国家体育场-鸟巢主结构安装方案

资料大小：2.6M
资料类型：.WORD
资料等级：
发布时间：2021-08-16

资料介绍

1编制依据
1.1规范、规程及标准
序号名称编号
1 钢结构设计规范 GB50017-2003
2 建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81-2002
3 钢结构制作安装施工规程 YB9254-95
4 钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001
5 工程测量规范与条文说明 GB50026-93
6 建筑工程测量规程 DBJ01-21-2000
7 建筑施工安全检查标准 JGJ59-99
8 建筑工程施工现场供用电安全规范 GB50194-93
9 北京市建筑工程施工安全技术规程 DBJ01-62-2002
10 建筑工程施工质量验收统一标准 GB50300-2001
11 国家体育场钢结构工程施工质量验收标准
1.2施工图纸及有关文件
《国家体育场钢结构设计施工图》
2004年12月审查通过的《国家体育场工程施工组织设计》
1.3其它
序号名称编号
1 建筑结构长城杯工程质量评审标准 DBJ/T01-69-2003
2 建筑长城杯工程质量评审标准 DBJ/T01-70-2003
3 北京城建集团国家体育场工程总承包管理体系文件 2003版
4 国家体育场钢结构工程焊接工艺评定方案 2005.5
5 关于施工方案编制规定的通知

2工程概况
2.1工程简介
国家体育场位于北京市城府路南侧，奥林匹克公园中心区内，是北京2008年奥运会的主体育场。建筑顶面呈马鞍型，长轴为332.3m，短轴为297.3m，最高点高度为68.5m，最低高度为40.1m。屋盖中间开洞长度为185.3m，宽度为127.5m。
主桁架围绕屋盖中间的开口放射型布置，与屋面及立面的次结构一起形成了“鸟巢”的特殊建筑造型。大跨度屋盖支撑在周边的24根桁架柱之上，主桁架尽可能直通或接近直通，并在中部形成由分段直线构成的内环洞口。为了避免出现过于复杂的节点，4榀主桁架在内环附近截断。用分段直线代替主桁架空间弯扭曲线弦杆，减少构件的加工难度。将腹杆倾斜角度控制在60°左右，网格大小尽量均匀，上下弦节点对齐，具有较好的对称性。桁架柱、弦杆与腹杆形成完整的桁架，腹杆主要连接于外柱与立面次结构的交点。腹杆轴线与内外柱轴线在同一平面内，腹杆宽度为1200mm，与菱形内柱同宽。在屋盖上弦采用膜结构作为屋面围护结构，屋盖下弦采用声学吊顶。主场看台部分采用钢筋混凝土框架－剪力墙结构体系，与大跨度钢结构完全脱开。
屋盖主结构的杆件均为箱型构件，其中，主桁架断面高度为12m，上弦杆截面为1200mm×1200mm～1000mmX1000mm，下弦杆截面为1000mm×1200mm～800mmX800mm，腹杆截面基本为600mmX600mm，主桁架沿洞口斜角交叉布置。桁架柱为三角形格构柱，，每根格构柱由两根1200mmX1200mm箱型外柱和一根1200mm×1200mm菱形内柱组成，腹杆截面为1000mm×1200mm。桁架柱上端大、下端小，上端与主桁架相连，下端埋入钢筋混凝土承台内，并将屋盖荷载传至基础。
除菱形内柱下端（标高＋1.500m）上部采用了Gs20Mn5V铸钢件外，屋盖主结构主要采用Q345D、Q345GJD及Q460E钢材，其中Q460E低合金高强度钢材在国内民用建筑中首次使用。
本工程主结构约为21700吨，其中桁架柱约为10500吨，主桁架约为11200吨,次结构约11700吨,楼梯与马道约5000吨,本工程合计钢材总计约41800吨。
2.2工程特点、难点
2.2.1工程特点
本工程作为国家标志性建筑，2008年奥运会主场馆，其主结构特点十分显著，具体如下：
（1）构件体型大，单体重量重
作为屋盖结构的主要承重构件，桁架柱最大断面达25m×20m，高度达67m，单榀最重达500吨。而主桁架高度12m，双榀贯通最大跨度145.577+112.788m，不贯通桁架最大跨度102.391m，桁架柱与主桁架体型大、单体重量重。
（2）节点复杂
由于本工程中的构件均为箱型断面杆件，所以，无论是主结构之间，还是主次结构之间，都存在多根杆件空间汇交现象。加之次结构复杂多变、规律性少，造成主结构的节点构造相当复杂，节点类型多样，制作、安装精度要求高。
（3）工期紧
本工程量大，但安装工期相当短，工期紧,与土建施工交叉作业,平面场地紧张.
（4）焊接量大
本工程工地连接为焊接吊装分段多，现场焊缝长度长，加之厚板焊接、高强钢焊接、铸钢件焊接等居多，造成现场焊接工作量相当大，难度高，高空焊接仰焊多。
（5）冬雨季施工
本工程主结构吊装时间需跨越冬季和春节，所以存在冬雨季施工，施工难度较大。
2.2.2工程难点
（1）工程组织难度大
主结构吊装时，土建施工还未结束，现场组装正在大面积开展，故存在多方施工交叉作业现象。加之，现场场地狭小，施工场地布置、构件运输及大型吊机行走路线等受到很大限制。同时，本工程结构复杂，各吊装分段之间相互关联，必须按一定顺序进行组装、吊装，否则将出现窝工现象。各施工方需合理协调、统筹管理，工程组织难度大。
（2）构件翻身、吊装难度大
为降低组装难度，本工程中的桁架柱将采用卧拼法，主桁架将采用平拼法（内圈主桁架立拼除外），故拼装结束后、吊装前必须进行翻身工作。由于构件体型较大，重量重，翻身时吊点的设置和吊耳的选择难度较大，特别是桁架柱的翻身，吊耳在翻身和吊装时的受力有所变化，需考虑三向受力。同时，翻身过程中的稳定性比较难控制。由于桁架柱和主桁架的分段口均为箱型断面，分段吊装时存在多个管口对接的问题，对于箱型断面，要保证多个管口的对口精度，难度巨大。起吊时，必须调整好分段构件的角度和方位，而对于体型大、重量重的构件，角度调节相当困难，吊装难度大。
（3）高空构件的稳定难度大
由于本工程采用散装法（即分段吊装法），分段吊装时，高空构件的风载较大，在分段未连成整体或结构未形成整体之前，稳定性较差，特别是桁架柱的上段和分段主桁架的稳定性较差，必须采用合理的吊装顺序（尽量首尾相接、分块吊装）和侧向稳定措施（如拉锚、缆风绳等）。
（4）焊接难度大
本工程中既有薄板焊接，又有厚板焊接，既有平焊、立焊，又有仰焊，既有高强钢的焊接，又有铸钢件的焊接，焊接工作量大。薄板焊接变形大，厚板焊接熔敷量大，温度控制和劳动强度要求高。而高空焊接、冬雨季焊接的防风雨防低温措施更使得焊接难度增大。
（5）安装精度控制难
由于施工过程中结构本身因自重和温度变化均会产生变形，而且支撑胎架在荷载作用下也会产生变形，加之，结构形体复杂，均为箱型断面构件，位置和方向性均极强，安装精度受现场环境、温度变化等多方面的影响，安装精度极难控制，施工难度大。施工时必须采取必要的措施，提前考虑好如何对安装误差进行调整和消除，如何进行测量和监控，使变形在受控状态下完成，以保证整体造型和施工质量。
（6）质量要求高，施工难度大
本工程无论是外观质量，如外形尺寸、焊缝外观，还是内在质量，如焊缝质量等级、焊接残余应力消除等，都要求相当高，而现场施工条件差。同时，对于