北京奥运工程钢结构创新技术介绍

奥运场馆钢结构工程创新技术介绍

2008-10-111

贯彻落实胡锦涛总书记的重要讲话精神，全面总结奥运工程建设经验，积极落实“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”三大理念，宣传中华民族自强不息和自主创新精神，充分展示奥运工程建设成就及科技成果由中国钢结构协会、北京市“2008”工程建设指挥部办公室组织相关专家，对奥运钢结构工程设计、施工、检（监）测和管理等方面的创新技术和成果，进行总结、归纳和集成，形成一套完整的《2008奥运工程钢结构创新技术及成果集成》

2008-10-1122008-10-1132008奥运工程钢结构创新技术及成果集成（上、中、下册）中国钢结构协会北京市“2008”工程建设指挥部办公室《2008奥运工程钢结构创新技术及成果集成》（上册）第一篇

《综述》第二篇

《钢结构设计技术及成果》第三篇

《钢结构制作工程技术及成果》第四篇

《钢结构焊接工程技术及成果》第五篇

《钢材国产化技术及应用成果》《2008奥运工程钢结构创新技术及成果集成》（中册）第六篇

《钢结构安装工程技术及成果》第七篇

《预应力钢结构工程技术及成果》2008-10-114第八篇

《膜结构应用技术及成果》第九篇

《金属屋面工程技术及成果》《2008奥运工程钢结构创新技术及成果集成》（下册）第十篇

《钢结构安全性监测技术及成果》第十一篇《钢结构工程管理创新及成果》第十二篇《钢结构施工工法及成果》第十三篇《钢结构施工质量专项验收标准》第十四篇《北京奥运钢结构工程主要参建单位及参建技术人员名录》2008-10-115

奥运工程钢结构主要包含北京市内的新建奥运比赛场馆、改扩建场馆、临建场馆以及相关设施、配套工程和北京市外比赛场馆。

据不完全统计，以上项目钢结构总量接近40万吨，其中用于场馆约15万吨。相当于全国年钢结构总量的3%，占北京地区年钢结构总量的50%以上。2008-10-1162008-10-11chen-luru@263.net7项目类别数量项目名称

钢结构（万吨）新建场馆12⑴国家体育场⑵国家游泳中心⑶国家体育馆⑷国家会议中心⑸五棵松体育馆（6）北京工业大学体育馆⑺北京大学体育馆⑻中国农业大学体育馆⑼北京科技大学体育馆⑽老山自行车馆⑾北京射击馆⑿网球中心9.00改扩建场馆11⑴奥体中心体育场⑵奥体中心体育馆⑶英东游泳馆⑷老山山地自行车场⑸北京射击场飞碟靶场（6）首都体育馆⑺北京理工大学体育馆⑻北京航空航天大学体育馆⑼丰台垒球场⑽工人体育馆⑾工人体育场1.00临建场馆8⑴五颗松棒球场⑵曲棍球场⑶沙滩排球赛场⑷射箭赛场⑸小轮车赛场（6）会议中心击剑馆⑺铁人三项赛场⑻城市公路赛场0.50相关设施5⑴奥运村⑵森林公园⑶记者媒体村⑷数字北京大厦⑸会议中心配套0.20主要相关配套钢结构工程⑴中国科技馆新馆⑵北京饭店二期⑶交通运输中心⑷首都机场新航站楼⑸中央电视台新台址（6）国展中心⑺协和医院医疗保健基地⑻北京电视中心⑼北京国贸三期25.00京外主要场馆工程4⑴青岛奥林匹克帆船中心⑵天津奥林匹克中心体育场⑶秦皇岛体育中心⑷沈阳奥体中心体育场2.70

奥运工程钢结构科技创新，主要集中在新建奥运比赛场馆。在这些新建场馆工程中，采用了一些现代结构形式、高强钢材和先进的施工方法。2008-10-1182008-10-119序号工程名称结构体系主要钢材钢结构量1国家体育场大跨度空间门式桁架跨度：332.3m×297.3m高度：68.5mQ460E-Z35、Q345GJD、Q345D、Gs-20Mn5V48000t2国家游泳中心多面体空间刚架

跨度：177.4m×177.4m高度：30.1mQ420C、Q345C6800t3国家体育馆曲面双向张弦桁架跨度：195.5m×114m高度：42.5mQ345C、Gs-20Mn5V1670Mpa钢绞线3000t4国家会议中心大跨度桁架及框架跨度：196m×118m高度：43mQ345GJC、Q345BQ235B13000t5五棵松体育馆大跨度正交鱼腹式桁架跨度：120m×120m高度：37.3mQ345C4500t2008-10-11106北京工业大学体育馆大跨度空间弦支穹顶直径：93m高度：26mQ345B、Q235BGs-20Mn5N1670Mpa钢绞线1150t7北京大学体育馆大跨度弦支桁架

跨度：80m×64m高度：33.3mQ345B1670Mpa钢绞线1180t8中国农业大学体育馆大跨度变脊桁架跨度：96m×84.2m高度：27.2mQ345B500t9北京科技大学体育馆大跨度螺栓球网格结构

跨度：110.6m×76.8m高度：23.6mQ235B、Q345B40Cr、45号钢800t10老山自行车馆大跨度网壳直径:149.5m高度：35.3mQ345CQ345B2050t2008-10-111111北京射击馆桁架与悬挑结构跨度：67.5mQ345B1000t12网球中心悬臂梁结构悬臂跨度：17mQ345B1000t13青岛奥帆中心框架结构Q345B1000t14天津奥体中心体育场大跨度空间桁架跨度：384m×275m高度：53mQ345B13100t15秦皇岛体育中心空间网格结构悬臂跨度：30mQ345B1000t16沈阳奥体中心体育场大跨度拱桁架及网壳跨度：360m高度：82mQ345C12000t

◆结构类型多样，涵盖了多种现代钢结构体系采用了大跨度空间结构体系、弦支穹顶结构体系、空间网壳结构体系、预应力钢结构体系以及膜结构体系等目前国际上先进的结构体系

◆建筑造型新颖，加大结构设计施工难度奥运场馆特别是国家体育场，国家游泳中心等钢结构造型独特，非规则、非标准钢构件占多数，对设计、制作及安装带来极大的难度。2008-10-1112◆钢结虑构跨火度大段，安避装技蹄术含晒量高奥运稀场馆傍钢结宰构跨球度在卫同类甚结构难体系辉中均昂属国钥内最肚大或捉接近周最大健，其神中有害些结笔构的稳跨度件和体宴量在预国际羞上名若列前预茅。乘采用壮了累废积滑补移、批整体俗提升啄以及科结构挣合拢融与卸棵载等求科技道含量妙高的踪蝶安装肉方案◆预应石力结头构体辉系应购用，境填补贪国内锤相关晚标准役空白国家澡体育卡馆、缘瑞北京叠工业伙大学察体育那馆以泄及北梦京大粮学体屯育馆毫等均折采用俱预应搅力钢抚结构株体系梦，其继中双漫向张猫弦结烫构和摊弦支剥穹顶梢结构揉均创籍国内酿跨度款最大蒸的记歇录，返为此营编制筛了国滥内相逢关的怜技术仍规程贤，填梅补了峡国内钻空白重。20扰08糊-1宵0-威1113◆节能铲环保爬技术极在钢围结构乒围护盾体系慕中广唤泛应狗用，币推广喇示范搞作用和显著奥运追场馆驰钢结获构围绑护体悟系均锹采用拘节能践环保邪的围铁护材包料，晕例如室膜材监，铝狠镁锰午合金份板，彩聚碳先酸酯兵采光东板、烈玻璃筹丝保糟温棉伏、玻是璃幕脾墙等鉴新型念节能尿环保防材料地和技狸术，掏对今肠后推级广应亿用起睁到很屠好的烧示范戴作用慨。20起08垦-1派0-降11142.奥运弦工程造钢结朱构的刻技术暴要求◆对钢败材性葬能和康质量屈要求控高奥运办场馆洞钢结炮构对诸钢材颜的要跪求超丽出了捞现有患设计蔬规范卸，例水如关刘键部大位的胀钢材茧设计热采用Q4猎60滥E-狼Z3葛5，钢板估厚度警超过10良0m嚷m，关挖键节闹点采万用Gs便-2员0M善n5伐V（N）铸阿钢材声料及卷高强刘度预辉应力琴索等◆对焊销接的床技术讽要求食高奥运临场馆堵钢结炕构连手接主牺要采加用焊摘接连球接，秤其中证高强雷度钢嚷材焊辉接、维超厚洲板焊皇接、陪铸钢踪蝶焊接绿以及伙低温亦焊接围等都算是关吓键技损术难资点20会08骂-1骑0-摔1115◆需要倘编制苍专项兄验收辽标准顷满足摄施工拦要求由于却结构铺复杂串，跨兄度大县，钢庙构件冷高空易拼装与定位酷难，拒焊接餐变形洋和温奖度变搂形大大，现欺行钢败结构找施工屡质量蛇标准查不能拦满足科工程市需要脸，需扔要编螺制专胡项验旨收标牧准。◆对施以工方远案和膝过程便控制抽要求土高奥运班场馆泰钢结苏构设简计对毛施工注的要唱求高堡，例剩如合该拢温苏度、瓶卸载贴方案跃、预迎应力硬张拉钩以及阳施工拨工况咳检测负和健蚁康检简测等况过程辨控制骆都有班非常羞高的骄技术抖要求犁。◆实现瘦奥运离工程罚“五简统一否”要并求钢结橡构工突程是丈奥运准工程堤中最爷重要酿环节很之一建，起栋到承份上启傲下的剑关键先作用气，必背须体王现奥步运工宽程“劈燕安全乱、质谁量、呢进度县、功览能、狐成本锁”的读统一邻要求庆。20滴08瞧-1堤0-揪111620酸08近-1伸0-宪111720次08营-1眨0-艺111820抄08挎-1遍0-炕1119图2-12三维实体模型图（局部）图2-13从实体图到拼装图的变化过程20众08忆-1渡0-伐112020侍08参-1绒0-熄112120骨08激-1穴0-等1122图4-7撑杆上节点图4-8撑杆下节点20副08唱-1隐0-绕112320像08狭-1喊0-虎112420辰08受-1肥0-仓112520殃08护-1割0-修1126序号课题名称科技奥运专项课题承担单位1《国家体育场结构设计与施工的安全关键技术研究》一、结构设计关键技术研究：（1）焊接薄壁箱形构件研究（2）钢结构复杂节点研究（3）大跨度结构温度场研究（4）大跨度结构地震安全性研究

（5）大跨度结构风振系数研究二、施工关键技术研究：

（1）空间弯扭箱型截面构件及多

向微扭空间节点的加工制作

技术研究

（2）高强钢Q460厚板（110mm）

焊接性试验、焊接工艺技术

研究

（3）巨型马鞍型空间钢结构的卸

载技研究三、结构安全监测关键技术研究国家体育场有限责任公司及工程参建各单位20客08梅-1袜0-股11272《国家游泳中心结构及室内环境关键技术研究》（1）新型多面体空间刚架结构体系的几何构成

与优化（2）新型空间结构体系的整体分析及延性与抗

震设计（3）轴力、弯矩及其共同作用下的各类刚性连

接节点的受力性能与实用计算方法（4）各类变截面圆钢管、方钢管的实用分析计

算方法（5）大型长方体结构的风洞、雪洞试验研究（6）国家游泳中心ETFE立面装配系统关键技术（7）国家游泳中心室内环境系统关键技术研究北京市国有资产经营有限责任公司及工程参建单位3《奥运羽毛球馆预应力钢结构体系优化设计及结构健康监控研究》（1）奥运羽毛球馆预应力钢结构体系优化设计（2）预应力弦支穹顶结构的模型实验研究（3）预应力钢结构技术规程（4）预应力钢结构健康监控系统北京工业大学及其参建单位20格08乌-1无0-觉11284《2008奥运工程钢结构创新技术集成》1.奥运工程钢结构设计创新技术2.奥运工程膜结构设计与应用创新技术3.奥运工程预应力钢结构应用创新技术4.奥运工程钢结构围护体系设计创新技术5.奥运工程钢材国产化应用创新技术6.奥运工程钢结构制作创新技术7.奥运工程钢结构安装创新技术8.奥运工程钢结构焊接创新技术9.奥运工程钢结构检测和健康监测创新技术10.奥运工程钢结构施工管理创新11.奥运工程钢结构监理与监督管理创新12.奥运工程钢结构施工质量验收标准创新中国钢结构协会及各工程参建单位20告08狂-1也0-蹄1129课题名称研究内容承担单位《国家体育馆大跨度双向张弦桁架设计施工技术研究》（1）钢屋盖铸钢节点及拼装技术相关研究（2）钢屋盖带索累积滑移技术相关研究（3）钢屋盖双向预应力设计施工技术的相关

研究（4）滑移施工和张拉施工过程中的测试国奥投资发展有限公司及参建单位《五颗松体育馆钢结构工程施工技术研究》（1）巨型桁架地面组装施工技术（2）巨型桁架高空拼装施工技术（3）双向鱼腹式桁架高空累积滑移施工技术（4）安装过程应力应变监控技术（5）双向鱼腹式桁架同步卸载施工技术（6）钢结构检测和健康监测创新技术北京五颗松文化体育中心有限公司及参建单位贯彻盏“绿爪色奥鹅运、按科技范奥运臂、人窑文奥龟运”慰三大赛理念厦专项胜资金民支持绞课题20皆08兼-1悠0-费1130《国家会议中心钢结构工程施工技术研究》（1）60m×81m大跨度钢结构楼盖竖向振动

阻尼减振技术应用研究（2）超大跨度钢桁架整体提升技术（3）超长大直径圆管摇摆柱制作安装技术（4）现浇钢筋混凝土楼板上支立行走式塔吊

技术北京北辰会议中心发展有限责任公司及参建单位《北京大学体育馆钢结构工程施工技术研究》（1）复杂钢结构屋盖制作与安装技术（2）弦支网壳预应力设计与施工技术（3）异型金属屋面设计与施工技术（4）施工全过程计算机仿真模拟与监测技术北京大学及参建单位《北京科技大学体育馆钢结构工程施工技术研究》（1）大跨度螺栓球网架采用拔杆群外扩法

整体提升技术（2）螺栓球节点防腐涂装技术北京科技大学及参建单位20拆08俯-1划0-汪1131《中国农业大学体育馆钢结构工程施工技术研究》（1）复杂管桁架加工制作技术（2）变屋脊桁架结构高空散装精度控制技术（3）变屋脊桁架结构分段卸载技术中国农业大学及参建单位《老山自行车馆钢结构工程施工技术研究》（1）巨型钢网壳外扩法拔杆群接力转换提升

技术（2）球铰体系铸钢支座安装及巨型摇摆人字

柱精确空中定位技术（3）巨型环形桁架精确安装及合拢技术（4）德国标准材质铸钢支座与国产Q钢材焊

接技术（5）分区独立安装测量控制技术国家体育总局及参建单位《北京工业大学体育馆钢结构工程施工技术研究》（1）预应力钢结构体系优化（2）新型索撑节点构造（3）弦支穹顶钢结构安装仿真模拟（4）全寿命预应力健康监控技术北京工业大学及参建单位20谷08蛮-1揪0-趴1132《钢结构膜结构施工三维激光测量技术研究与应用》1.激光雷达技术的应用2.职能全站仪的应用北京城建集团及北京建筑工程学院等《北京工业大学体育馆钢结构工程施工质量专项验收标准》球形钢网壳结构预应力钢结构钢铸件节点北京工业大学及参建单位《国家体育馆钢结构工程施工质量验收标准》预应力钢结构钢铸件节点高空累积滑移国奥投资发展有限公司及参建单位4.企业宁自主改创新奥运艰工程朋钢结版构参蔽建单宪位，陪特别饼是设日计单茶位、跃钢材崖生产改厂、党钢结思构加续工厂吐、钢攻结构杜安装访单位衡、检野测与盗监测础单位霉等，僵根据龙工程蔑需要映，结复合自希己已汽有的茅资源端，开竭展技榆术攻择关，蹦形成桃一大戏批技汪术、摔工法再、专浩利及套标准竟等据不距完全席统计哄，企猜业自居主的赢技术夕创新缺点数喷以百妈计，玩充分习说明醒企业蛇是创道新的无主体意。20佩08者-1铲0-姥1133奥运绩工程英钢结包构科紫技创哥新有邀三个蜂层次合的涵欢义：1．原色始创农新2．集帐成创秋新3．吸抽收引亭进再混创新明。20掘08锈-1挖0-李1134经济缴发达忆国家滴将钢淋结构嘉从节冲能环永保，察可持殃续发缺展的卡高度句予以钥重视横和发赠展，招在设朝计理协念、土软件稍应用脚、钢涝材品忌种和杆质量已、设块备自塌动化抵以及孙施工叫管理左等方孩面处桐于领聋先水恶平。笼日本仔、美化国、拒意大择利、泽德国吐等国西家处仙于相轨对领痛先的探地位经过均几十挂年的街发展毯，特觉别是倾改革宪开放竹以来案，我为国在肠钢结考构研东究、榆设计堪、制香造、老施工诉安装搏及检始测监剂测等课方面期都具忙备了裁比较宾成熟蚁的成雾套技席术，普成功炉地建蹲设了交一批搅大型赵、复纲杂钢畏结构垮工程承，在维某些喜技术刮领域奇已经捎达到朴了国翁际先贵进水惭平。20扎08华-1恒0-嚷11351.钢结扶构设蛮计方送面钢结谷构的固设计最越来灶越重坝视与兽建筑渣、规术划、城环境禾、功治能之各间的知协调绍。我掀国在夕设计芝理念带、软钱件及丙其应号用水解平上晃较经赖济发倘达国嫁家还搜有一畏定的兵差距剩，主笔要体及现在站方案役设计设阶段涛。在峰施工蜜图设舰计和咐详图佩设计蛋方面叹，我压国已乱经处习于国溪际先业进水企平。2.钢材哥应用歪方面应用随高效发高强形钢材蓬及配负套的住节能宿环保抓围护赖材料异是当楼今钢钉结构贿发展昌方向抄。我王国在边钢材僵规格宅品种乡丰，特勒别是余在钢太结构汇中应怜用最蹲多的未轧制H型钢露应用常方面气，与西经济掌发达佛国家算有不聋少差兄距。菊在中板厚板歉材性冠能方颈面，肚我国围已处威于国据际先愉进水补平。20纤08第-1独0-乳11363.钢结考构制洲作方乔面装备倦和自责动化帐程度闪代表圾着钢耗结构肯制作曾技术梢水平们。我宵国钢炎结构薪制造泪企业尘发展预不平兵衡，返在钢圆结构圆构件楼外观森质量懂方面净与经铁济发掌达国挣家有仙差距惭。但粗国内列具备驾特级岗资质贫的大发型企辩业，烈中国凭钢结款构协钱会评揭定的匙特级要企业陶已达39持家，其装李备、姿制作胃水平戒和产缴品已但经达扯到国木际先定进水土平20幸08觉-1集0-热11374.钢结私构安肉装方急面大型按复杂珠钢结吸构安乱装需熔要很胀高的备技术返和装皆备，明随着抽一大课批大胀型钢偶结构缝建筑义，钢粘结构粪桥梁允的建叹设，予我国碗在钢俩结构弹安装去及检台测监仰测技茎术方拥面已蜓经逐察渐缩亲小与邪发达龄国家傲的差度距，巾在某巡寿些技淋术领针域已楼经达筹到国分际先痒进水早平。20垄08修-1捏0-冲11381.科技极创新挺成果挺的总肚体水窃平奥运简工程唯钢结勤构技义术含消量高妹、施亦工难谈度大狠，质日量要巧求严茶，工寨期控订制紧穷。奥运翼工程拒钢结绢构设爷计、言制作松、安含装和暂检测浴监测哨等方产面的衡科技息创新娃成果呢和技灵术，苗总体杠上达亭到国铺内领溜先、仿国际速先进思水平稠，在某阔些技徒术领好域达灿到国妇际领陵先水巨平。20弟08奏-1碧0-侄1139（1）大怀型复局杂钢喇结构污设计丹优化尸及详幸图设剪计CA见D技术（2）大烤跨度祸弦支珠预应秒力结炊构体纳系设缴计与爪施工针技术（3）大塞型复淹杂弯染扭箱致型钢滑构件逼制作菊与安廊装技销术（4）Q4元60紫E-刚Z3约5级钢县材应畏用及宗焊接饼技术（5）钢起结构具安装哑过程寄计算忽机仿电真模晕拟、抚应力财应变糖检测与全伴寿命取健康丙监测犁技术20搬08马-1判0-晋1140（1）大果跨度些空间截钢结产构设差计技石术（2）大稍型ET葡FE月/P萝TF从E膜结旨构设尼计与钥施工费技术（3）复迫杂铸堂钢节嘉点设廉计与坊施工活技术（4）节袋能环僚保金狸属屋弊面体妇系设爽计与轻施工剩技术（5）大岭型体储育场辅馆屋拦盖钢览结构坊体系隙火灾厨模拟配与抗绣火设计（6）钢崇结构CA扶D/施CA词M辅助败制造斩技术翁的应逼用（7）电男加热丑技术艰与机死器人贺技术厕在焊乌接中稿应用20姻08不-1欢0-例1141（8）大絮跨度翅空间铲钢结秧构温转度场亲分析级及合妨拢施畅工技茂术（9）大寨型钢栏结构浙安装牌支撑璃体系即设计察与卸锋载技添术（10）大坏跨度抖钢结铺构累械积滑诞移施格工技乒术（11）大阔型钢特结构否整体喉提升闲技术（12）超穷大型裹异形悬钢构后件吊避装技蝇术（13）外孩露钢液结构董表面遗防腐炊涂料办体系慈设计雪与涂献装技吼术（14）大洪型复驻杂钢址结构候安装当三维她激光级测量冬定位浓技术（15）钢仓结构拌工程赴施工灰资料璃信息茄管理洲系统20达08但-1垫0-逢1142（1）《预应份力钢介结构黄技术猴规程》标准（2）《铸钢浑节点皆应用黎技术汽规程》标准（3）《高强驾度预危应力跃钢棒》标准（4）钢百框架曲鱼骨道式连妙接节亮点应笑用（5）大脾跨度傲钢结陡构楼咏盖竖辫向振筑动阻阅尼减雨振技排术应感用（6）冬橡期焊锣接施虫工质贝量控写制与抛检测（7）焊毯接薄证壁箱核型截起面构杯件设躲计与劈燕制作（8）多泽面体惧空间眉刚架购结构胡体系震的几浮何构隙成与区延性例分析（9）次松结构态安装搁顺序倡对主钩结构删体系涝影响吨的计异算分巡寿析（10）钢江结构潮工程士质量援监督按与监掏理管抓理创赢新20诉08蚕-1穗0-态1143三、怠奥运泊工程友钢结掉构科秒技创平新支尚撑体傅系与肉资源吉利用奥运虑工程东钢结恢构科垦技创涂新支房诚撑体辅系◆市委膝、市巨政府伍领导势支持◆北系京市20竭08工程夜建设笼指挥称部办脑公室奋起到扑主导丧和主持案的某作用◆参建向单位释是科糕技创牌新的另主体20康08姻-1勿0-想1144三、笨奥运妖工程爪钢结晓构科龄技创许新支价撑体右系与穿资源乡丰利用奥运病钢结妻构科商技创贼新的请资源蹄利用1.国家推科技雅计划既项目腥衔接——科技承奥运铲专项映支持2.贯彻践“三群大理县念”知专项向资金跨支持克课题3.充分谱发挥哗行业巩协会密组织茂的作滩用4.钢结疫构技院术专傻家起伐到领甲衔作铜用北京甩市20肺08工程建设剥指挥象部成茎立奥栗运工淘程建去设专朱家组挑，并曲针对锹奥运识工程命钢结准构的动特点很，汇鞠集了悦超过10凭0名国荒内顶狡级钢锋结构反专家舞组成孟专家糠队伍泉