。环梁及钢垫板上的连接孔应采用钻模或数控设备加工，以保证支座的位置准确，焊接时对套筒内螺纹进行防护，防止飞溅的焊渣对螺纹的损坏。

2.2 支座与环梁安装

环梁吊装前，通过支座梁底锚固螺栓将支座本体分别固定于梁底部和梁侧面，支座本体与钢垫板之间不得留有间隙，支座吊装方式如图4所示。

图3 支座钢垫板及套筒的定位示意

图4 安装支座至环梁部

2.3 支座预安装

首先确认支座本体与梁底钢垫板的连接安全可靠，之后吊装环梁节点（带支座），将梁缓缓落在临时支承千斤顶上，千斤顶的数量和摆放位置应根据实际情况而定，需确保整个环梁节点的稳定性。用千斤顶调整梁体标高至设计要求值，侧面支座的安装间隙亦可采用千斤顶调整，如图5所示。支座定位准确无误后，将支座中心线位置在墩顶上做好标记，并测量支座底面与墩顶的间隙。

2.4 墩顶修整

将环梁节点吊装到安全位置，根据墩顶的支座中心线标记重新画出预留孔洞位置，检查孔洞尺寸是否满足安装要求。若有偏离，应由墩顶的施工方根据支座下锚固组件尺寸将孔洞凿大、凿深，保证钢套筒外壁与预留孔内壁有20 mm以上的间隙。当支座底面与墩顶的间隙小于20 mm，还需将整个墩顶面凿掉，以保证灌注层的厚度。

2.5 模板安装

凿毛支座安装部位的支承垫石表面，清除预留孔中的杂物，安装灌浆用模板，如图6所示。模板与垫石顶面应采取可靠措施，侧面支座还需增加竖向挡板，防止在重力灌浆时发生漏浆。然后用水将支承垫石表面浸湿。

图5 环梁及底座安装定位

图6 钢模大样

2.6 支座正式安装

首先将侧面支座的下锚固套筒放入相应的预留孔洞中，吊装环梁（带支座），安装底面支座下锚固组件。按照2.4节中所述再次进行支座定位，定位完成后将侧面支座下锚固螺栓组件安装好。

2.7 重力灌浆

再次检查支座定位尺寸是否满足设计要求，用重力灌浆法灌注无收缩高强度灌注材料。底面支座灌浆时应先灌注支座预留孔洞，然后再从支座中心部位向四周注浆，直至从钢模与支座底板周边间隙观察到灌浆材料全部灌满为止。

2.8 模板拆除、围板安装

待无收缩高强度灌注材料强度达到20 MPa要求之后，拆除支座四周钢模，检查是否有漏浆处，必要时对漏浆处进行补浆，拧紧下支座板锚栓，并拆除临时连接板和临时支承千斤顶，安装支座围板，完成支座安装。

3 其他注意事项

3.1 产品运送和暂时存放

支座在运送及安装之前，所有零件均已组装完成，并用红色的固定板来固定支承主要组件。假如支座在送达工地后没有立即安装，仓储管理人员，必须确认支座存放在适当的位置，并防止尘土、水分或其他物质损害到支座。当移动支座时，也必须清除载具上的尘土。

吊运时必须使用适当的绳索，自下支座板捆绑住整台支座，再用吊车或堆高机，将其吊运装卸至工地或储存区。在存放及安装期间，必须用可靠的保护方式来保护支座的工作表面。

3.2 支座更换

如需更换支座，首先需要设置环梁的临时固定装置，然后全部拧松原有的固定支座的螺栓，并在环梁的底面或侧面安装千斤顶，将支座安装位置处梁体顶起一定的间隙。拧开支座的所有锚固螺栓，移出原有的支座本体，必要时可以用凿子将支座与混凝土基面脱离。待原支座本体移出后安装对应规格的新支座本体，对准位置，拧紧螺栓，固定好支座。确认支座固定好后就可以移除千斤顶及临时固定装置，更换完成。当混凝土垫层破损严重时，应凿掉整个垫层，采用重力灌浆法进行安装，可参考支座安装方案。

3.3 支座维护

支座使用期间应每年定期进行检查、养护，检查项目及要求按照规范执行定期性检查。

4 结语

京津城际延伸线于家堡站站房工程穹顶钢结构通过球面双支座实现了与底环梁的“铰接”效果。底环梁同一位置的底面和侧面支座的转动形心与底环梁节点形心重合，保证了在罕遇地震的情况下网壳结构可围绕形心进行一定角度的三维转动，能够释放可能产生的拉力，进一步保证了大跨度穹顶钢结构的整体稳定性及安全。双支座将在钢结构工程中的应用越来越多，本文通过工程实例对钢结构双支座安装技术进行了详细的阐述，为后续类似工程施工提供了很好的借鉴。