360m單跨中間無支座管桁架罩棚鋼結構安裝及卸載技術

1、360m單跨中間無支座管桁架罩棚鋼結構安裝及卸載技術1、工程概況*體育中心體育場位于沈陽市*的核心區(qū), *大道北側，*東側，*西側，*南側。工程占地253,772平方米，總建筑面積147695平方米。體育場可容納60000名觀眾，設有田徑、足球訓練場及相關的體育配套設施，是一座大型的綜合體育場。建成后為2007年女足世界杯比賽場地和2008年奧運會足球分賽場。本工程南北看臺頂部設置了一對平行投影為梭形的空間鋼網(wǎng)殼罩棚結構，在東西兩端采用平行弦桁架將南北網(wǎng)殼進行局部連接，本罩棚鋼結構總重量約11000噸。該罩棚幾何外形可以認為取自一直徑約為433m的球體，空間形體近似為一座“水晶王冠”，兩著地點

2、間水平距離360m，正中最寬處水平投影尺寸111m，最高點距地約82m,屋面罩棚結構采用單層網(wǎng)殼結構體系,南北罩棚內(nèi)側懸挑處各設置一空間加勁三角桁架，屋面網(wǎng)殼采用單根大口徑鋼管,一端支撐在地面,另一端直接與懸挑端的空間加勁桁架相貫連接。其三維整體結構軸測示意圖如附圖所示。2、施工技術重點與難點（1） 本工程鋼結構主拱桁架跨度為360m，高度約為82m，單榀桁架重約3600噸，環(huán)拱共有56個，最高環(huán)拱高約90m。如此大跨度、高度和大重量的鋼桁架無法進行整體吊裝，只能采用分段吊裝，如何合理分段、采用何種大型吊裝機械設備進行吊裝才能更快并能更節(jié)約費用為本工程的一個難點。（2）鋼結構安裝測量定位難度大

3、，由于本工程施工范圍廣,作業(yè)面大,施工機械、高空胎架、人為影響等都給放線、測量控制點的利用和保護帶來一定的困難，由于障礙物的影響也給測量所需的通視條件造成困難。并且儀器、工具對外界影響敏感：溫度、陽光、氣壓等不同，對測量數(shù)據(jù)有所影響，所以放線、測量定位時需要利用多臺儀器在多個位置連續(xù)不停的監(jiān)測，另外還要考慮在鋼結構完工后對卸載過程中進行監(jiān)測點下落位移測量，給測量工作帶來很大困難，如何準確的進行測量定位是本工程的一個難點。（3） 由于主拱桁架及環(huán)拱采用分段吊裝，吊裝前需要很多臨時承重支撐架進行支撐固定。承重構件的臨時支撐材質和規(guī)格的選用都需要進行嚴格的計算，安裝過程中需要認真測量定位、焊接。（4

4、）本工程鋼結構中鋼管的規(guī)格有152425、142234、142225、132134、121825等（共約9300噸），鋼管直徑和厚度都比較大，并且大量采用高強度低合金的Q345D的鋼材，焊接厚度從13mm34mm不等，所有節(jié)點全部為剛性節(jié)點，焊接為管管對接和相貫焊接，采用全位置焊接，焊縫質量等級全部為一級?，F(xiàn)場焊接量非常大，尤其是高空組拼焊接難度和技術要求相當高，對焊前預熱、層間溫度控制、焊后保溫等技術參數(shù)的控制難度非常大。（5）安裝時間緊，本工程13000噸鋼結構，包括主拱、環(huán)拱、環(huán)拱系桿、南北桁架幾部分組成，鋼構件的加工、運輸、存放、現(xiàn)場拼接等管理難度大，同時與土建、看臺板安裝的交叉作業(yè)多

5、，現(xiàn)場道路、機具設備、工作面交接等協(xié)調(diào)工作也是本工程的一個難點。3、施工關鍵技術3.1、主體鋼結構的合理分段（1）主桁架分段劃分： 本工程鋼結構主桁架長度達到400多m，根據(jù)擬定的吊裝方案，必須進行分段劃分，從實際吊裝要求出發(fā)，根據(jù)設計圖紙、構件重量、就位高度、吊車性能、吊車站位、現(xiàn)場拼裝場地的大小和就位位置周圍的情況來確定主拱桁架的吊裝段數(shù)。鋼結構主桁架擬分為十一個分段，具體分段劃分見下圖主桁架分段劃分示意圖示。主拱分段詳細參數(shù)表序號分段名稱外形尺寸（長寬）構件重量（t）吊裝半徑、重心標高吊裝機械1主拱1分段32*20m18025、71m750噸履帶吊2主拱2分段35*21m20225、69

6、m750噸履帶吊3主拱3分段35*21m20225、69m750噸履帶吊4主拱4分段35*20m19730、62m750噸履帶吊5主拱5分段35*20m19730、62m750噸履帶吊6主拱6分段25*18m13748、46m750噸履帶吊7主拱7分段25*18m13748、46m750噸履帶吊8主拱8分段24*14m10536、40m750噸履帶吊9主拱9分段24*14m10536、40m750噸履帶吊10主拱10分段38*11m13120、21m750噸履帶吊11主拱11分段38*11m13120、21m750噸履帶吊（2）環(huán)拱及環(huán)拱系桿組裝單元的劃分原則外圍輪廓桿件分為徑向桿件（環(huán)拱）和

7、緯向桿件（環(huán)拱系桿）二種桿件，主受力為徑向桿件，由于徑向桿件長度較長，最長的桿件長度達90m左右，且均為單根鋼管結構，為保證桿件吊裝的剛度，采用以每二根徑向鋼管與之間的緯向桿件組成一個獨立的吊裝單元，在地面拼裝后，以單元構件的形式吊裝，單元劃分如下圖所示。環(huán)拱分段詳細參數(shù)表序號分段名稱和編號外形尺寸（寬高）構件重量（t）吊裝半徑、重心標高（m）吊裝機械1環(huán)拱下段HX-0112*174412、7450噸2環(huán)拱下段HX-0212*225815、12450噸3環(huán)拱下段HX-0312*318115.5、16450噸4環(huán)拱下段HX-0412*378216、20450噸5環(huán)拱下段HX-0512*43871

8、6、22450噸6環(huán)拱下段HX-0612*459217、24450噸7環(huán)拱下段HX-0712*479418、24.5450噸8環(huán)拱下段HX-0812*479418、24.5450噸9環(huán)拱下段HX-0912*459217、24450噸10環(huán)拱下段HX-1012*438716、22450噸11環(huán)拱下段HX-1112*378216、20450噸12環(huán)拱下段HX-1212*318115.5、16450噸13環(huán)拱下段HX-1312*225815、12450噸14環(huán)拱下段HX-1412*174412、7450噸15環(huán)拱上段HS-01A101018、12750噸16環(huán)拱上段HS-01162021、18750

9、噸17環(huán)拱上段HS-0212*237330、28750噸18環(huán)拱上段HS-0312*298134、37750噸19環(huán)拱上段HS-0412*348237、45750噸20環(huán)拱上段HS-0512*378840、50750噸21環(huán)拱上段HS-0612*389341、54750噸22環(huán)拱上段HS-0712*409542、56750噸23環(huán)拱上段HS-0812*409542、56750噸24環(huán)拱上段HS-0912*389341、54750噸25環(huán)拱上段HS-1012*378840、50750噸26環(huán)拱上段HS-1112*348237、45750噸27環(huán)拱上段HS-1212*298134、37750噸28

10、環(huán)拱上段HS-1312*237330、28750噸29環(huán)拱上段HS-14162021、18750噸30環(huán)拱上段HS-14A101018、12750噸（3） 兩榀主桁架之間南北桁架的吊裝方法由于主桁架間連接的南北桁架結構形式均為平面管桁架，且長度較長，最小的也達到95m多,桁架側向剛度很小,對于結構平面外穩(wěn)定存在很大的隱患，所以平面桁架吊裝時應對吊點的選擇、吊裝方法上進行必要的有針對性的措施，決定采用將南北桁架分成四分段進行吊裝，在地面上將每分段中的上下弦桿和主要連接系桿拼裝完成，然后進行分段吊裝。將先吊上去的分段固定在臨時支撐架上，將四個分段都吊裝上去以后進行整體焊接，完成后進行細部小系桿的連

11、接。如下圖所示：南北桁架分段詳細參數(shù)表序號分段名稱和編號外形尺寸（長寬高）構件重量（t）吊裝半徑、重心標高（m）吊裝機械1南北桁架1分段58*18*2011348、47750噸2南北桁架2分段52*18*2010948、47750噸3南北桁架3分段55*18*159852、29750噸4南北桁架4分段50*18*159552、29750噸3.2吊裝機具的選擇根據(jù)擬定的吊裝方案，本工程罩棚鋼結構的吊裝采用二臺LR1750型750噸大型履帶吊，一臺CC2500型450噸履帶吊和3臺SC1500型150噸履帶吊進行鋼結構的安裝。其中，750噸和450噸主要吊裝重量較大的主拱、環(huán)拱和南北桁架段；150

12、噸吊車主要進行環(huán)拱嵌補和重量較小的系桿的吊裝。吊裝順序按鋼結構分段的重量、吊裝半徑、吊裝就位位置大的部位進行，采用重型主臂加輕型副臂的塔式工況（SDWB）進行吊裝， 3.3、臨時支撐架的搭設（1）臨時支架設置措施根據(jù)本工程鋼結構施工的現(xiàn)場安裝條件及相應工期要求，考慮其結構構成特點與構件受力性能，經(jīng)反復驗算與比較，最后區(qū)別主結構的功能特點，決定在主拱、環(huán)拱與南北桁架結構三部分依次布置臨時支撐，分別進行各類結構構件吊裝與高空組裝的分步、分段施工方案。支撐的設計方案不僅要考慮主結構各類構件的功能特點與方位要求，還需按照安裝現(xiàn)場的場地與地基條件采取不同的布置方式與截面類型。在最終采用的吊裝施工與支撐布

13、置方案中，為滿足底部混凝土結構看臺及基礎、地基的受力安全要求，對底板支撐反力較大的主拱、南北桁架頂部等部位，設計利用鋼桁架托梁將支撐反力轉化到承壓能力較好的場地混凝土梁柱部位。臨時支架按布置的位置在吊裝前必須安裝完成，并用纜風繩進行固定，同時與看臺、砼基礎固定。經(jīng)檢查驗收合格方可使用。臨時支撐形式見下圖3.31：臨時支撐架圖3.31（2） 臨時支撐架的計算原則：由于本工程鋼結構跨度大、構件多，為更好地了解結構的受力性能以便于指導鋼結構的順利安裝，我們對主結構及支撐在吊裝施工各階段的受力與變形進行了整體的有限元模擬計算與分析。在保證吊裝過程主結構及支撐受力安全與合理的情況下，吊裝分段工況盡量少，

14、盡量減少高空作業(yè)，以力圖實現(xiàn)最快的施工進度并獲得最好的結構施工質量。支撐的布置位置與數(shù)量、構件截面的選取是通過多次的有限元整體模型計算分析與比較，根據(jù)構件的強度、穩(wěn)定性的應力比與長細比的限制條件優(yōu)化分析后確定，同時考慮卸載階段使支撐的受力變化盡量小并且均勻；通過不斷調(diào)節(jié)，最終達到一個相對最優(yōu)的方案。3.4、鋼結構安裝與卸載的測量技術要點由于本工程采用分段高空散裝吊裝的方法。所以，吊裝前應對支承架的定位進行控制。根據(jù)主桁架及網(wǎng)殼桿件的吊裝分段尺寸，劃出支承架的十字線，將預先制作好的支承架吊上支架基礎，定對十字線。把十字線駁上支承架的頂端面和側面，敲上洋沖，并加以明顯標記。用全站儀檢測支承架頂標高

15、是否控制在預定標高之內(nèi)。主桁架及網(wǎng)殼桿件的吊裝定位全部采用全站儀進行精確定位，通過平面控制網(wǎng)和高層控制網(wǎng)進行座標的轉換，在吊裝過程中對主桁架兩端進行測量定位，發(fā)現(xiàn)誤差及時修正。在卸載過程中共設置了28個沉降監(jiān)測點，其中，主拱上的監(jiān)測點14個，環(huán)拱上監(jiān)測點8個，南北桁架上6個。所有監(jiān)測點用全站儀進行全程觀測，并且在卸載后繼續(xù)觀測15天，監(jiān)測的內(nèi)容主要為鋼結構直觀變形和支撐塔架的變形。保證鋼結構施工測量精度的措施：（1）測量工作嚴格按照鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范（GB50205-2001）和工程測量規(guī)范GB50026-93執(zhí)行。（2）所有測量工具必須經(jīng)計量單位檢測合格才可使用，并定期對儀器進行自檢

16、、維護。施測時儀器、棱鏡在陽光下或雨天均應打傘，做好儀器、棱鏡的防雨、防光措施。（3）不同的氣溫對測量儀器、工具、構件尺寸都有不同影響，測量結果也不一樣。所以，測量工作在同一氣溫內(nèi)進行較為準確，根據(jù)現(xiàn)場施工情況一般安排在早晨和傍晚進行。（4）測量工作與其它工種應相互配合，嚴格執(zhí)行三級檢查，一級審核驗收制度，對于測量工作中發(fā)現(xiàn)的超公差情況，必須及時給予糾正，不能讓問題影響下一道工序施工，以免影響工程進度。（5） 施工機械的震動、胎架膜具的遮擋對觀測的通視、儀器穩(wěn)定性等均有影響，所以，測量時應采用多種方法測量并相互校核。（6） 鋼桁架安裝過程中，由于自身荷載的作用，在拆除臨時支撐后或滑移過程中，會

17、產(chǎn)生變形。因此，應對桁架進行變形監(jiān)測，及時校正并符合設計、規(guī)范要求。3.5、現(xiàn)場焊接焊接方法的選擇（1）由于現(xiàn)場高空作業(yè)，環(huán)境比較惡劣，風速較大，為保證焊接質量，防止焊接缺陷產(chǎn)生，選擇抗風能力較好、焊后產(chǎn)生應力和變形小的的焊接方法，故此現(xiàn)場焊接采用自保護藥芯焊絲的半自動焊接方法，局部采用手工電弧焊。焊接設備焊接方法焊接設備電流和極性單弧或多弧手工或機械手工焊條電弧焊ZX-500直流反接單弧手工CO2氣體保護焊XC-500直流反接單弧半自動（2）焊接材料的選擇焊接方法母材牌號焊絲或焊條型號焊劑或氣體適用的場所手工焊Q345DE5015定位焊；對接；角接氣保焊Q345DE501T-1CO2(99.

18、99%)定位焊；對接；角接（3）預熱和層間溫度焊前，母材的最小預熱溫度按下表要求；母材牌號母 材 厚 度t25mm25t40mm40t60mmQ345D不要求60801）接頭的預熱溫度應不小于上表規(guī)定的溫度，層間溫度不得大于230；2） 接頭預熱溫度的選擇以較厚板為基準，應注意保證厚板側的預熱溫度，嚴格控制薄板側的層間溫度；3） 預熱時，焊接部位的表面用火焰均勻加熱，加熱區(qū)域為被焊接頭中較厚板的兩倍板厚范圍，但不得小于100mm區(qū)域；4） 預熱和層間溫度的測量應采用紅外測溫儀或測溫筆進行測量。（4）焊縫清理及處理1） 多層和多道焊時，在焊接過程中嚴格清除焊道或焊層間的焊渣、夾渣、氧化物等，采用

19、砂輪、鑿子及鋼絲刷等工具進行清理；2） 接頭兩側進行完全焊透的對接焊縫，應在反面開始焊接之前，采用碳刨、鑿子等方法清理根部直至正面完整焊縫金屬為止，清理部分的深度不得大于該部分的寬度；3）每一焊道熔敷金屬的深度或熔敷的最大寬度不應超過焊道表面的寬度；4）要求預熱的焊縫應連續(xù)施焊，一次完成；不能一次完成的焊縫應注意焊后的緩冷和重新焊接前的預熱；5）焊接過程中，盡可能采用平焊位置進行焊接。（5）鋼管相貫線焊接要點：1）鋼管對接：鋼管對接焊縫主要為桁架上下弦桿、大直徑管材，現(xiàn)場焊接方式主要為手工電弧焊。對接焊接是本次安裝焊接的重中之重，必須從組對、校正、復驗、預留焊接收縮量、焊接定位、焊前防護、清理

20、、焊后熱處理、質量檢驗等工序嚴格控制，才能確保接頭焊后質量全面達到標準。2）組對前坡口內(nèi)壁、外壁的清理：組對口內(nèi)壁、外壁自坡口邊10-15mm范圍內(nèi)應仔細去除銹蝕與污物；不得在接近坡口處管壁上打引弧點、焊夾具或硬性敲打，以防圓率受到破壞；同徑管的錯口必須控制在規(guī)范允許范圍之內(nèi)。組裝的質量按I級標準控制。3）校正復驗、預留焊接收縮量：加工制作可能產(chǎn)生的誤差以及運輸中產(chǎn)生的變形，到現(xiàn)場組對時將集中反映在接頭處。因此，組對后校正是必須的，焊前應經(jīng)專用器具對同心度、圓率、縱向、曲率過渡線等認真核對，確認無誤差后采用千斤頂之類起重機具布置在接頭左右不小于1.5m距離處，預先將構件頂升到管口上部間隙大于下

21、部間隙1.5-2mm。特別要注意正在焊接的接頭禁止施加荷載，否則對焊接接頭十分不利。對接接頭的焊接應采取左右兩根同時施焊的方法，操作者分別從根部起施焊至面層止，每層次均按此順序實施。4）根部焊接：根部施焊應自下部超始出處超越中心線10mm起弧，與定位焊接接頭處應前行10mm收弧，再次始焊應在定位焊縫上退行10mm起弧，在頂部中心處熄弧時應超越中心線至少15mm并填滿弧坑；另一半焊接前應將前半部始焊及收弧處修磨成緩坡狀并確認無未熔合即為熔透現(xiàn)象后在前半部焊縫上引弧。仰焊接頭處應用力上頂，完全擊穿；上部接頭處應不熄弧連續(xù)引帶到至接頭處5mm時稍用力下壓，并連弧超越中心線至少一個熔池長度（10-15

22、mm）方允許熄弧。次層焊接：焊接前剔除首層焊道上的凸起部分及引弧收弧造成的多余部分，仔細檢查坡口邊沿有無未熔合及凹陷夾角，如有必須除去。飛濺與霧狀附著物，采用角向磨光機時，應注意不得傷及坡口邊沿。此層的焊接在仰焊部分時采用小直徑焊條，仰爬坡時電流稍調(diào)小，立焊部位時選用較大直徑焊條，電流適中，焊至爬坡時電流逐漸增大，在平焊部位再次增大，其余要求與首層相同。填充層焊接：填充層的焊接工藝過程與次層完全相同，僅在接近面層時，注意均勻流出1.5-2mm的深度，且不得傷及坡邊。面層的焊接：管、貫面層焊接，直接關系到接頭的外觀質量能否滿足質量要求，因此在面層焊接時，應注意選用較小電流值并注意在坡口邊熔合時間

23、稍長，接頭重新燃弧動作要快捷。焊后清理與檢查：上、下弦主管焊后應認真出去飛濺與焊渣，并認真采用量規(guī)等器具對外觀幾何尺寸進行檢查，不得有低凹、焊瘤、咬邊、氣孔、未熔合、裂紋等缺陷存在。上、下弦管、管接頭焊接完畢后，應待冷卻至常溫后進行UT檢驗，經(jīng)檢驗合格后的接頭質量必須符合GB11345-89的一級焊縫標準。經(jīng)確認達到設計標準的接頭方可允許拆去防護措施。相貫節(jié)點的焊接采用無間隙施工，趾部及二側面、端面有坡口，故焊縫相當于部分熔透組合的焊縫，允許在內(nèi)側有2-3mm不熔透，但需要增加2-3mm角焊縫，焊縫由兩側的部分熔透焊縫過渡到角焊縫。角焊縫的焊腳垂直高度為1.5倍的鋼管壁厚。（6）變形的控制1）

24、裝配時，根據(jù)制造工藝要求，預留焊接收縮余量，預置焊接反變形。2）裝配前，矯正每一構件的變形，保證裝配符合裝配公差表的要求；3）使用必要的裝配和焊接胎架、工裝夾具、工藝隔板及撐桿。4）在同一構件上焊接時，應盡可能采用熱量分散，嚴格控制層間溫度，對稱分布的方式施焊。（7）焊后處理1）焊縫焊接完成后，清理焊縫表面的熔渣和金屬飛濺物，焊工自行檢查焊縫的外觀質量；如不符合要求，應焊補或打磨，修補后的焊縫應光滑圓順，不影響原焊縫的外觀質量要求。2） 外露鋼構件對接接頭，圖紙上如有要求的應磨平焊縫余高，達到被焊材料同樣的光潔度。3.6、鋼結構卸載技術（1）卸載原則及卸載方案的選取由于卸載過程是一個力的傳遞和

25、受力體的轉換過程，因此這一過程是一個動態(tài)過程。在這一過程中力的傳遞與受力體的轉換必須要保持“合理、有序、平穩(wěn)、緩慢、均勻”的過渡，這就是本工程必須遵循的卸載原則。經(jīng)過嚴格的計算、研究、分析，本工程適宜采取分區(qū)、同步、等量的卸載方案。（2）卸載特點1） 卸載總噸位大。由于沈陽奧體中心體育場總用鋼量噸位大，其中高空散裝的結構噸位約11500噸，總卸載噸位達12000噸，為確保結構的安全和整體外形，需控制各點同步下降；2）卸載點分布廣、點數(shù)多、面積大。128個支撐點分布于整個屋蓋結構的南北看臺及56榀環(huán)拱及主拱的下部；3）個別單點卸載噸位大。128個卸載點中，最小單點支撐力約有10噸，最大支撐力約1

26、76噸，其中，主拱基本卸載噸位均大于100噸，而90%的卸載點噸位大于50噸，根據(jù)單點卸載噸位大的特點，須選擇大噸位卸載工具；4） 結構復雜，卸載計算分析工作量大。為確保整個結構經(jīng)過卸載后，平穩(wěn)的從支撐狀態(tài)向結構自身承力狀態(tài)轉變，必須對卸載全過程進行詳細周密的分析，并對所取得的理論計算結果進行分析，以指導整個卸載過程的實施。5）工程組織難度大：為確保整個卸載過程按既定方案實施，并且切實同理論計算的分步卸載量相結合，128個卸載點的卸載順序要按計劃進行，組織難度非常大；6）卸載工作高空操作安全措施難度大；按常規(guī)卸載多數(shù)是在支撐頂部進行卸載，本工程所有的卸載工作均在30m-60m以上高空進行操作，

27、而且與混凝土結構的施工在很大程度上存在交叉，設備的墜落和操作工人的人身安全措施難度大；7）卸載點存在水平位移。據(jù)卸載分析計算的結果，在整個卸載過程中存在比較大的水平位移，需要在分部卸載的過程當中消除水平位移對卸載設備的影響，以確保卸載設備在豎直的狀態(tài)下工作，提供足夠支撐力的同時，使設備可以在可控制的范圍內(nèi)下落。8） 卸載過程中存在一定概率的不確定性。卸載過程中所有的卸載步驟，可能會出現(xiàn)不盡同理論分析數(shù)據(jù)的情況，該數(shù)據(jù)提交專門信息技術處理小組的同時，應當有響應的處理預案做保證，以加快對各類不確定影響的處理速度，避免遇到非正常情況，無法繼續(xù)卸載的情況。（3）卸載區(qū)的劃分根據(jù)“合理、有序、平穩(wěn)、緩慢

28、、均勻的卸載原則，結合本工程的特點和各自構件在結構體系中的受力大小及其相互依賴的主次關系，將68道支撐及128個支撐點劃分為6個卸載區(qū)，詳見下圖所示：（4）每次卸載量的選定根據(jù)上述各分區(qū)卸載后變形量，對各階段每次卸載量選定詳見下表：階段支架位置大步驟卸載量（mm）小步驟卸載量（mm）備注第一階段南北桁架區(qū)，既1-1，1-2卸載分區(qū)255 卸載時由專人統(tǒng)一指揮，每小步卸載開始、結束由卸載小組長向指揮長匯報，并等待接受下一步指令；每大步完成后對變形進行測量、觀察。小計:第一階段分4大步，9小步完成；第二階段分2大步，5小步完成第三階段分4大步，9小步完成累計: 23步101015510255101

29、01515第二階段東西環(huán)拱區(qū)，既2-1，2-2卸載分區(qū)255101015510第三階段東西主拱區(qū)，既3-1，3-2卸載分區(qū)301010103010101020101055（5）卸載點上千斤頂及沙箱布置根據(jù)細化卸載計算的結果，針對不同的卸載點反力要求，支撐點上主結構的形式，分別采用30噸千斤頂組合、50噸千斤頂組合、沙箱組合給予具體的布置。具體為主拱采用80個沙箱、南北桁架和環(huán)拱采用千斤頂?shù)男问?。?）卸載點詳細形式對于每個卸載支撐點，在卸載過程中除設置卸載千斤和砂箱頂外，仍然保留原支撐點，并將原支撐點的高度隨卸載量的逐步下降，逐步降低高度，保證整個卸載過程中不出現(xiàn)卸載點完全失去作用的情況，使整

30、個結構逐步下降，確保主體結構的安全。采用兩只千斤頂卸載的點，考慮到兩只千斤頂同步工作的需要和在卸載同步操作過程種可能存在的差異，在同一點的兩只千斤頂選擇為同型號產(chǎn)品。 （7）卸載過程監(jiān)測點的布置根據(jù)設計要求，由于沈陽奧體中心體育場鋼結構的在設計過程中，未作整體結構的預起拱要求，因此主體鋼結構的整體外形驗收將在卸載前進行。為確保結構卸載后達到預期的下降量，同時為積累大跨度異形鋼結構的設計和施工資料，關鍵是控制各個卸載步驟同理論計算結果相驗證，必須對整個結構在卸載過程中的每步變形用全站儀進行監(jiān)測。（8）卸載技術措施屋面支撐胎架卸載過程既是釋放胎架中的內(nèi)力和拆除胎架的過程，也是屋蓋產(chǎn)生變形和結構體系

31、穩(wěn)步成型的過程。在此過程中，支撐胎架和結構體系中的受力十分復雜。為防止發(fā)生意外，確保卸載的順利進行，在卸載過程中應采取特殊的技術措施：1）卸載采用沙箱、液壓千斤頂，通過沙箱里的沙流淌、千斤頂?shù)幕爻虂韺崿F(xiàn)屋面的變形，此時屋蓋的重量就可以由屋蓋本身來承擔了，支撐胎架不再承受屋面荷載，卸載即全部完成。2） 卸載前先計算好支撐點的屋面變形量，如變形量超出沙箱、千斤頂?shù)淖畲笮谐?，則要在卸載過程中更換千斤頂，或者卸載到一定位置時，將屋面臨時固定，待更換沙箱、千斤頂位置后繼續(xù)卸載。3） 卸載時要統(tǒng)一指揮，保證同步，且嚴格按分批和分級大小進行。4） 卸載前要仔細檢查各支撐點的連接情況，此時應讓屋蓋處于自由狀態(tài)

32、，不要有附加約束，特別要避免支撐胎架與屋蓋之間的固接。5）卸載時要進行跟蹤測量和監(jiān)控。6）卸載前要清理屋蓋上的雜物，卸載過程中，屋蓋上下不得進行其它作業(yè)。4、施工技術實施效果分析經(jīng)過各參建單位全體員工齊心協(xié)力，付出艱辛的勞動，在鋼結構的安裝過程中攻克了一個又一個技術難題，以科學技術的支撐確保了工程質量、安全和工期全面達到優(yōu)良的標準，從而取得了十分顯著的效果。（1）鋼結構罩棚的安裝本工程360m跨度的鋼罩棚結構為全國鋼結構罕見之作，無論從跨度和重量方面都為全國首創(chuàng)，給施工造成了極大的難度。但是施工技術人員經(jīng)過周密的計算，保證了鋼結構每一吊裝部分分段的合理，與之相匹配的吊車選型合理，使整個吊裝過程

33、安全、有序、快捷，成功的使鋼結構罩棚的吊裝工期縮短了27天，并且鋼結構安裝精度全部滿足要求，確保了安裝質量，在安全方面吊裝過程中無一人傷亡，證明了方案的科學性和嚴謹性。 （2）鋼結構的測量技術本工程在施工中建立了科學的測量方法，針對工程特點難點采取了各種控制措施，配合吊裝和卸載工作，解決了測量中出現(xiàn)的困難和誤差，圓滿完成了測量任務，總結形成了一整套三維測量定位方法，為今后類似工程提供了技術支持。（3）鋼結構焊接技術本工程焊接工作量大，質量要求高，通過大量的培訓與模擬焊接，在焊接方法的選擇上，我們采用了以二氧化碳氣體保護焊為主，手工電弧焊為輔。解決了二氧化碳氣體保護焊在圓管全位置焊接以及仰焊不易

34、掌握的難題，加快了現(xiàn)場焊接的速度。焊縫外觀檢查與探傷一次通過率為98%以上，達到了鋼結構工程的焊接質量要求。（4）鋼結構卸載技術經(jīng)過2006年10月15日-2006年10月17日的成功卸載，經(jīng)參建各方對卸載后監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，按設計值鋼結構自重荷載撓度為l/1000，經(jīng)過28個觀測點的15天連續(xù)觀測，最大撓度值為117mm，遠低于設計值，滿足設計要求。5、經(jīng)濟效益和社會效益分析在整個鋼結構部分的施工過程中我們遇到了重重困難，如工期緊張、施工難度大、連續(xù)雨天、多工序交叉作業(yè)等不利因素，但我們發(fā)揚了鐵軍作風，克服了重重困難，從2006年7月13日鋼結構第一吊開始至2006年10月17日卸載完成，共用3

35、個月時間順利完成鋼結構部分11000噸的吊裝工作，被人們稱作“奧體速度”。極大的節(jié)約了工期和人力、機械、物資等成本，為國家和公司節(jié)約了近百萬元成本。本工程各分部分項工程一次驗收合格率達到100%，沒有發(fā)生質量及安全事故。 由于屋面桁架現(xiàn)場拼裝時需采用臥拼，然后翻轉起吊就位。翻轉起吊狀態(tài)對結構受力十分不利，因此在驗算過程，根據(jù)實際情況首先對桁架進行翻轉過程驗算，再進行吊裝驗算。根據(jù)荷載規(guī)范4.6.2條的規(guī)定搬運裝載重物的動力系數(shù)，可采用1.11.3，吊裝驗算時采用的動力系數(shù)取1.3。采用大型有限元程序SAP2000（9.1.6版）進行結構靜力非線性分析，計算分析吊裝文化藝術心屋面D軸桁架，模型構

36、件截面按實際截面尺寸建立?；炷琳駬v:墻混凝土采用HZ-50型插入式振搗棒振搗，結點部位空隙較小處，可采用HZ6X-30型插入式振搗棒振搗。下料過程，應嚴格按照500mm一道分層下料，300mm以上墻體應在墻體內(nèi)兩側距鋼筋50mm處振搗，移動間距不得大于500mm，插入深度應進入下層混凝土50mm，振搗時應快插慢拔，插入10S左右開始慢慢提棒，直至氣泡全部排完并翻漿，嚴禁快插快拔或插入棒后超時間振搗。每層混凝土澆筑完后約15min左右再澆筑下一層混凝土。 由于屋面桁架現(xiàn)場拼裝時需采用臥拼，然后翻轉起吊就位。翻轉起吊狀態(tài)對結構受力十分不利，因此在驗算過程，根據(jù)實際情況首先對桁架進行翻轉過程驗算，

37、再進行吊裝驗算。根據(jù)荷載規(guī)范4.6.2條的規(guī)定搬運裝載重物的動力系數(shù)，可采用1.11.3，吊裝驗算時采用的動力系數(shù)取1.3。采用大型有限元程序SAP2000（9.1.6版）進行結構靜力非線性分析，計算分析吊裝文化藝術心屋面D軸桁架，模型構件截面按實際截面尺寸建立?；炷琳駬v:墻混凝土采用HZ-50型插入式振搗棒振搗，結點部位空隙較小處，可采用HZ6X-30型插入式振搗棒振搗。下料過程，應嚴格按照500mm一道分層下料，300mm以上墻體應在墻體內(nèi)兩側距鋼筋50mm處振搗，移動間距不得大于500mm，插入深度應進入下層混凝土50mm，振搗時應快插慢拔，插入10S左右開始慢慢提棒，直至氣泡全部排完

38、并翻漿，嚴禁快插快拔或插入棒后超時間振搗。每層混凝土澆筑完后約15min左右再澆筑下一層混凝土。電焊設備應放置在防雨、干燥通風良好的地方，焊接現(xiàn)場不得有易燃、易爆物品；一、二次電源接頭處要有防護裝置，二次線應采用防水橡皮護套銅芯軟電纜，電纜長度不應大于30m，不得采用金屬構件或結構鋼筋代替二次線的地線；使用電焊機焊接時必須穿戴防護用品，嚴禁露天冒雨從事電焊作業(yè)。懸掛式操作臺用于H鋼梁節(jié)點高強螺栓焊接施工，由掛件操作臺兩部分組成。掛件使用10mm鋼板制作而成，間用14mm圓鋼連接固定。操作臺使用角鋼、扁鐵、圓鋼等材料制作而成，扁鐵與角鋼、圓鋼與角鋼均采用搭接焊接。操作臺涂刷成紅白相間的顏色。懸掛

39、操作臺使用時須有防墜措施，人員作業(yè)時必須掛好安全帶。按照以上步驟安裝網(wǎng)架至下一軸線支座前一跨網(wǎng)架心時（網(wǎng)架受力最大處），安裝支撐立桿。支撐立桿采用20號H型鋼制作，底座采用4個M20*120mm膨脹螺栓固定在B區(qū)二層頂板上，并采用16鋼絲繩三面拉結，保持支撐桿穩(wěn)固，鋼絲繩與地面夾角控制在45-60之間，地面拉結點采用4個M20*120mm膨脹螺栓將倒T型鋼板固定在混凝土樓板上。支撐立柱頂部設置千斤頂，以便調(diào)整網(wǎng)架高度。水角焊時，當焊腳超過8mm時應采用多層焊。如果共需焊兩層，在一層時，焊槍與立板夾角較小，并指向距根部23mm處。電流稍大些，可采用左焊法或右焊法，亦可略有小幅度擺動。然后焊二層。

40、焊槍指向一層焊道的凹坑處，采用左焊法、可根據(jù)情況采用直線法或小幅擺動法。此時電流可稍小，焊接速度梢快。這種焊法適合于要求腳長812mm的焊縫。幕墻單元板塊安裝時,用手推液壓車將單元件運至樓層邊，系牢吊裝帶,將葫蘆鉤勾住吊裝帶并栓牢，然后出起吊指令，葫蘆操作人員接到指令后，電動葫蘆控制升降，液壓車配合，將單元件從樓層緩緩吊出。在出樓層時,安裝人員在做好自身安全防護的前提下，用手扶著單元件，使單元件不受碰撞、擦傷，將單元件180度轉身，吊至相應位置，再由安裝人員對準槽位，緩緩放下，將單元件校正、定位、固定。每塊單元板安裝調(diào)整后，班組長、施工員跟蹤檢查，小組成員XX進行復檢，出現(xiàn)偏差及時調(diào)整，待所有

41、檢查完成后，方可解掉葫蘆掛鉤，進行下一單元件的安裝工作。該樓層的面布置由于需要配置旋轉軌道，因此設置了四道環(huán)向梁。其部分為懸掛結構，該部分樓層梁的安裝采用順作法施工，具體可參照懸掛樓層安裝章節(jié)的安裝方法進行安裝。非懸掛樓層可按照典型樓層梁的安裝方法進行安裝。安裝設備采用M900D塔吊。構件分段不得超過塔吊的起重性能。旋轉樓層結構安裝精度如有特殊要求，應制定相應的技術措施。技術部門認真研究業(yè)主提供的施工技術文件（設計施工圖、設計規(guī)范、技術要求等資料），并邀請設計院對工廠進行設計技術交底，技術部門消化理解后，編制制造工藝方案、制造驗收要求、完成施工圖轉換、火焰切割工藝評定、涂裝工藝評定、工藝文件編

42、制、工裝設計精度控制的標準以及焊工及檢驗人員培訓等技術準備工作。總體焊接順序對結構的變形是一個關鍵因素，如上圖所示，每道環(huán)包括24個立柱節(jié)點、48個環(huán)梁節(jié)點、48個斜撐節(jié)點。而這些節(jié)點又全為熔透焊縫。測定，每個焊接節(jié)點收縮量為24mm。其累積效應對結構的影響不可忽視。必須在施工實踐過程不斷摸索，優(yōu)化焊接順序，來控制焊接對結構變形的不利影響。本工程位于安徽省銅陵市，由于本地區(qū)雨水空氣酸性成分比較高，鋼材易腐蝕。為了確保加工廠現(xiàn)場拼裝對接節(jié)點補漆質量，在防腐油漆涂裝時，底漆、間漆、面漆分別按兩道進行涂裝。底漆干膜厚度2*40m=80m，間漆干膜厚度2*75m=130m，面漆2*40m=80m，每層

43、的干膜厚度按照設計要求值的二分之一進行涂裝。胎架設置時應先根據(jù)坐標轉化后的X、Y投影點鋪設拼裝臺板，相互連接形成一剛性臺（注：地面必須先壓、壓實），臺鋪設后，進行放X、Y的投影線、放標高線、檢驗線及支點位置，形成田字形控制網(wǎng)，并提交驗收，然后豎胎架直桿，根據(jù)支點處的標高設置胎架模板及斜撐。胎架設置應與相應的屋蓋設計、分段重量及高度進行全方位優(yōu)化選擇，另外胎架高度最低處應能滿足全位置焊接所需的高度，胎架搭設后不得有明顯的晃動狀，并驗收合格后方可使用。加強鋼筋的進場控制，時間上既要滿足施工需要，又要考慮場地的限制。所有加工材料，必須有出廠合格證，且必須進行復試（包括三方見證取樣試驗）合格后方可配料

44、。鋼筋復試按照每次進場鋼筋的同一牌號、同一規(guī)格、同一交貨狀態(tài)、重量不大于60噸一批進行取樣，每批試件包括拉伸彎曲試驗各2組。做好施工道路清掃灑水減少道路揚塵。協(xié)調(diào)好與環(huán)衛(wèi)部門的關系，在指定路線及時間內(nèi)行駛，保證道路暢通，并送到指定地點。在出土口設置沖洗池及沉淀池并設專用高壓水槍沖洗輪胎不帶泥出門，保證市容整潔，旁邊設深沉池。土方運輸要保證工程四周道路的文明衛(wèi)生。根據(jù)施工總面設計及各分階段的布置，以充分保障階段性的重點施工、保證進度計劃的順利實施為目的，在工程實施前，制定詳細的材料生產(chǎn)、加工、堆放、運輸計劃，以及各工種施工隊伍進退場調(diào)整計劃。同時制定以上計劃的具體實施方案，嚴格依照執(zhí)行標準、獎罰

45、條例，實現(xiàn)施工面科學、文明的管理。施工現(xiàn)場按施工段、作業(yè)點劃分區(qū)管理，每道工序做到“工完場清”，施工垃圾集堆放，及時清運，不得在施工從高空流放傾倒污水、垃圾。材料工具及時回收、維修、保養(yǎng)、利用、歸庫，各工序成品保護好?，F(xiàn)場管理操作人員按規(guī)定持證上崗作業(yè)，現(xiàn)場管理人員工人佩戴安全帽應分色，便于施工管理?？紤]到本結構高度到99.550米，地下5層，地上21層，而激光鉛直儀有效施測距離有限，同時為提高點位捕捉精度，應減少控制軸線垂直引測的接力次數(shù)，需要對控制網(wǎng)階段性傳遞做一個整體性規(guī)劃。故選擇地下-5層、5層、15層作為控制網(wǎng)階段性傳遞層，以分別控制-55層、515層、15頂層共設3個循環(huán)。爆破作業(yè)

46、的全過程都必須做好安全警戒工作，民用爆炸物品運入現(xiàn)場后，應對裝卸、臨時存放、裝藥部分劃定警戒區(qū)，邊界設置警戒帶、實施安全警戒，嚴禁一切無關人員進入。嚴格按照爆破設計方案規(guī)定的安全警戒距離，落實警戒崗哨的設置；嚴格規(guī)范執(zhí)行預警信號、起爆信號、解除信號3次警戒信號；嚴格做好起爆前檢查確認安全、爆破后檢查確認安全的工作。在鋼立柱制作預拼裝時或立柱安裝前，需在各節(jié)立柱的頂部底部分別做好對應刻畫線，以控制立柱的扭轉。安裝時，首先將立柱根部上的刻畫線對準以安裝的立柱的頂部刻畫線，并保證正確銜接，即完成根部定位及解決空間扭轉，然后進行該立柱頂部的精確控制。頂部控制時，先在分節(jié)柱頂設置棱鏡支架，安裝棱鏡。再由

47、全站儀從控制點上觀測立柱上的棱鏡，控制其空間位置，鋼柱頂測校合格后，復測柱與環(huán)梁連接線上的輔助棱鏡，以校核柱的扭轉偏差。如果超差，需進行重復校正。構件之間的拼縫處未設置鋼筋焊接。在施工，安裝、敲焊渣、打膨脹螺栓孔抽取支撐鋼筋時產(chǎn)生各種機械振動都對構件拼縫產(chǎn)生嚴重影響，嚴重破壞了構件的整體性。因此，通過在拼縫處焊接鋼筋來對構件進行加固，讓安裝完畢的GRC形成一個統(tǒng)一的整體，減少了裂縫的出現(xiàn)概率。通過抽檢120個點，有30個點是超限制的，因此該項是裂縫產(chǎn)生的主要原因之一，屬要因。柱腳錨栓作為鋼結構安裝的一步工序，其安裝定位的精度直接影響上部結構安裝質量。首先通過內(nèi)業(yè)計算，得出柱腳錨栓的空間坐標，然

48、后在土建鋼筋綁扎基本完成時，在基坑周邊的二級測量控制點架設全站儀，測量放線確定柱腳定位環(huán)板的軸線位置，安裝好定位環(huán)板錨栓；在土建鋼筋綁扎好之后澆注混凝土前，對錨栓位置進行復測。在構件測控時，節(jié)點定位實施反變形：鋼構件在安裝過程，因日照溫差、焊接使細長桿件在長度方向有顯著伸縮變形。從而影響結構的安裝精度。因此，在上一安裝單元安裝結束后，通過觀測其變形規(guī)律，結合具體變形條件，總結其變形量變形方向，在下一構件定位測控時，對其定位軸線實施反向預偏，即點定位實施反變形，以消除安裝誤差的累積。專業(yè)施工員認真熟悉施工圖紙、施工規(guī)范，并組織工人進行學習。根據(jù)各電氣分項的具體情況，提供詳細的材料計劃，確定到貨時

49、間。根據(jù)各分項的要求，確定機具的使用情況，準備施工機具。根據(jù)施工圖的具體要求，編制施工技術交底，對施工班組的施工作業(yè)情況操作方法、安全注意事項、質量要求、班組任務單、班級自檢記錄等方面作詳細的解釋交底。 將桁架待拼件放置在胎架上的設計位置，根據(jù)各待拼構件上的點位標記進行整體位置關系的測量。利用全站儀、緯儀檢測軸線，用鋼卷尺、水準儀輔助檢測各標識點點位的空間幾何關系，通過各點的設計三維坐標，計算出各點之間的設計空間位置關系，對照分析后對構件進行調(diào)整。在場館類建筑施工過程，由于各專業(yè)、各區(qū)域交叉施工作業(yè)，隨著各管施工面逐漸擴大，移動起重設備空間、場地限制起重半徑臂長不斷生變化，所以吊裝設備選擇、站

50、位、行走路線，需綜合考慮自身結構特點、構件分段情況、工期進度、各場館交叉施工、安全等多種因素，盡可能不出現(xiàn)施工盲區(qū)，達到起重機械最優(yōu)選擇最優(yōu)布置。首級高程控制點應設在不受施工情況影響的場外。以精密水準儀檢測首級高程控制網(wǎng)。用閉合水準的方式將高程控制點引入場內(nèi)，并設定固定點作為高程點。場內(nèi)地面高程點復核無誤后，在塔樓施工時分別引測到各個層面上，每個層面引測4-6個標高控制點，控制點應引測到穩(wěn)固的構件上，在每一層上對引測點校核，誤差應在精度要求范圍內(nèi)。本工程在地下室施工過程作沉降觀測記錄，地面設二等水準基點5個，沉降觀測點一開始全部設置在地下室基礎底板面，主樓觀測點數(shù)為24個，群樓地下室觀測點數(shù)為

51、49個，為二等水準點。地下室沉降觀測工作從基礎施工完成后讀零開始，每升高2層觀測一次，結構封頂后每月觀測一次，直至沉降穩(wěn)定為止。沉降穩(wěn)定標準：均每天沉降量小于或等于0.01mm。一切準備工作完成后，即可進行吊掛層主次梁的安裝，其安裝順序先安裝弧形主梁再安裝次梁，安裝時鋼梁間接頭處采用臨時螺栓固定。由于最大跨度的弧形主梁分為5段，所以該梁安裝時應從間往兩對稱施工，從而減少誤差的累計，其余兩跨弧形主梁從一邊往另一邊依次施工即可?？紫稘撍饕x存于場區(qū)表層填土、含砂粉質粘土、風化巖。其填土富水性透水性因粘性土含量不同而具明顯各項異性，一般上部透水性較好，水量較大，往下透水性變差，水量較小；擬建場地淺

52、層地下水屬孔隙性潛水，主要由大氣降水徑流補給，潛水水量一般，地下水位隨季節(jié)變化?？碧狡陂g測得水位一般為0.006.00m，相應高程31.4846.19m，根據(jù)區(qū)域水文地質資料，淺層地下水水位年變幅為1.02.0m。屋面鋼結構網(wǎng)架為正放四角錐螺栓球節(jié)點網(wǎng)架，網(wǎng)架支座為下弦多柱點支承,網(wǎng)架軸線尺寸為77.7m*33.6m，覆蓋面積2610m2，網(wǎng)架結構找坡，坡度5%，厚度為1.7m-2.52m，網(wǎng)架部分重量為92.7噸。網(wǎng)架所用鋼材為Q235B,結構設計安全等級為二級，設計正常使用年限為50年，防火等級為二級。因為鋼結構施工是一個在時間上持續(xù)較長的工作，所以從工程的開工到工程的竣工，這段時間內(nèi)有著

53、許多不可預見的事情生，這些事有的可能影響到關鍵線路上各關鍵點的節(jié)點工期，為此在確定關鍵線路節(jié)點工期的同時，我公司的施工人員也制定出了一套由于一些不可確定因素而引起的關鍵線節(jié)點工期滯后的補救辦法：配電箱、開關箱安裝要正、牢固。配電箱裝設在堅固的支架上。固定式配電箱其下皮與地面垂直距離為1.4m，移動配電箱下皮距地面為1.2m。配電箱體用1.5mm厚鐵板制作。配電箱、開關箱導線的進線口設在箱體底面，進出線口處加護套，要求各箱進出線排列整齊，電源線引出線都注明每條線路的名稱走向。工程建設地點位于宣城市濟技術開區(qū)鴻越大道與蓮塘路交口，屬于剪力墻結構。其1#樓地下建筑面積為580.8，地上建筑面積為14

54、294.7，2#樓地下建筑面積為397.7，地上建筑面積為9445.2，3#樓地下建筑面積為575.7，地上建筑面積為13794.2，框剪結構。1-2#樓為26層，建筑高度為75.7m，3#樓為25層，建筑高度為72.80m,1#、3#樓外墻保溫設計為無機保溫系統(tǒng)，外墻保溫厚度為30mm,2#樓為擠塑聚笨板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)。厚度為30mm。為了適應結構在使用階段的變形，樓層主梁與外鋼柱的連接采用大量的雙向鉸節(jié)點。因雙向鉸耳板上的封板影響樓層主梁的進檔，主梁安裝時，必須豎向傾斜一定角度（大于3）進檔，以便近核心筒側梁的部在垂直方向上避開牛腿。梁以傾斜姿態(tài)水進入雙向鉸耳板內(nèi)部，然后進行銷軸、活動耳板及旁板的安裝固定。針對本工程的特點，應制定合理