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工程概况 河南鸭河口电厂储煤库采用螺栓球节点正放四角锥三心圆柱面网壳,跨度为108m，长度90m，网壳顶面标高38.766m，对边支承，为目前国内跨度最大的圆柱面网壳。该网壳由浙江大学建筑设计研究院设计，浙江大学空间结构研究中心负责该网壳结构“折叠展开式”施工技术的研究。 网壳结构“折叠展开式”整体提升施工技术科研成果首次在河南南阳鸭河口电厂储煤库工程中得到应用。浙江东南网架集团有限公司成功地运用液压同步提升技术完成了网壳的提升，填补了国内空白。 与传统的安装方法相比，该项科研成果经济效益主要体现在节省脚手架费用和加快施工速度上。鸭河口电厂储煤库工程在地面准备工作就绪后，第一部分用一天时间就将网壳提升到位，第二部分则不到一天就提升到位，并补缺了大部分构件，将结构变成静定结构，节约费用57万元。网壳用钢量仅44kg/平方米(投影面积)。 本工程于1999年建成，曾获第三届空间结构优秀工程奖一等奖(综合)。 新技术应用与科技创新 1，通过设计优化，该储煤库网壳结构的用钢量仅为44kg/平方米。与其他结构体系(如75m三铰拱用钢量达129kg/平方米)相比有着十分优越的技术经济指标。 2，采用三心圆柱面外形，与单心圆柱面相比，展开面积减少14％，既保证了屋面曲面光滑，同时降低了结构矢高和工程造价。 3，网壳结构为两对边落地支承，由于大面积堆煤，容易造成支座水平侧向移动，给结构带来严重危害。本工程中创造性地采用单向转动铰支座，有效克服了支座侧移产生的附加应力。在施工过程中也充分利用支座转动铰进行整体提升，真正实现了设计与施工的完美结合。 4，通过调整杆件的布置方式，有效地改善了结构的受力特征。结构的内力峰值由687kN降低到382kN，最大管径规格由Ø219×14减小到Ø159×10。 5，整体结构除了少量因施工需要设置转动铰节点外，其他均采用螺栓环节点。由于设计选型合理，最大螺栓球直径为BS260，加工安装方便，易于质量控制。 6，本项目首次创造性地将机构运动的概念引入到大跨度结构施工过程。施工过程中，结构处于复杂的平动和转动状态，既有弹性变形，又有机构位移，以及提升瞬间的瞬态动力响应。因此，必须突破传统结构动力学的理论，建立大型结构多体系动力学分析方法，从而实现施工全过程的跟踪受力分析。 7，本项目采用了先进的计算机同步液压提升设备，为工程的精度和可靠度提供了必要的保证。最终实现了提升过程中提升力变化的自动控制。 8，本项目白行设计研制了带限位装置的可转动铰节点。 9，“折叠展开式”施工技术可广泛应用于矢跨比较大的大跨度或超大跨曲面网壳结构的施工。 获奖单位 浙江大学空间结构研究中心 浙江大学建筑设计研究院 浙江东南网架集团有限公司 |