韩国世界杯体育馆的屋顶提升

• 体育场屋顶的整体模型

• 索力张拉次序的发展

• 线性分析

Tony Gee伙伴公司受钢结构制造/安装企业Hanmaek 重工业有限公司委托对具有42000个座位的Chunju体育馆的260×160m的屋顶结构的整个安装过程进行分析，该体育馆是韩国为2002年足球世界杯新修的11个场馆之一。TGP选择用LUSAS Civil&Structural分析软件来模拟安装过程并发展了一种适合现场应用的索力张拉顺序。TGP的主要目的是定义斜拉索的张拉顺序及任意时刻斜拉索的索力值。其目的是，能够现场或预先预测张拉或改变一个索的索力对其他索的影响。为了达到这个目的，一个全面考虑屋顶、索塔和斜拉索的LUSAS模型需要建立起来。

该体育场的钢屋顶由一个支承在看台背面A型柱上的外围桁架和一个由扇形分布于四个63m高的塔的拉索网络支承的内弦桁架组成。由于每根索对锚固于同一个索塔的其他斜拉索都有影响，因此，斜拉索的张拉顺序及屋顶从制造位置的吊装顺序对于*后其形状的平顺和避免不可接受的应力锁定都是及其重要的。

为了简化具有20000sq.m.空间框架的建模工作，创建了单个的屋顶桁架模型并将其具有等价截面特性的单梁单元用于主要模型的建立。利用杆单元来模拟斜拉索。32处吊装脚手架的位置用简单的竖向支承模拟。同时，由于悬链线效应，应对提升连接进行非线形分析。TGP有意识的决定做了一个线性分析，并用检查的方法评价了支承和提升。

在每个桅杆7处，电缆支撑相邻屋顶部分的自由边缘（长部分为4，较短部分为3）。另外，在相邻屋顶之间的横梁的平面中布置成菱形形状的4条电缆，其与来自环形桁架的一对电缆相同的位置锚固在一起，以及另一对从屋顶流出到分支梁桅杆的后部横向稳定。所使用的电缆通常为65mm和95mm直径。桅杆上的主后座由6根直径为100mm的电缆组成，承载量超过1000吨。

这项分析的一个关键部分是考察提高一个角落的全部索的张拉力是否可以不对另一个角落的索造成影响。这将给施工带来极大便利，因为不用将张拉设备移来移去。为了对其进行测试，利用温度荷载模拟了每根索的张拉力。同时，作为校验，在每根索上施加单位荷载的张拉力来考察引起其他索拉力或压力的变化（一角）。这样，可以建立一个可以用于任意斜拉索张拉顺序的矩阵。

TGP的David Barnes解释道：“我们轮流查看每根电缆，因为您可以通过将矩阵中的列相加在一起来计算出同时强调两根电缆的效果。在一个角落对每根电缆施加单位负载，以计算出该角落上所有其他电缆的影响。我们还研究了一个角度的张力是否会对其他角落的电缆产生影响，发现负载传输是可忽略的（小于2.5％）。因此，每个角落里的3D单元都是有效的自足，可以独立于其他人强调。

内弦桁架刚度很大，因此，角落内扇形分布的索的累积影响将越来越弱。因此，张拉角落的主要受力斜拉索远离目标的扇形分布斜拉索松弛从而导致整个斜拉索体系内的张力连续变化。参数设计者给了TGP一个现场必须达到的*终索力，必须解答一个矩阵来达到这个目标。该项目的工程师Simon Dimmock表示：“在现场紧张的电缆线上，我们总是会遇到*后一根被拉紧的电缆会影响所有其他电缆的情况，所以我们不得不知道这是什么样的事情。使用LUSAS'。进行多次LUSAS分析，首先坐在不带电缆张力的支架上的屋顶，然后在高达25％的张力下增加两根电缆的张力。在所有电缆达到这种紧张程度之后，使用50％，75％，90％的张力重复使用该顺序，*后使用由**工程设计师提供的100％的张力。

Tony Gee＆Partners现场使用这种张紧顺序。由于线性分析方法和模拟不足，悬链线影响了现场电缆张力的响应，达到*终张力的25％，并未反映出LUSAS模型中提出的响应。后来紧张到90％以上的LUSAS模型比以前更好。**性工程设计的理念是，一旦施加了正确的张力，屋顶就可以简单地抬起架子 - 这是它所做的。使用LUSAS，起飞时间估计在*终张力的80-90％之间，实际上角落之前很轻微地抬起。虽然TGP没有进行第三方检查，但在输入**工程设计师指定的张力时，与LASS一起创建一个单独的计算机模型，并让屋顶抬起树桩，这一过程有效地证实了他们的工作。

“在拉紧缆索时在现场，我们总是会遇到一种情况，那就是*后一根拉紧的电缆会影响到所有其他电缆，所以我们必须事先知道这种影响是什么-因此使用了LUSAS。“

Simon Dimmock, Project Engineer, Tony Gee & Partners