天汉大剧院高大空间劲性混凝土结构施工技术研究与监测

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中文摘要：近年来，随着我国综合国力和建筑施工难度的提高，劲性混凝土结构因其本身独特的受力特点，广泛应用于各大高大空间结构工程实践中。本文以陕西汉中天汉大剧院观众厅屋面高大空间劲性混凝土结构施工为工程背景，介绍了累积滑移法施工和模板支撑体系关键技术，并对劲性混凝土屋面滑移施工过程和模板支撑体系进行了施工模拟分析，从应力和位移两个方面验证大剧院高大空间观众厅屋面劲性混凝土结构施工过程的可靠性。从经济和施工便宜性角度对比了两种施工方案，经对比，最终得到劲性混凝土屋面采用“累积滑移”安装钢梁、吊模模板支撑体系施工屋面施工的方案。利用施工力学理论和数值模拟对本工程关键施工技术展开研究。针对观众厅高大空间结构屋面钢梁拼装采用“累积滑移”施工工艺，从滑移施工的吊装顺序、滑移轨道设置、顶推设备安装以及滑移同步性控制等多角度介绍本工程所用的滑移施工工艺。从施工力学角度对滑移过程中的同步性作滑移模块定性分析，揭示了影响滑移施工同步性的重要因素是顶推装置提供前进动力的差值。对滑移施工全过程利用有限元软件 Midas Gen作施工阶段分析，有限元结果显示， H 型钢结构的竖向位移最大为-29.6mm,远小于L/400=3200/400=80mm;最大应力为55.4MPa,均小于Q345b钢材的弯曲容许应力值，满足施工规范要求和钢材强度要求。在对模板支撑体系选择时，通过对比常规满堂支撑架和以劲性钢梁作为受力体系，设计吊模体系作为模板支撑系统两种施工方案，最终采用吊模体系作为本工程的模板支撑体系。在对吊模施工技术研究的同时提出了劲性混凝土梁模板支撑协同受力分析方法，对混凝土浇筑状态下的模板协同受力做有限元分析，有限元结果显示在屋面浇筑混凝土时最大竖向位移为-12.68mm, 远小于；最大应力 82.60MPa。均小于 Q345b 钢材的弯曲容许应力值.。有限元结果满足劲性钢结构的刚度和强度要求。最后利用人工监测和自动化监测的联合监测手段对观众厅屋面关键施工技术作全方位的动态监测研究，确保其施工过程安全可靠。因本工程施工空间跨度大、空间高、施工场地狭小，对钢结构施工安装精度要求高都是施工控制领域的重难点。经一系列的监测结果分析，得出监控量均符合施工规范设计要求，施工过程安全可靠。

作者：

时继伟

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关键词：

劲性混凝土结构高大空间累积滑移法施工模板支撑体系

授予学位：

硕士

学科专业：

土木工程

导师：

贾宝新、李跃辉

学位年度：

2023

学位授予单位：

辽宁工程技术大学

语种：

中文

中图分类号：