FAST为超大型主动形控科学仪器,规模尺度大,结构形式特殊。反射面支承索网结构连接在周圈钢环梁上,由6 000多根面索和2 200多根下拉索组成,其中面索的长度均为11m左右,而下拉索的长度在4m至60m之间不等。FAST建设场地在贵州山区,基础施工完毕后预留3.5m宽的盘山公路,仅在球面底部有较为平坦的场地,球面上部均为陡峭的山体,因此,无法统一在满堂支承塔架平台上安装。另外,由于地面场地非常粗糙,在索体保护的要求下,不能在地面上进行组装之后再整体提升。索网离地面距离在4m至60m之间,并且索网施工前周边钢环梁已经施工完毕,因此,考虑借助周边钢圈梁结构进行索网安装。
由于在施工的过程中,存在拉索在地面无法展开、无法在全场搭设支承塔架、重型吊装设备难以进入场内、高空作业量大等问题。因此,考虑在球面底部较为平坦的部位采用独立塔架原位拼装索网;其他部位利用导索、牵引索、施工便道、挂篮等,采用累积牵引扩展的施工方法,在空中安装索网。
施工精度的控制问题是施工方案制定中面对的重要问题。FAST反射面支承索网结构是由8 000多根拉索组成的纯索网结构,其中面索长度较均匀,约11m,根数多达6 000多根,而下拉索的长度差异则较大,从4m到60m不等,索网所组成的球面面积约为252 456m2。索网最终成型精度受拉索制作长度、钢环梁安装精度和连接节点精度、现场温度等多因素影响。根据招标文件,拉索施工控制精度要求严格。针对施工过程中可能存在的精度控制问题,必须提出相应的应对之策。
(1)对于组成索网的大量拉索,在现场难以由工人调节索长误差,并且一旦结构安装完成,难以对索网再进行大规模的调整。为此,必须通过准确的计算分析来确定拉索的下料长度,使拉索索长调节均在拉索制作厂内精确完成,在施工现场不再调整,从而避免现场安装工人的人为误差。同时,拉索从工厂制作到现场安装,全过程进行精度控制,确保一次安装到位。(www.daowen.com)
(2)钢环梁的施工过程中,在焊接、安装、定位、滑移等过程中,不可避免地会产生一定的误差。对此,可在与钢环梁连接的面索中设置调节装置,便于调节钢环梁的安装误差。
(3)索网产生的拉力是通过连接耳板传递到钢环梁上,因此耳板的安装精度对索网的成型和受力有着直接的影响。为此,在主索端头的连接节点板上,预置调索孔,便于对个别主索进行二次调整,以及使用阶段的换索。
(4)由于索网本身属于柔性结构,对温度变形不敏感,所以现场温度的影响主要体现在对周圈钢环梁上,而钢环梁是通过耳板来锚固面索的,所以,温度的影响可以归结为连接节点安装精度的问题。
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