[00145560]复杂施工环境下空间弯扭箱型构件大跨度单层筒壳安装及主动控制提升关键技术

新建天津西站站房是京沪高速铁路上北京南、天津西、济南南、南京南、上海虹桥五大枢纽站之一,是亚洲最大铁路站房之一。站房型式为上进上出和下进下出式,横跨站区24台26线,跨线方向南北总长约380米。站房总建筑面积22.9万平方米,站房内最大净空为57米,居五大站房之首,开工之晚、工期之紧迫居五大站房之最。施工期间站区内始终有京沪铁路正线正常运营,为五大站房中独有。站房南北广场、地下车库、下沉及隧道式市政路、地铁换乘站与站房工程同期、无缝施工作业,造成的施工场地调度及运输困难也是五大站房工程中之最。 天津西站站房采用由双向空间弯扭箱型断面钢构件组成的大跨度联方网格单层筒壳结构主体结构,构思新颖,结构形式为国内、外首创。 针对其结构特点提出了分层安装屋顶结构,分段整体提升法安装的施工方法。针对此种施工方法遇到的施工难点,本课题提出并且完成了以下三个子课题： 子课题1 空间弯扭箱型构件大跨度单层筒壳安装及主动控制提升关键技术研究。（1）该子课题通过选用圆管组成三角形支撑塔架,作为提升吊点支撑,解决了整体提升过程中原结构的提升部分划分和支撑体系的问题,而且支撑体系采用标准段加工,提高了工作效率,节省了工期。同时对每个分区的提升吊点进行优化,在满足提升要求的前提下,减少提升吊点的个数。（2）该子课题采取提升施工中的主动控制提升技术,确保工程质量。通过积极有效的主动控制技术,使144个高空合拢口在高精度下（小于2mm）无过渡段顺利合拢,成功解决了直接影响到整体提升的成败的关键问题。（3）引入施工力学监测系统,使施工全过程受控。针对结构特点和施工特点,开发完成可视化实时施工监测系统,布置关键测点,对钢结构应力和变形、预应力度高低等关键参数进行监测,结合施工力学仿真计算结果,使施工全过程处于受控之中。 子课题2 基于复杂施工环境下1100吨·米超大轨距行走塔吊及大型履带吊、汽车吊在高架候车层作业的技术研究。首创出4台21米超大轨距1100吨米行走式塔吊在高架层行走作业,并且完成了70吨、150吨履带吊,50吨汽车吊在新建的结构高架层上吊装作业,解决了大构件在结构高架层楼板的拼装问题。 子课题3 基于三维激光扫描技术的计算机模拟预拼装技术研究。运用高精度的三维激光扫描仪,结合三维数据处理软件,对结构对接口进行扫描、配准,通过计算机事先模拟结构对接效果,及时调整出现的各种偏差,保证了提升与安装的精确性。 课题成果用于大型同类钢结构工程施工与安装指导,解决施工的质量检测及安装遇到的问题,可以保证施工质量和进度,缩短施工时间,提高施工效率,具有广泛的指导意义。