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云南大型复杂钢结构施工控制关键技术及工程示范研究
一、项目基本情况
项目名称：云南大型复杂钢结构施工控制关键技术及工程示范研究
主要贡献者：王建飞、朱文伟、王晓燕、周峰、王斌、胡勇、杨凌、苏兰中、袁昆良、何荣、王露
主要竣工单位：云南建投控股集团有限公司、云南建投钢结构有限公司、同济大学、云南省建筑科学研究院
推荐单位：云南省建设投资控股集团有限公司
二、项目简介
“云南大型复杂钢结构施工控制关键技术研究及工程示范”项目以云南曲靖“五厅一中心”项目为依托。体育场的外轮廓近似圆形，内环轮廓投影成椭圆形。东西两端高，南北两端高。末端较低，形状类似“马鞍”。长轴260米，短轴230米。体育场屋顶为大型悬臂双向曲线钢管桁架结构。屋顶最高点海拔35.4米，悬挑长度29米至46米。它是由48个X形桁架以及其间的横向杆件和圆周支撑件组成的空间结构。每个X形桁架由两个径向桁架组成。径向桁架的下端、中端和悬臂端通过桁架横向连接，形成周向整体受力系统。主桁架主要材质为φ450X25、φ377X16、φ273X10、φ180X8等无缝钢管。针对该项目大型悬臂异形曲面构件加工生产及现场拼装安装卸施工的难点，针对大型悬臂异形曲面构件安装卸施工中的关键技术问题进行了专题研究。屋顶结构。
依托该项目，云南省富源县体育馆屋盖系统采用钢管桁架结构。主体屋顶结构呈椭圆形，结构体系呈轴对称、中心对称。体育场长轴99.8m，短轴86m，屋顶柱底座安装标高20.5m，安装后屋顶标高30.5m。整个屋面系统采用钢管相贯桁架结构。结构布置为中心一组X形主桁架。辅助桁架安装在桁架和拉杆连接之间。主桁架之间的张开角度为60°，屋盖结构断面高3米。主桁架主拱段结构形式主要采用φ500X25、φ325X25、φ245X16等钢管。次桁架单梁总重量在1t至12.56t之间。针对该项目结构复杂、单个构件起重吨位大、施工场地狭小等问题，为满足最终建筑设计的需要，对预封顶的计算进行了具体研究钢结构屋面价值及屋面卸荷施工模拟分析。
本课题重点研究大型复杂钢结构施工过程的关键技术。采用SAP2000、MIDAS等有限元软件对施工过程进行近似模拟。对工程安装方法和顺序、合拢缝选择、卸荷方案等进行重点分析和工程论证，取得的主要成果和创新如下：（1）创造性地提出了“地面组装”施工技术。 “成节、跨外节段吊装、航测定位、高空对接合拢”，提高施工精度和效率，降低施工成本，并获得国家级施工方法； （二）施工装备创新。开发了“一种多功能吊钩”、“一种新型销钉式卸荷装置”、“液压位移控制滑动卸荷装置”等施工装置，并获得国家实用新型专利； (3)将复杂的钢桁架屋盖和混凝土看台作为整体分析计算对象，并考虑路径效应。采用相应的分步安装分析方法，对整个施工过程进行模拟分析计算，准确确定施工工艺参数，有效指导整个施工过程，与监测结果吻合良好； （4）通过全过程施工模拟和实时信息监控，构建了一套合理、高效的信息管理系统。
本课题或国家级构建方法1项、省级构建方法2项；获得发明专利1项，实用新型专利6项；发表核心期刊论文10篇；荣获中国建筑企业管理协会科学技术奖二等奖、中国建筑工业协会建筑工程建设创新成果奖二等奖、中国建筑金属结构协会钢结构金奖。
经鉴定，成果已转化应用到滇池会展中心、抚远县体育中心、星耀航空机库等多个大型项目中。提高了行业的技术水平和管理水平，总体成果达到国内领先水平。
3、主要完成者对项目的贡献
该项目第一完成人王建飞担任技术方案总负责人。参与项目全过程，负责项目总体规划、项目实施、项目验收等，负责解决技术问题，对项目中发现的技术问题组织论证，在设计和设计过程中发明了多项专利项目建设过程中，总结了多项建设方法，负责项目科技成果的编制和申报，保证了项目按照任务书的进度要求顺利实施，为项目的建设做出了巨大的贡献。项目的总体实施情况。
第二完成者朱文伟：技术方案已经确定。负责项目的总体技术指导和组织协调，组织人员进行方案设计、协调、管理和实施，协助项目负责人做好项目管理工作，为本项目的全面实施做出了重大贡献。
项目第三完成人王晓燕：技术方案规划。负责解决项目的技术问题，组织项目成员设计解决方案，并指导技术方案的实施，为本项目的整体实施做出了巨大贡献。
第四个完成者是周峰：力学分析负责人。负责钢屋盖设计研究和施工力学分析，为本项目的整体实施做出了巨大贡献。
第五完成人王斌：项目建设总体负责人，负责钢结构技术总体指导和组织协调，组织人员进行方案设计、协调、管理和实施，协助项目负责人进行项目管理工作，并全面实施该项目做出了巨大的贡献。
该项目的第六位完成人胡勇云南建工钢结构，是该项目建设的技术负责人。他负责依托项目建设规划、具体实施、验收等工作，对项目中发现的技术问题组织专家论证，为项目的全面实施做出了巨大贡献。
该项目的第七个完成人杨凌是监控技术负责人。负责收集顶板卸荷过程中的监测数据并出具监测结论，为本项目的整体实施做出了巨大的贡献。
第八个完成者是苏兰中：施工技术管理。参与项目研究，协助项目负责人进行项目管理，为本项目的整体实施做出了巨大贡献。
第九位完成该项目的人袁坤良，是该项目施工技术负责人。负责项目建设规划、具体实施、验收等工作，并负责技术的管理和实施。他为该项目的全面实施做出了巨大贡献。
何荣，第十完成者：力学分析。负责协助钢屋盖设计研究和施工力学分析、总结和发表论文，为本项目的整体实施做出了巨大贡献。
第十一位完成者王路：施工技术总结。负责信息收集和整理，参与科技成果的编制和申报，为本项目的整体实施做出了巨大贡献。
4、主要竣工单位对项目的贡献
第一竣工单位云南省建设投资控股集团有限公司：项目主要竣工单位，全面负责项目立项、研究、实施、成果转化应用、技术总结、项目验收与鉴定、全面负责云南大型复杂钢结构建设关键技术及工程论证研究的技术路线和实施目标的制定，负责钢屋面设计研究和施工模拟分析，全面落实研发资金和人员、组织协调任务分工，选择并实施应用项目，实现相应成果技术成果，取得了显着的社会效益和经济效益。
第二竣工单位云南建投钢结构有限公司：项目合作单位为本项目的研究和技术依托单位。依托项目建设单位，参与项目立项、研究、实施、成果转化应用、技术总结、项目验收和鉴定工作，负责制定技术路线和实施目标云南省大型复杂钢结构施工控制关键技术及工程示范研究，负责相应技术成果的研究，并负责技术支撑和总体管理咨询。
第三完成单位为同济大学：项目合作单位为本项目力学结构分析支撑单位，负责钢屋盖设计研究和施工力学分析。在科技创新方面，本单位负责提供专家技术支持和研究成果总结指导。
第四完成单位云南省建筑科学研究院：项目合作单位为本项目监测技术依托单位。负责收集顶板卸荷时的监测数据并出具监测结论。在技术创新方面，负责整个项目的现场数据验证和技术总结。
五、推广应用
通过科技示范项目曲靖市“五馆一中心”体育场上部工程“钢结构施工过程受力状态非线性模拟”“施工过程受力状态监测技术”“不规则典型节点安装与安装”大型复杂钢结构施工模拟关键技术及监测技术研发应用，示范工程施工模拟与施工监测数据完美契合，并在大型复杂钢结构等工程中转化应用滇池国际会展中心、富源县体育活动中心、星星航空机库，为项目的顺利建设提供了强大有效的技术。支持，缩短工期，节约成本，节省费用55312万元，取得了良好的社会效益和经济效益。
6. 知识产权的取得
1. 共申请并获得专利7项
（1）发明专利：液压位移控制滑动卸载装置的制造及卸载构件的方法ZL213918635063.3
（2）实用新型专利：液压位移控制滑动卸荷装置ZL213918635063.5
（3）实用新型专利：一种可调斜垫ZL213918635063.9
（4）实用新型专利：一种双面圆弧模型ZL213918635063.0
（5）实用新型专利：一种新型销钉式卸料装置ZL213918635063.7
（6）实用新型专利：一种多功能挂钩ZL213918635063.8
（7）实用新型专利：一种钢管桁架接头钢管对接测量装置ZL213918635063.2
2、申请并取得国家建设法1项、省级建设法2项
(1)大型悬挑双向曲管桁架屋盖安装方法GJJGF152-2014
（2）大悬臂双向曲面管桁架屋盖安装方法YNGF538（2013）
（3）计算机控制液压同步升降旋转施工方法YNGF539（2013）
3、共发表学术论文10篇
（1）曲靖体育场钢屋盖支撑卸荷过程及模拟分析、施工技术；
（2）曲靖体育场钢屋盖整体稳定性能分析及施工技术；
（3）曲靖体育场大型复杂钢结构施工过程中的应力、位移监测分析及施工技术；
（4）曲靖体育场钢屋面安装工艺及模拟分析、施工技术；
（5）曲靖体育中心体育场大型悬挑空间管桁架施工技术及施工工艺；
（6）曲靖体育中心体育场大型悬臂钢桁架临时支撑及卸荷施工技术及施工技术；
（7）曲靖体育场铸钢节点安装控制技术及施工技术；
（8）富源体育场大跨管桁架钢屋盖预拱施工有限元分析，昆明理工大学学报（自然科学版）；
（9）昆明滇池国际会展中心弦梁结构施工关键技术，昆明理工大学学报（自然科学版）；
(10) 云南星耀航空机库顶板关键施工技术云南建工钢结构，昆明理工大学学报（自然科学版）。
七、所获奖项
（1）超大型异型钢结构关键技术研究与应用，获中国建筑工程建设技术创新成果奖二等奖；
（2）曲靖市五馆一中心体育场上部钢结构工程（制作安装）荣获2014年度中国钢结构金奖（国家优质工程）；
（3）云南省大型复杂钢结构施工控制关键技术及工程示范荣获2016年度中国建筑业企业管理协会科学技术奖科技创新成果二等奖；
（4）大型悬挑双向曲面管桁架屋盖安装工法荣获2013-2014年度国家工法，并荣获云南建工集团有限公司2015年度科技进步特等奖；
（5）大型复杂钢结构施工模拟及安装技术在曲靖“五馆一中心”体育场的应用荣获云南建工集团有限公司2014年度科技进步奖一等奖；
（6）云南星耀通用航空运营基地项目大型网格计算机控制液压同步举升技术荣获云南建工集团有限公司2014年度科技进步奖二等奖。
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