橢球體鋼屋架及鈦合金幕墻工程施工方案

橢球體鋼屋架及鈦合金幕墻工程施工方案第一節(jié)第一節(jié)橢球體鋼結構特點一、國家大劇院工程由中心建筑、北側建筑和南側建筑三部分組成。其中，中心建筑外形為長軸216.67米，短軸145.57米的橢球體殼體，殼體內部沒有支撐柱，橢球殼體頂部標高為+46.28米。結構體系為橢圓指數(shù)為2.2的超橢球鋼結構體系，其數(shù)學公式為：(X/A)2.2+CY/B)2.2+(Z/C)2.2=1二、整個橢球鋼屋架由鋼格柵構成，由主構架、橫構架和連接件組成。徑向為弧形、變截面、無翼緣、6厘米厚鋼板焊接形成的鋼結構主構架梁，主構架梁側向剛度小，抵抗變形和扭曲的能力極差。焊接為雙面全熔透坡口焊。環(huán)向橫構件采用直徑194毫米、厚度5毫米的鋼管，通過鑄鐵半球、球形帽、1945mm聯(lián)結鋼管、管狀帽等特殊球節(jié)點連接件與徑向主構架梁連接。根據招標文件，鋼結構總重量約5,000噸，每根鋼構架梁平均重達40噸左右。三、主構架梁共148根，最長達100m左右，最短達70m左右，每根主構架梁截面高度在4m至2m之間。其下端安裝在橢圓形環(huán)梁之上，其上端與橢球殼體頂部的橢圓形鋼環(huán)梁相連接。橢球體頂部的橢圓形內環(huán)長軸半徑約為29m,短軸半徑約為18m。四、屋面采用鈦合金板，在橢球屋面的南北側中部安裝玻璃，整個屋面無論是沿徑向還是沿環(huán)向均為變化的曲面，且曲面曲率不同。第二節(jié)技術重點一、一、橢球體鋼結構工程1、1、超橢球體數(shù)學計算模型的建立，計算機技術的應用和加工安裝詳圖設計；2、2、主構架和橫構架件的切割、加工的精度必須完全滿足設計和規(guī)范對尺寸、弧形曲率和變形控制等的要求；鋼結構的球形連接件的機加工要完全符合設計對其工藝的要求，確保環(huán)向構件安裝的精度和可調節(jié)性；3、3、超橢球體的特殊性和厚板全熔透坡口焊，對焊接質量提出了很高的要求。徑向主構架梁及環(huán)向橫構架的熔透焊接及其變形控制，焊縫的焊接質量及其無損檢測必須完全滿足設計和規(guī)范的要求；4、4、超橢球殼體特殊的幾何形狀，對其尺寸和曲率精確度要求很高，測量控制、定位、效正以及最終結構變形必須控制在設計要求的精度以內；5、5、大型鋼構件的拼裝場地的準備和對鋼構架梁的試拼裝是非常重要的環(huán)節(jié)；6、6、由于主構架梁長度約70?100m,由6cm鋼板組焊而成，長細比很大，對大型構件的運輸和試拼裝、運輸、組裝、安裝過程中的變形控制提出了很高的要求；7、7、該工程對大型鋼構件（包括主構架梁和橢球體頂部環(huán)梁）安裝方法、技術手段和措施、采用的大型機械設備和大型鋼構件的支撐平臺的搭設等，提出了很高的要求，必須確保整個橢球殼體鋼結構的精確度、可靠性和安全性；8、8、鋼結構工程與鋼筋砼結構施工的合理安排，最大限度地減少其相互影響。9、9、要充分考慮鋼結構工程的經濟合理性等。二、鈦合金幕墻的加工與安裝另見第五節(jié)。第三節(jié)第三節(jié) 加工安裝詳圖設計投標聯(lián)合體長期以來，十分重視并致力于與國外設計和國內設計密切合作，共同實現(xiàn)項目綜合目標，形成了一整套總承包管理的項目運作模式和科學的實施程序，具備了對國外設計的大型、復雜工程進行總承包管理的豐富經驗。投標聯(lián)合體將利用與設計方長期密切合作的總承包管理運作模式，配備聯(lián)合體最強的陣容和裝備，組織充足的優(yōu)秀人才，充分發(fā)揮聯(lián)合體的強大的技術和裝備優(yōu)勢、計算機技術優(yōu)勢、設計優(yōu)勢，以及社會力量組合優(yōu)勢，以滿足該特殊而艱巨工程的需要。利用計算機進行圖紙二次深化設計、加工安裝詳圖設計，不僅能很好地滿足設計風格和工程使用功能的要求，而且在設計深度、設計質量和設計的綜合配套方面，以及設計進度方面，都能很好地滿足和指導工程實施。1、1、首先是建立超橢球體數(shù)學計算模型的建立，十分準確和便捷地計算出所需的計算結果和圖形；2、2、圖紙二次深化設計和加工安裝詳圖設計工作的有效組織，詳圖設計的深度、質量不僅要完全符合原設計的要求，而且要成為指導整個鋼結構和屋面鈦板幕墻的制作加工和安裝的依據；3、3、采用計算機技術、數(shù)據庫技術、編碼技術和數(shù)控技術指導下料、加工、拼裝、焊接、運輸、安裝、檢測等，對鋼結構和屋面鈦板加工安裝詳圖設計、材料、下料、加工、試拼、運輸、現(xiàn)場安裝（包括焊接、測量）等進行全過程的指導、跟蹤、監(jiān)督、檢查和控制；4、4、屋面鈦板的加工和施工詳圖的設計不僅要完全符合設計對設計風格、規(guī)格尺寸、連接節(jié)點等的要求，其設計節(jié)點要具備可調節(jié)性，使之成為指導整個屋面鈦板的制作加工和現(xiàn)場精確安裝的依據。第四節(jié)鋼結構安裝方案投標聯(lián)合體在多個安裝方案中，對主要的6個安裝方案進行了綜合論證，包括：徑向放射分組滑移安裝方案、徑向放射單根滑移安裝方案、徑向放射分組提升安裝方案、徑向放射單根提升安裝方案、分段環(huán)向懸挑安裝方案、兩半整體滑移安裝方案。研究了在中心建筑鋼筋混凝土結構完成之后、在中心建筑鋼筋混凝土結構施工過程中、以及在中心建筑鋼筋混凝土結構施工至地面±0.00m時，進行鋼結構安裝的三種情況，最終優(yōu)選了三種安裝方案，即徑向放射分組滑移安裝方案、分段環(huán)向懸挑安裝方案、兩半整體滑移安裝方案。

徑向放射分組滑移安裝方案（方案一）1、1、安裝橢球體頂部內環(huán)梁所需的工作平臺1）環(huán)梁的安裝需要一工作平臺，該工作平臺需要較大的剛度，以承受運輸每組鋼屋架時從坡道傳來的水平荷載和安裝過程中的垂直荷載，為此，工作平臺需要剛度足夠的的支撐系統(tǒng)。該支撐系統(tǒng)由型鋼制成的標準節(jié)組成。標準節(jié)沿內環(huán)梁分布，根據受力計算考慮間距，并由水平聯(lián)系梁及剪刀撐相連。見圖1-6-A1及圖1-6-A22）2）由于沿內環(huán)梁分布的標準節(jié)將傳遞荷載至其下部的樓層。若支撐標準節(jié)的位置在柱子或剪力墻附近，則在鋼筋混凝土屋頂層澆注勁性鋼柱作為環(huán)梁的支撐；若支撐標準節(jié)的位置遠離剪力墻，則在鋼筋混凝土結構施工期間，同步安裝鋼支撐，便于進行上部環(huán)梁安裝時的荷載傳至鋼筋混凝土結構底板。具體支撐體系的設置待內環(huán)梁結構形狀及其尺寸、塔吊標準節(jié)下部砼結構施工圖確定后而定。3）3）因內環(huán)梁的結構形狀及其尺寸不詳，故初步擬定內環(huán)梁的安裝方法為：將內環(huán)梁分成若干部分，利用結構施工用的塔吊將各部分就位。具體安裝方法待內環(huán)梁結構形狀及其尺寸確定后，進行詳細計算和設計。2、2、安裝橢球體南北側滑行坡道1）1）坡道支撐體系的安裝方法、安裝程序和布置原則和坡道本身的安裝，與橢球體頂部內環(huán)梁所需的支撐體系和工作平臺的安裝相似；2）2）支撐體系和坡道的方案設計應經過詳細的受力計算，保證其安全可靠性。3）3）橢球體南北側滑行坡道的設置參見圖1-6-A1及圖1-6-A23、3、現(xiàn)場鋼屋架安裝1）在加工廠進行單根水平試拼裝，再根據交通條件和起重設備的能力按15?20m長由加工廠運至施工現(xiàn)場北側組裝場地。2）在現(xiàn)場北裙房設置4個拼裝區(qū)。每個區(qū)域上搭設鋼屋架拼裝用的支撐架。3）將每4根鋼屋架在每個拼裝區(qū)的支撐架上組拼、成型、焊接成一組。見圖1-6-A34）每組鋼屋架在完成所有焊接及檢驗工序后，用自升降液壓平板拖車（見圖1-6-A4）將其從支撐架上轉移并送至滑行坡道下口（見圖1-6-A5）。在前方的自升降液壓平板拖車通過液壓設備將每組鋼屋架過渡給停放在滑行坡道上的重型滑車（見圖1-6-A6）。然后位于前方的自升降液壓平板拖車返回拼裝區(qū)。5）每組鋼屋架在過渡到重型滑車上后，重型滑車通過滑輪牽引裝置將其送至滑行坡道頂部的工作平臺（見圖1-6-A7）。然后，該重型滑車上的液壓裝置，將每組鋼屋架頂升并轉移給能沿著內環(huán)梁環(huán)向滑動的另一組重型滑車（見圖1-6-A8）,重型滑車在液壓馬達作用下，滑移至安裝部位，再通過液壓千斤頂，將鋼屋架就位。6）隨著每組鋼屋架頂部沿著內環(huán)梁環(huán)向滑移至安裝部位，鋼屋架的底部，由運送每組鋼屋架的自升降液壓平板拖車運至安裝部位（見圖1-6-A9）。這時鋼屋架可繞固定于自升降液壓平板拖車上的轉動軸旋轉，以達到調整角度的目的（見圖1-6-A10）,通過其液壓裝置，將鋼屋架過渡給安置于地面的液壓千斤頂。在自升降液壓平板拖車撤離后，該千斤頂再將鋼屋架就位。再經微調后，鋼屋架得到固定。7）安裝按對稱方式進行。這樣在安裝過程中，可減少安裝過程對內環(huán)梁鋼平臺的水平推力及扭矩。8）在安裝初期，每星期可安裝2組鋼屋架，共8根主構架梁，在安裝后期，進度略有加快。4、鋼屋架現(xiàn)場安裝所用的主要運輸設備清單名稱數(shù)量來源說明1汽車吊3投標聯(lián)合體起重能力為25噸2履帶吊3投標聯(lián)合體起重能力為50噸3自升降液壓平板拖車3比利時SARENS公司KAMAG牌載重能力為120噸（租賃）3自升降液壓平板拖車1比利時SARENS公司KAMAG牌載重能力為180噸（租賃）4重型滑車20法國EIFFEL公司產（租賃）5滑輪牽引裝置4毗牽引力10噸6液壓馬達3國產牽引力12噸1）1）自升降液壓平板拖車簡介：由比利時Sarens公司提供，產品名稱為KAMAG牌自升降液壓平板拖車。基本單元為4節(jié)，載重120t,根據載重需要可自由加節(jié)最多為12節(jié)，載重量1080t；車輪可原地360°方向轉動，車可向任意方向移動；平臺可自升降，升降高度最大1840mm，最小1140mm，凈升降值700mm。其長、寬、高參數(shù)見圖1-6-A42）2）重型滑車性能簡介：生產廠家為法國EIFFEL公司，主要用于短途運輸，運載重物；在垂直提升重物時性能尤為突出；滑車沿軌道、鋼梁移動性能好；滑車最高行走速度5m/min?；嚺c軌道摩擦系數(shù)為5%-8%。形狀可見圖1-6-A65、鋼屋架現(xiàn)場安裝與結構施工的關系1）鋼屋架內環(huán)梁所需鋼平臺的支撐安裝以及南北坡道的鋼支撐安裝隨鋼筋混凝土結構施工同時進行。2）2）在鋼筋混凝土結構施工至大約+20m標高的樓層處，需將該標高以上的鋼平臺支撐架提前一次就位至鋼平臺標高處，為屋頂環(huán)梁的安裝創(chuàng)造條件，使屋頂環(huán)梁的安裝與鋼筋混凝土結構施工同步完成。3）3）在橢球體內主要砼結構及內環(huán)梁安裝所需鋼平臺同步完成的時候，南側建筑已完成其結構施工及地下加固工作。這樣，為安裝鋼屋架提供了運輸和安裝的條件。4）4）因北側建筑為緩解202核心區(qū)土方外運高峰、儲備了約16萬方回填砂卵石，同時給鋼屋架拼裝提供了場地，北側建筑的鋼筋混凝土結構施工待橢球體鋼屋架安裝完畢后進行。6、現(xiàn)場安裝進度每周可保證安裝2組鋼屋架，每組鋼屋架由4根主構架梁和配套的橫構架及球形連接件組成，總共148根，需130天的安裝期，考慮到安裝期間不利天氣等因素的不利影響和屋面存在少量的橫構件與兩組鋼屋架之間的球形節(jié)點的焊接，總的安裝工期為5個月左右。在鋼結構安裝完成后，能夠騰出北側場地，進行北側建筑的施工。二、二、 分段環(huán)向懸挑安裝方案（方案二）由于分段環(huán)向懸挑安裝方案闡述比較全面，篇幅較大，另見附件1三、三、 兩半整體滑移安裝方案（方案三）1、 施工方法簡介橢球體鋼結構安裝采用兩半整體滑移（水平旋轉）的安裝方法，將中心建筑南北區(qū)域作為2個拼裝場地，進行1/2橢球體拼裝，在整體拼裝完成后，通過各自區(qū)域內的滑移軌道，依靠牽引裝置整體旋轉滑移到位（見圖1-6-C1）。2、 施工條件及要求1）1）南北建筑區(qū)域需要回填，進行場地碾壓和平整，至與預應力環(huán)梁同樣的高度，在平整后的場地上澆注混凝土，混凝土上鋪設2cm厚鋼板。2）2）在拼裝場地內需安裝46米高的牢固鋼架作為上部橢圓環(huán)梁的臨時支撐，徑向主構架梁中間需另外搭設兩個可行走的臨時支撐，每安裝完一根徑向鋼主構架梁將臨時支撐移到下一根安裝部位，進行下一根主構架梁的安裝。3）在2個拼裝場地內各需安裝行走式塔吊一臺，依次在安裝完鋼屋架后拆除。4）在徑向主構架梁的的底端需要安裝滑移行走輪。5）在每根徑向主構架梁的底端需要準備一組液壓千斤頂，作為滑移就位之用。3.每個拼裝區(qū)域主要設備投入名 稱型 號數(shù) 量塔 吊行走式7050型1臺行走鋼板2cm厚28000平方米萬向行走輪比利時SARENS公司提供74組集群千斤頂50噸74組卷揚機50噸2臺滑輪組10相2組臨時支撐鋼架塔吊標準節(jié)及塔吊行走裝置根據計算設置4、4、 施工步驟1）1）在主體結構施工至±0.00后，將南北建筑區(qū)域回填至預應力環(huán)梁上標高，并碾壓密實，然后澆注15cm（暫定）厚混凝土地面，鋪設2cm厚鋼板。2）2）安裝塔吊行走軌道，在南北建筑拼裝區(qū)域各設7050型塔吊一臺。3）3）安裝中間環(huán)梁的臨時支架，吊裝中間環(huán)梁，進行環(huán)梁的組拼和焊接。在拼裝場地，放出每根主構架梁拼裝大樣控制線，將每根主構架梁平面焊接成三大節(jié)，現(xiàn)場拼裝示意圖見圖1-6-C24）安裝并固定每根主構架梁下端的行走輪，同時在該根主構架梁安裝位置的中部安裝其余兩個臨時支撐鋼架，形成空中作業(yè)平臺，支撐鋼架下部需要安裝專用行走輪，以便周轉使用?，F(xiàn)場立面拼裝見圖1-6-C35）安裝第一根主構架梁：依次吊裝三大段，在作業(yè)平臺上進行定位和焊接，并輔以攬風加以固定。依此方法，塔吊分別安裝第2根、第3根。之后塔吊沿軌道移動，再開始第4至6根的安裝（見圖1-6-C4）。依次類推。6）在安裝完成三根主構架梁以后，插入安裝橫構架，再將臨時支撐作業(yè)平臺滑移到下一根主構架梁的安裝位置，直至完成1/2橢球體的鋼結構安裝。7）安裝牽引地錨和卷揚機基座。地錨設置在南北建筑區(qū)域，采用灌注樁加槽鋼錨具的形式，外側灌注混凝土。見圖1-6-C58）1/2橢球體以及中間環(huán)梁的短軸方向采用臨時拉接穩(wěn)定措施，以保證橢球體的自身穩(wěn)定性。9）安裝牽引裝置，解除行走輪固定裝置，拖動整個1/2橢球體，緩慢回轉滑移至預應力鋼筋混凝土環(huán)梁。為保證拖動時1/2橢球體的整體穩(wěn)定性，橢球體的后部需拉設攬風。10)10)當1/2橢球體回轉滑移至預應力鋼筋混凝土環(huán)梁后，安裝集群千斤頂，對1/2橢球體進行同步頂升。之后拆除行走輪。11)11) 采用千斤頂調整主構架梁，在調整主構架梁并使之達到安裝精度之后，撤除千斤頂。12)12) 1/2橢球體滑移就位流程見圖1-6-C6。5、1、主要技術準備1)1)運輸構件分段在加工廠進行單根水平試拼裝，根據交通條件和起重設備的能力，將主構架梁按約15?20m長分成若干段，由加工廠運至施工現(xiàn)場組裝場地。以最長的主構架梁為例，可將其分成7段左右，每根主構架梁在分段后其長度和重量情況大致如下：項目第1段第2段第3段第4段第5段第6段第7段長度(m)10.5121217191014重量(t)5.65.75.57.97.96.66.7每根主構架梁的構件在現(xiàn)場組裝成3大段后，各段長度和重量情況大致如下：項目第1節(jié)第2節(jié)第3段長度(米)34.53624重量（噸）16.815.813.32）各種基礎、地錨、牽引、滑移裝置需經詳細的計算后確定，以確保其安全性。6、現(xiàn)場安裝進度按此方案，要求在中心建筑202區(qū)域土方開挖完成后，及時填平、平整和處理南北側拼裝場地。之后，即可開始進行主構架的拼裝施工，總的拼裝、焊接、滑移就位、檢驗等過程需要工期約為6個月。四、四、 三種方案比較和投標人的意見和建議1、徑向放射分組滑移安裝方案的優(yōu)缺點1）內環(huán)梁平臺和滑行坡道的安裝及其下部的鋼支撐與鋼筋混凝土結構同步完成進行。內環(huán)梁平臺和滑行坡道的安裝基本上不占絕對工期。2）所有鋼屋架在拼裝完畢后，鋼屋架全部由坡道通過牽引裝置運送至鋼平臺上的內環(huán)梁，不需要大型和太多的垂直起吊設備。3）除屋頂環(huán)梁和滑行坡道的支撐外，不需另行搭設支撐架。4）由于所有拼裝、焊接在現(xiàn)場北側拼裝場地內進行，而且每4根成組拼裝，每組鋼屋架剛度大，抵抗側向和徑向變形和扭曲的能力強，在運輸、吊裝過程中，很容易保證不變形和扭曲。5）與其它方案比較，由于大量的拼裝和焊接在地面完成，進度快，高空焊接量很小，鋼屋架幾何尺寸和曲率的精度容易得到保證，各工序的質量能有效控制。6)與中心建筑內部鋼筋混凝土施工不發(fā)生交叉影響。7)該方案對場外運輸?shù)囊蟮停恍柽M行大型構件運輸。這是北京地區(qū)交通情況唯一容許的運輸方式。8)因場內運送鋼屋架的坡道對稱布置，故鋼屋架的安裝對鋼平臺的水平剛度的要求降低。9)利用專門的機械設備，能很好地滿足運輸、頂升、滑移、安裝就位的要求。10) 對屋頂環(huán)梁和滑移坡道的鋼支撐的垂直剛度要求很大。11) 在自升降液壓平板拖車進行鋼屋架現(xiàn)場運輸?shù)姆秶鷥龋枰獙δ蟼冉ㄖ牡叵落摻罨炷两Y構進行加固處理。12) 自升降液壓平板拖車進行鋼屋架現(xiàn)場運輸對場地的道路需進行地面硬化處理或鋪設鋼板。2、分段環(huán)向懸挑安裝方案的優(yōu)缺點1)1)當中心建筑施工至±0.00時，鋼結構安裝即可開始。這樣，可緩減對總工期的壓力。2)2)對內環(huán)安裝平臺支撐的剛度要求低。3)3)鋼結構安裝可與土0.00以上中心建筑結構施工同步進行，且相互干撓小。4)4)當周圈分段安裝合攏后，只需少量的支撐，該圈屋架即成自穩(wěn)定體系。這樣，可節(jié)省鋼屋架安裝時的臨時支撐。5)5)因分段安裝，構件重量輕，不需大型垂直運輸機械。6)6)對地面拼裝場地的要求較低。7)7)因分段安裝，所有作業(yè)都需在空中進行，空中拼裝、焊接和測量作業(yè)量大。8)8)安裝過程中變形控制的計算工作量大。

9)9)因所有作業(yè)都需在空中進行，對測量精度的控制及焊接質量的要求更為嚴格。3、兩半整體滑移安裝方案的優(yōu)缺點1) 不需要大型起重設備，僅需兩臺7050型塔吊。2) 在南北拼裝場地形成后即可進行拼裝施工，對縮短總工期有益。3) 對中心建筑結構施工產生的影響甚微。4) 能滿足設計人對預拼裝的要求。5) 不需要太多的支撐，中心環(huán)梁可節(jié)省大量的鋼支撐費用。6) 對南側建筑的土建開始時間有所影響。7) 需要現(xiàn)場拼裝面積大。8) 對滑移軌跡范圍內的地面要求高。9)9) 滑移牽引裝置要求高。10) 鋼結構的設計進度必須滿足現(xiàn)場安裝進度的要求。4、4、三方案評比對照表評比指標方案一方案二方案1質量保證10782對第一階段目標的影響91083成本89104對主體結構施工的影響89105對鋼結構1087設計進度的要求6對南側進度的影響1087總得分555150表中各評比指標最高分為10分。5、投標人的意見和建議1）1）上述三個方案各有優(yōu)缺點，但均能滿足設計人和規(guī)范對質量的要求。2）2）投標聯(lián)合體根據工期要求、質量控制要求和成本造價控制要求，對上述三個方案進行了分析論證工作，并廣泛征求了國內、國外專業(yè)化鋼結構安裝廠家和專家的意見，綜合各方意見和建議對上述三個方案進行了認真的綜合評價和分析，首先推薦選用徑向放射分組滑移安裝方案，環(huán)向疊加安裝方案、兩半整體滑移安裝方案為替補方案。待經過進一步詳細計算、深入和全面的綜合分析、論證和比較，最終經業(yè)主、設計和監(jiān)理認可后實施。3）3）設計人要求需進行總體試拼裝，再按單根運至現(xiàn)場實地安裝。投標聯(lián)合體按照招標文件的要求，進行了整體試拼裝的方案設計（附后），但投標聯(lián)合體根據自己長期以來從事大型復雜的鋼結構工程的實施經驗，確信自己完全有能力在不進行整體試拼裝的情況下，通過鋼結構加工廠的整棉構件的試拼，并在施工現(xiàn)場進行拼裝，采取科學合理的安裝方案和先進精密的測量技術和設備進行測量、監(jiān)控，建立計算機數(shù)學計算模型，利用數(shù)據庫編碼技術以及數(shù)控技術指導下料、加工、運輸、焊接、安裝、檢測等環(huán)節(jié)，對鋼結構加工安裝詳圖設計、材料、下料、加工、試拼、運輸、現(xiàn)場安裝（包括焊接、測量）等全過程進行質量跟蹤、監(jiān)督、檢查和控制，完全能夠確保鋼結構工程滿足設計人和規(guī)范對質量的要求，倘若上述合理化建議能夠取得業(yè)主、設計人和監(jiān)理的同意，可加快工程進度、極大地節(jié)約工程成本和造價。

評比指標方案一方案一方案1質量保證10782對第一階段目標的影響91083成本89104對主體結構的影響79105對鋼結構設計進度的要求10876對南側進度的影響1098總得分545251第四節(jié)第三節(jié)鈦合金幕墻工程施工第四節(jié)第三節(jié)鈦合金幕墻工程施工在沒有屋面鈦合金板幕墻圖紙的情況下，投標聯(lián)合體根據長期從事屋面工程的經驗，針對國家大劇院特殊的鈦合金幕墻屋面體系，提出以下概念性的構想和建議。1、主要的技術內容1、1、利用超橢球體數(shù)學計算模型，十分準確和便捷地計算出所需的計算結果和屋面鈦板排版圖形;2、22、格和使用功能，包括對視覺、聲學、光學、保溫、防水等的要求。3、研究解決大面積金屬鈦板在陽光受熱、冬季受冷時發(fā)生熱脹冷縮的問題和荷載對屋面的影響問題，研究是否采用熱脹冷縮的調節(jié)裝置；4、制定屋面鈦板幕墻的加工工藝、現(xiàn)場安裝工藝，以及搭接處的連接工藝等。5、投標聯(lián)合體的建議金屬鈦板建議采用鋼板外面貼金屬鈦板的復合板，能大幅度降低工程成本。二、保溫屋面系統(tǒng)保溫屋面系統(tǒng)，作為第二層隔熱層，并起到防止水蒸氣和冷凝水的作用。三、格構支撐系統(tǒng)格構式系統(tǒng)作為主要外部金屬鈦合金板支撐系統(tǒng)。鈦合金板支架按橢球體殼體設計圖位置與殼體牢固錨固，鈦合金板支架在設計時要考慮到空間不同角度和尺寸的需要。在外部的每一面，該支架要保證外部金屬板具有開放式連接節(jié)點，并保證最小的暴露密封劑。該系統(tǒng)具有柔性節(jié)點允許不同的熱變形和地震運動以及日常維護和質量控制等。1.視覺效果1）該系統(tǒng)允許四面結構膠連接的玻璃圓屋頂在外部為隱框幕墻。該系統(tǒng)能減少灰塵的聚集從而減少內部定期清理的次數(shù)。而且該系統(tǒng)能夠提供外部自動清理系統(tǒng)以減少損壞的風險。2）1）所有支撐構件均建議為鋁合金構件，所有的接頭和緊固件和排水系統(tǒng)將隱藏起來。2.系統(tǒng)效果1）玻璃幕墻是一個專門設計的采光系統(tǒng)。所有的支撐系統(tǒng)都在工廠內嚴格按設計尺寸制作，并準確安裝在鋼結構框架上。支撐系統(tǒng)安裝完畢后，玻璃板自鎖固定在支撐系統(tǒng)上，并用工廠提供的專業(yè)膠槍和耐候密封膠完成整個系統(tǒng)。2）從理論上講，一部分結構安裝完成后，可以開始支撐系統(tǒng)的安裝，但必須認真考慮的是，安裝過程中的荷載將增加主體結構的荷載。外墻系統(tǒng)在安裝面板后會有較大的風荷載或雪荷載附加在結構上，臨時支撐系統(tǒng)應該考慮這些變動的荷載對結構的影響。3）在支撐系統(tǒng)安裝過程中，所有主要的排水系統(tǒng)和燈具電氣橋架（如果有）要同時進行安裝，所有的緊固件和電氣橋架和排水管將被密封起來。4）支撐系統(tǒng)由下至上開始安裝，以形成環(huán)繞的封閉網格。同時隱藏連接點和緊固件以及天溝系統(tǒng)的安裝工作也同時開始。各部分完成上述工作后，將可開始天溝閉水實驗工作。采光天棚安裝完畢后，此階段工作完成。5）下一階段為面板安裝工作，該階段包括金屬板定位，安裝完燈具的電線，在支撐系統(tǒng)上鎖定面板后，該階段的工作通常由上自下開始，以保證最小限度的損壞。四、玻璃幕墻和采光棚系統(tǒng).玻璃幕墻和采光棚系統(tǒng)不但要滿足季節(jié)變花過程中的常規(guī)需要，而且要考慮抵抗收縮、雪載、溫度和地震變形，外部和內部的保養(yǎng)通道，安全的玻璃安裝和天溝和雨水系統(tǒng)要統(tǒng)一考慮，從而保證足夠的雨水收集能力，避免周邊無組織排水。.設計中必須重點考慮暴雨的雨水收集和排放，保溫屋頂上的雨水收集系統(tǒng)要不大于25m間隔。天溝的設計要考慮雪的堆積和結冰和冰的凍溶循環(huán)，以避免潛在的天溝雪破壞。五、鈦合金金屬面板鈦合金板要做專業(yè)設計，鈦板在工廠預留孔洞并安裝好自鎖系統(tǒng)。為形成完整的曲面，每塊金屬板必須安裝在結構指定部位，嚴格杜絕不負責任的工作態(tài)度和無序施工。自鎖系統(tǒng)要考慮潛在的移動和最小的允許安裝誤差。燈具系統(tǒng)要在工廠組裝在金屬板內，保證在近處看到的為密封的燈具連接點。投標聯(lián)合體初步建議鈦合金板的裝修基層在拼裝平臺完成，鈦合金板本身的安裝在空中進行。六、防雷保護網格支撐應提供一個連續(xù)的防雷系統(tǒng)與鋼結構緊密連接。七、燈具和屋面維護網格支撐在開放式連接接頭和面板間提供一個維護保養(yǎng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能提供保養(yǎng)的安全通道。此通道用于日常保養(yǎng)和燈具更換的潛在保養(yǎng)。八、安裝次序上述是投標聯(lián)合體的概念性設想和建議，在屋面系統(tǒng)的專業(yè)性設計完成后，進行詳細的方案制定、工藝設計和工序設計。第五節(jié)第三節(jié) 鋼結構測量方案國家大劇院巨大的橢圓形殼體的特殊性對測量工作提出了很高的要求，如何采用先進的測量技術和測量儀器設備將整個殼體按照設計圖紙準確無誤地安裝就位，將直接關系到工程的進度和質量。在殼體安裝測量前應建立較高精度的安裝測量控制網（一級建筑控制網）。要求測角中誤差±5〃，邊長相對中誤差1/30000。以下分別介紹地腳螺栓的埋設及鋼結構構架梁安裝測量。一、一、 地腳螺栓的埋設.平面位置測量測定平面位置時，將兩臺經緯儀架設在縱橫軸線控制基準點上，后視同一軸線對應的控制基準點，將軸線投測到與地腳螺栓定位板面同高度的木方子上，并用紅色三角標記。將其與定位板上縱橫柱定位軸線比較，根據偏差情況，調整定位板，使得定位板的縱橫軸線與兩臺經緯儀投測的軸線完全重合為止。定位板的縱、橫軸線允許誤差為0.3mm。在澆注基礎混凝土前，檢查定位板上的縱橫軸線，與設計位置的允許誤差為0.3mm。相鄰柱中心間距測量誤差為1mm,第一根柱至第n根柱間距的測量允許誤差為丫=1mm。量距時，采用一級鋼尺并加上尺長、溫度、垂曲三項改正。在混凝土澆筑完后初凝前，應檢測定位板上的中心線，如發(fā)現(xiàn)偏差，應即刻校正，直至符合精度要求為止。.地腳螺栓標高測量方法地腳螺栓標高測量采用DS1水準儀從高程控制點直接引測到輔助安裝的木方子上，用紅油漆作好標記，根據引測的標高點，調整定位板的高度到設計位置，標高測量的允許誤差為±1mm。

SB及安裝，我們擬采用以下兩種方案進二、鋼結構構架梁安裝測量對于本鋼結構工程構架梁的拼裝SB及安裝，我們擬采用以下兩種方案進行測量和復核:1.方案一：全站儀三維測量1）坐標系的建立如圖所示，在待測物方向任取A、B兩點，將其在水平面（取儀器三軸交點處的水平面）內投影點的聯(lián)線作為X軸方向，儀器中心為坐標原點，過原點在水平面面內垂直于X軸的方向為Y軸，垂直于乂丫平面的軸為Z軸，構成右手直角坐標系。2）測量原理? 全站型電子速測儀（簡稱全站儀）是具有測距、測角能力的先進儀器，因此根據極坐標法測定物點的三維坐標為全站儀三維測量系統(tǒng)提供了理論依據和技術保障。?設在O點的全站儀測得A、B兩點的距離分別為｛、Sb，天頂角為VA、VB，水平角為晨、?！河蓤D4-1可得A、B兩點在O-XYZ坐標系下的坐標為：X=SsinVsinPY=SsinVcosP>Z鼠=S^cos匕 ^X=SsinVsin（P+H）Y=SsinVcos（P+H）>Zb=SBcosVB ^式中H二°b一。八6為OA方向與Y軸之間的夾角。由于A、B兩點的水平投影在X軸方向上，則有Y「Yb，即：

SsinVcosP=SsinVsin(P+H)tgtgp=ctgH--S4sm%―SsinVsinH由上式可以看出，B值取決于儀器中心及選取的A、B兩點的位置關系，求解0的工作也即完成了全站儀三維測量系統(tǒng)的定向。

對于物方空間的任意點P在上述坐標系中的坐標為：X=SsinVsin(P+H)Y=SsinVcos(P+H)>Zp=SPcosVP ^式中HP=a「04、Sp為P點的斜距，Vp為P點的天頂角，喝為P點的水平度盤讀數(shù)，其余符號同前。在國家大劇院鋼屋架安裝測量過程中，三維測量坐標系的選擇需根據安裝現(xiàn)場平面布置圖具體確定，由于原有場區(qū)平面控制網不能完全滿足構架梁安裝測量精度的要求，因此必須建立精度較高的安裝測量控制網。3)測量精度分析?分析全站儀三維測量系統(tǒng)的點位精度，主要有以下三個方面的因素：儀器的系統(tǒng)誤差、儀器的偶然誤差、反射裝置(目標)誤差。這里主要分析前兩者對點位精度的影響。1m21m2+H).P—vP p2m2=sin2Vsin2(p+H)m2+ScosVsin(PX P PSPP+SsinVcos(P+H)1m2+嗎1m2+1m2+H)上—v-m2=sin2Vcos2(p+H)m2+ScosVcos(PY P PSPP+Ssin+SsinVsin(PHm2+m2

pm2=cos2Vm2+(SZ PSPsinV)式中，ms為PsinV)mV為P點天頂角測量中誤差；mH為水平角測量中誤差；m8為定向時確定6角的中誤差。4）構架梁安裝校正：安裝測量前，在構架梁的節(jié)點位置粘貼LeicaTCA2003儀器專用反射標志，并根據設計的形狀及其方程計算該標志中心點的三維坐標。然后根據三維測量系統(tǒng)測量原理利用LeicaTPCA2003工業(yè)測量全站儀（內置測量程序），測量所安裝構架梁測量標志中心的實際三維坐標（xyz）,利用實時處理軟件計算實測值與設計值的差值，實時指揮構架梁的安裝