北京某大学体育馆工程施工新技术介绍_secret.doc

北京某大学体育馆工程施工新技术介绍北京*体育馆比赛馆屋盖为目前世界上跨度最大的单层预应力弦支穹顶结构，最大跨度达93m，总用钢量不到1200t，相当于62kgm2。热身馆屋盖为铸钢节点单层网壳结构。施工中通过采用球形节点三维空间测量控制技术、弦支穹顶结构从外向内逐圈安装技术、弦支穹顶结构预应力施工技术、直立锁边金属屋面工程施工技术、观众席座椅下送风空调系统等，确保了工程质量和工期，得到了世界羽联、北京奥组委等各方的高度评价，社会效益很好。本工程已获得北京市结构“长城杯”金奖。北京*体育馆位于北京市*区*园100号，北京*校园内，将承担2008年北京奥运会羽毛球和艺术体操的比赛项目。体育馆分为比赛馆和热身馆两部分，其建筑面积为24383m2，赛时总座位数7500个，其中包括一般观众席、贵宾席、记者席、残疾人席位等。本馆内还设有贵宾室、运动员休息室、会议室、更衣室、成绩处理中心、新闻发布厅等各类功能用房，完全满足大型国际比赛需要。体育馆屋面形似扁平的羽毛球，建筑形体轻盈优美，钢结构体系的5道环向钢索和每环56根径向钢拉杆象征着我国56个民族牵手奥运五环。建设单位为北京*，代建单位是北京*建设监理有限责任公司，由*理工大学建筑设计研究院承担设计任务，北京*集团有限责任公司施工总承包。1工程概况11建筑结构工程概况本工程分比赛馆和热身馆两部分：比赛馆局部地下1层，主体部分4层，建筑高度2710m；热身馆地上1层建筑高度1665m。外装修采用铝合金单板金属幕墙、玻璃幕墙、氟碳外墙涂料；场馆屋面为铝镁锰金属屋面板、玻璃光棚屋面板，裙房屋面为陶瓷广场砖。地面为专用体育木地板、复合木地板、防静电地板、防滑地砖、环氧地面漆自流平楼地面、水泥地面等，顶棚为纸面石膏板和浇筑石膏板、涂料、铝合金板，内墙面为涂料、瓷砖、吸声墙面。地下2mm厚聚氨酯防水涂膜，裙房屋面为50mm厚硬泡聚氨酯保温防水一体化材料，卫浴间为15mm厚JS防水涂膜。结构类型为钢筋混凝土框架结构；比赛馆屋盖结构形式为弦支穹顶钢结构，热身馆为单层钢网壳钢结构；基础为钢筋混凝土独立基础；抗震设防烈度为8度。12节能环保技术水源热泵技术是利用地球表面浅层水源(如地下水、河流及湖泊)中吸收的太阳热能而形成的低温低位热能资源，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热源向高位热能转移的一种技术。其工作原理是夏季将建筑物总的热量转移到水源中，由于水源温度较低，可高效带走热量，而冬季则从水源中提取热量，由热泵原理通过水或空气等作为载冷剂提升温度后送至建筑物内部。本工程采用深层地热结合水源空调技术后的经济效益非常显著。该套系统的初期投资与常规暖通系统的初期投资基本相同，但运行费用远远少于常规暖通系统。经初步保守测算，以1年为计算周期，采用地热供暖、制冷系统较采用其他常规暖通系统节省运行费用100万400万元。按系统使用寿命期为15年计算，采用地热供暖、制冷系统较采用其他常规暖通系统共节省费用1300万5800万元，而地热井的使用寿命将超过30年，若将此前提计算在内，节省的费用将更多。2施工概况21施工特点和难点(1)建筑平面布置复杂，屋面空间结构节点多，施工测量难度大。(2)混凝土结构构件规格、形状繁多。(3)屋盖为弦支穹顶钢结构，施工难度大。(4)玻璃幕墙设计和施工比较复杂。本工程玻璃幕墙平面为不规则椭圆形状，立面为倒楔形，每块玻璃都不是规则的方形，玻璃尺寸繁多，尺寸相差很小，给玻璃加工和安装带来了很大困难。(5)圆形金属屋面施工技术要求高，工艺难度大。(6)环行走道管线布置施工难度大。(7)专业体育场馆，功能要求比较严。作为羽毛球比赛运动场馆，对通风要求比较严格，要求在一定范围内，空调通风造成的风速不能超过02ms，要控制空调通风系统带来的气流扰动不能对羽毛球的运动轨迹产生过大的影响。(8)专业工程项目分包多，总承包管理难度大。22施工部署本工程按基础、主体结构，屋面钢结构，装修阶段和室外工程四个阶段部署施工，各阶段互有穿插。水、暖、电、通风等专业在上述四个阶段穿插进行施工。221基础、主体结构施工阶段(1)施工顺序：先深基，后浅基；先地下，后地上。结构施工以比赛馆为主，裙房和热身馆为辅。(2)以土建施工为主导，以钢筋、模板、混凝土为主要施工工序，专业施工做好预留、预埋。其间作好钢结构、幕墙、机电等专业项目的施工配合。(3)北侧的人防通道、东侧的残疾人坡道和南侧的8个室外楼梯及1个残疾人坡道暂不施工，以保证整个主体工程的i顺利进行。上述项目在不影响屋面钢结构施工的前提下，与屋面钢结构工程同步进行。(4)首层顶板一轴A一B轴间看台板暂不施工，待塔吊拆除后再施工。(5)结构施工完毕塔吊拆除后，应及时将比赛馆比赛场地地面作法中150mm厚钢筋混凝土板抢先施工，作为钢结构施工用脚手架的支撑面。在此期间应力争将看台区通道踏步砌筑完毕，并将看台区阶梯等抹灰施工完毕，以减少后期土建施工的压力。(6)在四层结构施工前，应将首层及部分二层模板拆除，以便进行第一次“长城杯”验收。222钢结构施工阶段(1)钢结构施工阶段包括屋面钢结构施工及金属屋面板、阳光板施工。此阶段热身馆钢结构施工应尽早插入，为屋面金属板施工创造条件，以利于该馆及裙房的内外檐装修尽早插入和变配电室、制冷机房尽早交付安装。(2)该阶段应以钢结构施工为主，其他专业在不影响钢结构施工的前提下插入进行。223装修施工阶段装修工程施工期间，各专业分包的协调配合工作尤为重要，为保证各个分包单位能够协调配合好，项目部成立装修施工协调管理组，专门负责装修期间的协调工作。(1)装修阶段前期：以外檐装修施工为主，为玻璃幕墙、石材幕墙创造条件；在不影响钢结构屋面施工的前提下，采取相应措施进行裙房屋面施工；室内装修以机房为主，为设备安装创造条件。(2)装修阶段中期：以设备安装和专业管线施工为主，这个阶段室内装修应避免各专业之间的相互影响和拆改。各专业设备管线应尽早安排打压试水，为土建后续装修工作创造条件。(3)装修阶段后期：应以土建装修收头为主，各专业施工为其创造条件。224室外工程施工阶段以建设单位直接分包为主，总包单位要注意做好协调配合工作。3施工中主要创新技术31工程施工测量本工程作为一项体育馆工程，建筑形状复杂，弧线众多，无标准间，标高变化大。混凝土结构内边缘是由半径465m的圆形构成，外边缘是由多段圆弧曲线构成的近似椭圆的形状。混凝土水平结构梁的方向、位置、形状变化多，环向梁内沿是圆弧梁，内沿梁向外的多道环向梁每一层14段的弧度都不同，与径向梁交叉变化多。观众看台斜梁、直线梁、曲线梁交叉变化多，径向梁与水平方向随着看台的角度变化，且从二层出现竖向结构与水平面夹角呈80向外扩展，外环梁截面呈倒梯形逐层向外扩展。钢结构、玻璃幕墙预埋件多，比赛馆钢结构屋盖为形式新颖的弦支穹顶结构，热身馆为单层网壳结构。热身馆有91个节点，主馆有512个球形连接节点，且节点位置、高度变化较复杂。因此本工程平面位置控制、钢结构节点三维空间位置控制成为测量放线工作中的难点。311控制网的测设依据总平面图和测绘院给定的建筑物定位点。对建筑物的两个中心坐标点进行校核。根据整体控制局部、高精度控制低精度的原则，建立矩形一级控制网。用极坐标方法测设，三角测量法校核，确保控制网的精度符合要求。312混凝土结构工程施工平面测量为确保奥运工程质量，做到测量工作步步有校核。选用比赛馆和热身馆中心的两个点作为控制整个施工过程中弧线的平面位置的控制点；在原一级控制网的基础上建立内控网，设立了另外的四个内控点，建立局域坐标系。与主坐标系进行转换，来控制不在圆弧曲线上的柱的位置和进行细部放线，并进行相互校核。313钢结构安装施工测量钢结构为空间结构体系，安装施工测量难度比较大，钢结构球形节点三维空间的位置精度影响后续工序的施工是否顺利，影响安装质量，因此施工测量的精度是安装施工的重点。由于馆内搭满了脚手架，钢结构安装过程的定位测量只能采用外控方法，用全站仪在场外找控制基点。在以01坐标系基础上，延长X轴、y轴至馆外可观测到屋顶的位置作为控制基点，将仪器支在控制基点上，进行球形节点三维空间测量控制。球形节点测量施工过程方法如下。 (1)焊接球节点定位需两次放样完成，首先在脚手架上放置一块小钢板节点，初步放样在钢板上后，固定钢板使其不能位移。(2)在小钢板上放置一个托盘，焊接球放在托盘上，托盘下有一个可调节高度的螺旋千斤顶，再一次放样，在测站的指挥下使焊接球准确就位，平面满足不大于2mm，高程在设计值上再增加10mm左右(以抵消无支撑时的下沉)，符合上述条件后便可进行焊接，焊接完后用钢管支撑替换掉千斤顶。(3)因安装定位是通过测量节点球中心的三维坐标是否与设计坐标一致来实现的，而节点球中心不能直接观测到，只能通过测量球中心上方某一面来确定该点的三维坐标，这就要求此点垂直通过节点中心，且到节点的距离大于球的半径；只有垂线通过网壳最高节点球面上的点才能最大限度满足上述条件，为此需计算好对中杆的尺寸。气泡整平后，才能满足上述要求。本工程针对复杂的建筑平面和空间形式，制定了符合工程特点的施工测量方案，确保了工程质量，实现了设计意图，符合施工质量验收标准要求。32混凝土结构模板施工321模板施工的难点本工程为框架结构，结构复杂，柱网密集，跨度较大，结构设计原则为：用相对截面尺寸较小的钢筋混凝土构件支撑起大跨度、大覆盖面并且上部结构斜向外挑的建筑框架。本工程比赛馆共4层，结构特点各不相同。其中。首层顶板面积最大，弧形梁、扇形板数量最多。并带有部分看台板；二层顶板标高的高差变化比较大；三层顶板中看台板量最多，16道斜梁高差达46m。各层顶板面积差较大，没有标准层、标准问。模板施工难点如下。(1)不同直径的圆柱多，大量弧形梁穿过圆柱出现了众多圆柱与弧形梁的梁柱节点。柱网及弧形梁定位轴线是采用位置不同的15个圆心、11种半径，一套直角坐标系、一套极坐标系来确定的。没有两道弧形梁是完全一样的。所有弧形梁的底模加工前必须在加工场放大样，给模板的加工配置带来一定的难度。同时，圆柱均处在中心圆的圆心射线与其他各个不同位置圆心确定的弧线的交点上，造成所有弧形梁与圆柱相交时，梁豁相对于弧形梁的角度、位置均不相同。所有梁柱接头处模板需逐个计算其径向梁与环向梁的角度，并确定同一柱节点处各方向汇聚过来的梁的顶标高、底标高；最后确定出此节点处模板的梁豁位置。(2)本工程看台数量多，大量的看台坐席集中在南北两侧，南、北坐席下共16道斜梁(南北各8道)，斜梁长13m，与水平夹角约为264，高差达46m，并与风道板及各层结构互相穿插、高低错落。由于羽毛球比赛项目的特点，要求赛时馆内风速不大于02ms，所以采用坐席下设置圆形风孔送风，风孔设置在混凝土看台梁内，直径135mm，共计9100余个。(3)本工程从相对标高477m起共有24根斜柱，柱顶标高1300m，垂直高度达823m，与水平面成80倾角，并且随高度的变化向结构外侧倾斜。钢筋绑扎与模板支设都要准确无误，方可保证与上部环梁吻合及钢结构、幕墙安装精度的要求。施工时控制斜柱的定位及其倾斜角是本工程技术工作的一个重要部分。(4)二层北侧有5个小跨梁围成的5个小箱形结构，即双板结构，由于结构功能的要求，此处浇筑混凝土需一次进行，不能留置施工缝。322模板工程施工技术措施3221弧形梁模板加工在现场设专门场地，地面用细石混凝土抹面，用来放梁大样。根据大样再用多层板加工成弧形梁底模，放样采用矢高法确定梁的弧线。3222圆柱模板及其梁柱节点模板加工圆柱模板及其梁柱节点模板采用玻璃钢制作。(1)圆柱模板本工程直径为800mm的圆柱共计36根，在比赛馆中心圆弧上均匀分布，从下到上贯穿整个结构高度。为减少模板的加工数量，根据不同柱高度，确定以四层最矮的柱高为基本高度制作柱模，共四种高度：25m、209m、146m、067m，根据高度进行组拼，使每根圆柱的模板都分为上下两段，保证使用时两根对接组成所需要高度。为方便施工和确保玻璃钢模板达到比较好的效果，模板设计时，在模板内加进了扁钢作为模板的加强材料，并且在上下拼接口处设有法兰。模板安装时将模板上口法兰用钢丝绳与地锚拉结，下口用U形托将模板顶紧，保证模板的刚度符合质量要求(图5)。(2)圆柱梁柱节点模板本工程圆柱梁柱节点模板有5种类型：1)常规的节点；2)梁豁高度不同的节点；3)同一节点中梁豁口的下口标高不一致的；4)柱头模板中的宽豁口内套窄豁口，并且窄豁口的豁底低于宽豁口；5)柱头变直径的。以上五种情况属于本结构中圆柱柱头节点中比较典型的情况，还有部分节点是属于结合了上述几类特点的综合型节点，不同角度和尺寸的梁豁节点共有200余个，均单独计算制图，加工制作。(3)看台、斜梁、风道板模板本工程看台主要分布在体育馆南、北两侧，每步看台宽800mm、高500mm。看台板支撑均为斜梁，斜梁南、北侧各8道，低端头处为709m相对标高，最高处为1305m相对标高。斜梁要穿过三、四层之间的混凝土风道夹层，斜梁除在最低点、13跨处有支点外，在最高点还设有吊柱，并在高端梁段下有风道板，见图6。水平部分的楼板即为风道板，风道板分为一高一低两个跨度，高差为900mm。按照常规模板支设方法，应该先浇筑水平梁及高低跨的风道板，但这样就等于从斜梁梁端制造了施工缝，不符合混凝土梁施工缝留置位置要求。同时，吊柱上部的斜风道板横贯整个南侧看台下部，无法和看台混凝土同时浇筑。为解决以上问题，经与设计方商议，高低跨风道板中的水平梁施工缝断在高低跨变截面处。这样，风道板与水平梁的高跨板下的部分一同浇筑，再浇筑框架柱上半部与斜柱、吊柱和斜风道板，最后一次浇筑所有看台板和斜梁(图7)。图7中粗实线以下部分第一次浇筑，阴影部分第二次浇筑剩余部分第三次浇筑。图中所示斜梁与斜柱虽分两次浇筑，考虑到施工进度问题，此处二次浇筑后模板不拆除，立即进行斜梁及看台板混凝土浇筑。所以在支设二次浇筑的构件模板时，与之相连的第三次要浇筑的构件模板也一同支设完毕为后续施工浇筑创造条件。3223斜柱的模板施工为保证柱的位置和倾斜度符合设计要求，在模板安装施工时，采取的技术措施如下。(1)用钢管和钢丝绳结合，用拉、顶的方法保证斜柱模板的稳定和位置准确。(2)斜柱倾斜角采用吊线方法进行控制，从起吊点到线坠端部长度为lm，则倾角为80时线坠端部与柱距离应为17633mm。此方法既方便又实用，可达到预期效果。3224箱体结构施工二层北侧的5个箱体结构混凝土设计要求不能留置施工缝。采用的施工方法为：由于箱体是由径向梁和环梁组成的，将箱体内的梁侧模及其竖向龙骨的标高低于箱体上板底下一个模板尺寸，并将上板底模板预制好，先浇筑箱体底板和梁混凝土，然后立即将上板底模就位固定绑扎钢筋，继续浇筑盖板的混凝土，保证箱体上板混凝土在先浇筑的混凝土初凝前浇筑完成，满足了设计要求。33钢结构安装工程体育馆钢结构工程由比赛馆屋盖和热身馆屋盖组成。比赛馆长约150m，宽约120m，屋盖主体结构为一直径93m的空间弦支穹顶结构。网壳结构形式为单层球面网壳，网壳标准节点大部分采用焊接球节点，少量节点采用钢管相贯直接焊接节点。个别节点根据构造尺寸或节点受力需要采用铸钢节点。索与撑杆连接节点采用铸钢节点。331施工关键技术措施(1)编制验收标准本工程钢结构为国内最大跨度的单层网壳弦支穹顶结构，总的用钢量不大，结构较为经济。国内对于此类结构没有现成的施工验收规范和标准，而本工程单层网壳和预应力钢结构施工相关性大，互相影响较大，对精度要求非常高，必须编制一份适用于本工程的验收标准，作为施工过程中的技术指导、检查和验收依据。(2)钢结构加工制作保证钢结构加工制作精度是确保安装精度的重要措施。制作精度主要包括三方面的内容：钢结构网架加工制作、铸钢节点加工制作、预应力拉索加工制作。(3)考虑预应力施工的脚手架二阶平台设计预应力索施工与钢结构是一个交替过程，且网壳安装过程的支承条件对预应力索穿索、张拉存在影响。脚手架设计过程中考虑分两阶段搭设，并且采取措施避免与环向索和径向钢拉杆相碰。(4)保证钢结构安装精度的统计值测量方法本工程钢结构安装过程中，其测量是一个反复观测的过程。在施工过程中利用统计方法进行精度对比、同圆度对比，按定位、定位焊、焊接后三个过程进行测量。每安装一圈网壳进行数据统计、分析，确定焊接变形的影响，为后续施工提供经验值。(5)考虑焊接变形对精度影响的焊接工艺根据焊接球网架的安装经验，焊接球节点定位准确后，在焊接过程中会产生较大的焊接变形，从而使得节点在焊接完后产生位移，因此在施工过程中严格遵循同一圈网壳整体对称焊接等措施，减少焊接变形对节点精度的影响。(6)区分主次节点安装要求，消除累积误差本工程网壳部分采用大量铸钢节点，网壳节点采用高精度测量技术准确定位，并且采用合理焊接顺序和焊接技术，使整体结构误差较小，达到规范和验收标准要求。撑杆上部节点要保证撑杆能够多方位转动，并且张拉过程中环向索能够滑动。本工程撑杆上下节点均采用了铸钢节点，上节点采用像人体关节一样的球铰接点，同时加设限位装置适当限制节点变位：在下节点方面，为减少索的张拉摩擦力损失，在节点内部创新性地加设了滑动垫片及聚四氟乙烯片。本工程钢结构施工过程中安装精度控制重点主要是预应力索和撑杆相连的铸钢节点的安装精度，其次是网壳焊接球节点的安装精度。根据网壳铸钢节点周围均为焊接球节点的特点，以铸钢节点安装精度为主要控制目标，将安装过程中的累积误差通过其周围的焊接球节点调整来消除误差，避免将误差累积到下圈网壳节点上去以保证铸钢节点的安装精度。332铜结构加工制作钢结构加工内容主要包括以下几部分：(1)焊接球网壳构件加工；(2)钢柱、钢梁等构件加工；(3)檩条、马道等次结构加工；(4)支座节点加工；(5)铸钢节点加工；(6)预应力索及索具、钢拉杆加工。333钢结构安装比赛馆网壳安装内容为直径93m的环梁HTR桁架及内部单层壳体网架的安装。根据多种方案的比选，确定比赛馆网壳采用从外圈向内圈逐圈进行安装的施工方案。在施工过程中，比赛馆和热身馆钢结构同步并行施工，在比赛馆钢环梁施工完成后，开始热身馆钢结构安装。其施工过程和施工流程如下。(1)满堂脚手架搭设至一阶平台处，预应力索搬运至满堂架一阶平台上展开，并做好保护(图8)；(2)安装比赛馆环梁桁架；(3)比赛馆网壳从外至内逐环安装；汽车吊上料，人工散运，热身馆满堂脚手架搭设：(4)比赛馆网壳从外至内逐环安装，外挑钢梁从长轴中间往两侧对称安装；热身馆网壳从中间往两侧对称安装(图9)：(5)比赛馆网壳从外至内逐环安装，外挑钢梁安装完成；热身馆网壳安装完成(图l0)；(6)比赛馆网壳中心部分合拢完成，预应力索张拉施工(图11)。34网架工程焊接技术本工程焊接工作重点在于比赛馆和热身馆屋盖网壳的焊接。比赛馆有焊接球与杆件之间的焊接、杆件与铸钢节点的焊接、外挑钢结构的焊接，热身馆主要为铸钢节点与杆件之间的焊接。341焊接施工要点根据大量的焊接球网架的安装经验，在焊接过程中会产生较大的焊接变形，应尽量减少焊接变形对节点精度的影响。(1)比赛馆网壳采用从外至内逐环安装、逐环从外向内焊接的顺序。(2)为减少焊接产生的变形和应力，在施工过程中同一圈网壳采用对称焊接施工方法。焊接过程按照多点对称的方式进行。(3)根据经验得出焊接变形收缩量为075125mm。焊缝间隙越大，产生的收缩量也就越大。因此在保证坡口底部熔透情况下预留4mm间隙，间隙不能过大。(4)比赛馆网壳安装采取从外至内逐环安装顺序，结构合拢部位在压力环节点区域内。为保证合拢质量，合拢焊接时安排多名焊工在规定的时间同时进行，将网壳合拢中心部位的杆件同时焊接，先焊外环处的一端，再焊中心点处另一端；不能两端同时焊接，以消除由焊接产生的应力。合拢焊接时焊接速度尽量保持基本一致。(5)热身馆网壳采取从中间往两侧的对称安装顺序，采取的工艺方法为从中间开始组成正交对称焊接，做到焊接球与杆件连接的每条环焊缝由2名焊工对称施焊，并要采取多层多道焊，焊接速度保持基本一致。(6)现场钢结构焊接主要采用手工电弧焊和二氧化碳气体保护焊。(7)必须选用接受过专门的焊接技术培训、取得中级以上技术职称、有多年焊接施工实践经验的焊工进行施工作业。在本工程正式焊接前，还要通过现场焊接考试，现场考试合格后，才能进行焊接作业。(8)本工程主要是低合金结构钢，大部分焊缝等级设计要求为一级焊缝，在完成焊接24h以后进行焊缝探伤验收焊缝施焊后耍打上焊工钢印。342焊接技术措施本工程焊接主要有两个难点：一是焊接母材为Q345B，碳当量较高，钢材的淬硬倾向较大，焊接工艺性能较差，焊接时易产生焊接冷裂纹；二是有些构件厚度较大，焊接要求为全熔透焊，焊接时热输入量大，若焊接工艺不当，易使接头母材晶粒组织粗大，强度变低，产生大量淬硬组织，并且随板厚的增大，焊接时板的层状撕裂倾向越来越大。施工中采取以下技术措施。(1)钢材厚度超过30mm时，要采取焊前预热措施；预热温度一般控制在100150，预热范围为焊缝两侧区域100150mm。(2)钢管和铸钢件焊接时，必须采取预热，用电加热片伴随预热，预热温度为120150；预热范围在焊缝两侧，每侧宽度应大于焊件厚度的2倍，且不小于100mm。预热应均匀一致，保持层间温度为120200。焊后保温缓冷。(3)焊接预热和后热的监控：根据环境温度、钢材材质和焊件厚度，合理确定预热温度，用点温计检查是否达到规定的预热温度和预热范围：对Q345钢厚度大于30mm的钢板、铸钢件以及焊接应力较大部位，应进行后热处理，后热温度达到规定值(一般取上限值)后进行保温，让焊件缓冷到常温。(4)每条环焊缝由两名焊工对称施焊，要求多层多道焊。(5)为保证钢结构安装精度与焊接后收缩变形的尺寸误差符合验收标准，在钢结构安装过程中要反复进行观测，利用统计方法进行精度对比、同圆度对比。按定位、定位焊、焊接后的三个过程进行测量，每安装一圈网壳，进行数据统计、分析，确定焊接变形的影响，为后续施工提供可靠数值，以便进行必要的调整。本工程由于采取了合理的焊接方法、焊接工艺和技术措施，确保了屋盖钢网架的施工焊接质量，保证了各个节点的位置精度，符合设计意图，为保证弦支穹顶结构达到预期目标创造了条件。35弦支穹顶结构预应力施工技术本工程屋盖采用跨度93m、矢高93m的大跨度预应力弦支穹顶结构(图12)，在国际上尚属首例，国内没有成熟的工程经验可以借鉴，施工难度大。弦支穹顶结构上层为单层网壳，下部为索杆结构。索杆结构主要由环向索和径向拉杆组成。环向索采用预应力钢索，规格为三种类型，缆索材料采用包双层PE保护套，锚具采用热铸锚具的索头和调节套筒，调节套筒的调节量不小于_+300mm。钢索内钢丝直径7mm、5mm，采用高强度普通松弛冷拔镀锌钢丝。抗拉强度不小于1670MPa，屈服强度不小于1410MPa，钢索抗拉弹性模量不小于19l05MPa。径向索采用钢拉杆，规格为60和40，屈服强度不小于835MPa，抗拉强度不小于1030MPa，理论屈服荷载1775kN。351总体安装顺序总体安装顺序为：先搭设满堂脚手架，安装上层单层网壳，后安装环向索和钢拉杆。具体施工流程见图13。352预应力施加方案通过对比，本工程弦支穹顶拉索预应力的建立采用张拉环向索的方法，技术上比较合理，施工周期比较短，工程造价比较低。合理设计张拉工装，张拉过程中合理分级，降低了预应力损失，对设备要求相对较低，比l级张拉到位要合理，张拉完成后满足设计要求。张拉过程中，索力控制为主，索伸长值控制为辅，同时考虑网壳变形。353预应力施工技术要点(1)本工程是通过环向索施加预应力的，经过仿真计算，环向索最大张拉力约266t，因此需要两台150t千斤顶。同一圈环向索有4个张拉端，故选用8台150t千斤顶，即同时使用4套张拉设备。张拉设备采用预应力钢结构专用千斤顶和配套油泵、油压传感器、读数仪。根据设计和预应力工艺要求的实际张拉力对油压传感器及读数仪进行标定。(2)张拉前将各圈环向索进行预紧，然后进行正式张拉。总体张拉过程分3级完成，分别为：张拉到设计张拉力的70、张拉到设计张拉力的90、张拉到设计张拉力的110。总体张拉顺序为：前2级张拉都是由外圈向内圈依次张拉，第3级是由内圈向外圈依次张拉完成。(3)本工程张拉设备组件较多，因此在进行安装时必须小心安放，使张拉设备形心与钢索重合，以保证预应力钢索在进行张拉时不产生偏心。开始预应力钢索张拉时要保证油泵启动后供油正常，再开始加压；张拉时要控制给油速度，给油时间不应低于05min；每圈环向索在张拉过程中要保证同步性。(4)由于在施加预应力完成前结构尚未成型，弦支穹顶的结构整体刚度较差，所以在施工前进行了充分的准备工作，应用有限元计算软件ANSYS进行弦支穹顶结构的施工仿真计算，并采用APDL语言编写仿真计算程序，能够很好地模拟该类结构形式的施工过程，同时布置了大量的应力和变形监测点，以保证结构施工过程中及结构使用期安全。(5)在未施加预应力之前，结构还不具有稳定的刚度，处于准机构状态。预应力施加过程实际上是结构由准机构变为可承担设计荷载的结构体系的过程。为使结构受力均匀且满足设计要求，使同一圈的每段环向索都能施加上相同的预应力值，必须在张拉过程中进行施工监测。本工程创新性地提出了一种可靠的监测手段，即采用油压传感器及振弦应变计分别对钢索索力、径向杆拉杆及网壳杆件应力变化进行监测，并对结构起拱值进行监测，保证张拉过程顺利进行。从监测的结果来看，实测结果很好地验证了理论计算结果，同时说明了通过有限元计算软件进行施工仿真计算是比较可信的。通过施工监测，对撑杆上下节点构造设计的实际工作效率与安全、预应力损失程度及其对结构安全的影响、结构起拱值等预应力大跨钢结构关键技术进行验证，积累了宝贵的工程经验。36直立锁边金属屋面工程施工技术本工程金属屋面呈圆弧形水滴状，设计新颖独特。比赛馆整体屋面半径约52m，屋面顶标高271m；屋面板采用扇形板，金属面材采用进口铝镁锰合金板材，纵向接口采用直立锁边技术，使屋面上无螺钉外露，防水、防腐蚀性能好；屋面由圆心向四周呈放射状布置，共分五层设四个台阶，屋面面积10720m2，檐口标高1662m；屋面系统各层次构造具备防水、保温隔热、隔声、防尘和装饰功能。热身馆主要采用扇形板，呈放射状布置，共分三层设两个台阶，屋面面积182717m2。金属屋面的施工难点在于底板檩条的安装、压型底板的安装、扇形屋面板的安装等几个关键部位的施工。底板檩条安装的关键在其标高，不同位置的檩条标高不同，因此在安装前必须先放线定位，兼顾结构的误差，在安装时予以调整，施工过程中控制好檩条的标高和倾斜度。屋面板安装的关键是控制好大小头的尺寸，根据现场的实测数据在工厂剪裁好板材，再通过扇形板压型机压制成型。361金属屋面的施工工艺流程放线檩条穿孔压型底板防尘层无纺布30mm厚吸声玻璃棉隔声层石膏板1001Tlnq厚保温玻璃棉高强铝合金支架铝镁锰合金屋面板验收。362底板檩条和支架檩条安装对檩条各跨的长度尺寸进行实测，确定每根檩条在钢结构主檩条上的具体位置；根据图纸尺寸和实测数据，对檩条和支托下料。对部分钢结构主檩条有偏差的位置由立柱做出相应的调整，确保檩条在同一弧线上，底板檩条为径向檩条，支架檩条为环状檩条。檩条支托和立柱确定位置后点焊固定，检查合格后再进行焊接(图14)。363屋面穿孔压型镀锌钢底板的安装压型钢底板安装前，首先根据屋面设计图纸进行底板排板，将穿孔压型钢底板铺设在钢结构檩条上方，用自攻螺丝与屋面底板檩条固定。固定压型钢底板的自攻螺丝在直线段时自然成为直线，曲线时自然成为弧线，圆滑过渡。压型钢底板铺装时，考虑到屋面为双曲面形，每件钢板之间的横向搭接长度不低于50mm，纵向间相互搭接一个波壳，若板与板相互接触发生较大缝隙时需用铝拉铆钉适当紧固。364高强铝合金支架的安装方法(1)支架安装是本工程的关键工序，根据屋面支架檩条的位置确定第一排支架位置作为支架安装的纵向控制线，允许偏差为L1000。第一列支架位置要多次复核，以后的支架位置用尺量精确定位。(2)高强铝合金支架按图纸要求的间距定位。支架沿板长方向的位置只要保证在檩条顶面中心，支架的数量多少决定着屋面板的抗风能力，所以支架沿板长方向的排列数量要严格按设计图纸执行。(3)高强铝合金支架安装时朝向要正确，用自攻螺丝固定可靠，支架间距在200480mm之间，支架纵向间距不大于2500mm。(4)支架安装横向偏差不大于5mm，纵向直线度偏差不大于5mm，纵向偏离中心偏差不大于6mm。(5)高强铝合金支架采用M6325的自攻螺丝与支架檩条固定，将支架对准其安装位置，打入一颗自攻螺丝，这