贵阳奥体中心主体育场钢结构安装施工组织设计

1.编制依据

1.1.图纸依据

序号图纸名称备注

1贵阳奥林匹克体育中心主体育场工程主体育场建筑图建施-52006-1/1

2贵阳奥林匹克体育中心主体育场工程主体育场结构图结施-52006-1/1

3贵阳奥林匹克体育中心主体育场工程主体育场钢结构结施-52006-1/2

贵阳奥林匹克体育中心主体育场工程主体育场地上部分深化

4

设计图

1.2.规范及规程依据

序号规范及规程名称备注

1建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001

2建筑工程抗震设防分类标准GB50223-2004

3建筑结构设计统一标准GBJ68-84

4钢结构设计规范GB500I7—2003

5建筑结构荷载规范（2006年版）GB50009-200I

6建筑抗震设计规范GB50011-2001

7钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001

8网架结构设计与施工规程JGJ7-91

9网壳结构技术规程JGJ61-2003

10碳素结构钢GB/T700-2006

11低合金高强度结构钢GB/T1591-1994

12建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002

13焊接质量保证GB/T12467-12469-90

14低合金钢焊条GB/T5118-1995

15溶化焊用钢丝GB/14957-1994

16气体保护焊用钢丝GB/T14958-1994

17气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝GB/T8110-1995

18预应力钢结构技术规程CES212:2006

19建筑用铸钢节点技术规程2006年-送审稿

20钢结构防火涂料GB14907-2002

21网架结构工程质量验收检查评定标准JGJ78-91

22铸钢件超声波探伤及质量评级方法GB/T7233-1987

23施工现场临时用电安全技术规范JBJ46-2005

24建筑机械使用安全技术规程JGJ33-2001

25建筑工程施工管理规范GB/T50326-2006

1.3.其他

序号内容

1对于贵阳奥体中心主体育场工程的现场情况

2IS09001质量管理体系标准

3ISO14001环境管理体系标准

4OSHMS18001职业安全健康管理体系标准

5SA8000社会责任标准

6绿色施工相关规定

2.工程概况

2.1.建筑概况

贵阳奥体中心主体育场钢罩棚结构设计引用贵州少数民族膜拜和装饰的水

牛角符号，由东西两个水牛角形的金属板飘棚首位相交的对应布置在环形看台

上。整个金属板飘棚从立面到屋顶设计为一体，体形简洁完整，曲线光滑流畅，

视觉冲击力强。其中西看台屋盖钢结构沿环向长度约为410m,沿径向长度约为

69m,在屋面中部区段设置屋面支撑，屋面桁架最大悬臂长度为49m,投影面积

约16700平方米;东看台屋面钢结构沿环向长度约为340m,沿径向长度约为43m,

投影面积约10600平方米。

插图2.1-1贵阳奥体中心主体育场建筑效果图

2.2.结构概况

本工程钢罩棚为管桁架结构，分布于主体育场东、西看台，由墙面桁架、屋

面桁架、转换桁架、端桁架、边桁架组成，其中片式桁架交点间距约9m,墙面

桁架平面方向与地面垂直，屋面桁架方向与建筑径向轴线方向相同，由于屋面桁

架和墙面桁架不在同一平面内，桁架主弦不能贯通，则通过设置转换桁架相连。

在整个斜交平面桁架体系中有铸钢节点、焊接球节点、相贯线节点、对接节点多

种连接节点形式，同时在西看台悬挑屋面桁架上弦设置了16根预应力拉索，使

得大跨度悬挑结构得以实现。

插图2.2-1罩棚钢结构分布图

2.3.钢结构工程特点

1、桁架体系

钢罩棚结构体系采用双向弯曲桁架交错组成，对于结构分布最大的墙面桁架

和屋面桁架均采用的是片式桁架体系，按桁架走向可分为左弦桁架和右弦桁架。

2、大跨度悬挑结构及桁架上弦杆预应力拉索的设置

钢罩棚屋面桁架最大悬挑跨度为49m,为满足此结构造型得以实现，在屋面

桁架上弦设置了预应力拉索。

3、转换桁架体系

由于墙面桁架与屋面桁架不在同一平面，无法贯通实现结构传力，故在墙面

桁架与屋面桁架间设置由焊接球、钢管组成的空间复杂转化桁架，其转化桁架沿

环向布置。

2.4.钢结构构件典型截面及连接节点

2.4.1.构件典型截面统计表

1、圆管

序号截面形式规格材质

16102X6Q345B

24)121X6Q345B

36151X6Q345B

46180X5、6180义6、6180义8Q345B

6203X6、4)203X8

5Q345B

6203X10、4)203X12

“219X6、@219X8

66219X12、0219义14Q345B

由219X16、*219X18

6245X6、6245X8

7@245X12、*245X14Q345B

6245X16、@245X18

小273X14、@273X16

8Q345B

6273X18、(1)273X20

9O4)299X6、6299X8、巾299X12Q345B

巾325X8、6325X12

106325X14、6325X16Q345B

6325X18、4)325X20

6351X16、4)351X18

11Q345B

6351X20、@351X25

6377X12、6377X16、4)377X18

12Q345B

6377X25、4)377X30

6402X20、(1)402X25

13Q345B

6402X30、0402X35

2、方管

序号截面形式规格材质

1口102X4Q345B

2rn口200X5、□200X8Q345B

3、焊接球

序号截面形式规格材质

10500X25Q345B

2中600X25Q345B

3①700X25Q345B

40800X30Q345B

5①900X30Q345B

601000X35Q345B

4、楼梯平台

序号截面形式规格材质

1H350X200X8X12Q345B

2H500X250X10X16Q345B

3H800X400X14X20Q345B

4H1000X400X16X25Q345B

5H1000X450X18X30Q345B

6H350X200X8X12Q345B

5、预应力拉索

挤包双保护层高强度钢丝中5X127,直径65mm,双护层缆索直径79mm。

采用高强度低松弛冷拔度锌钢丝，抗拉强度不小于1670MPa,屈服强度不小于

1410MPa,钢索抗拉弹性模量(E)不小于L9X105MPa。

2.4.2.钢结构典型连接节点形式

1、支座节点

插图2.4.2-1半球支座节点'铸钢支座节点

2、焊接球节点

插图2.4.2-2焊接球节点

3、相贯线节点

相贯线节点

插图242-4主管对接节点

5、预应力拉索节点

插图242-5预应力拉索节点

3.钢结构安装施工重点、难点分析

3.1.施工过程安全控制、现场拼装及安装稳定性保证

管桁架结构中单片桁架尺寸、单元桁架尺寸超出运输范围，要求构件散件运

至现场后拼装成吊装单元。现场拼装桁架片数多，拼装桁架节点量大，每片桁架

拼装胎架形式均不同。拼装施工时构件拼装场地、拼装胎架形式的选择都对拼装

进度、拼装质量有极大的影响。

管桁架结构安装过程中未形成整体受力体系，结构自身稳定性差。安装过程

完全依靠支撑胎架受力，这对安装支撑胎架体系的设计、安全系数提出了极高的

要求。安装支撑胎架设置还需要结合现场自然地形、结构布置综合考虑。

3.2.预应力拉索施工

西看台大跨度钢结构设计了预应力拉索，预应力张拉过程中结构整体位移、

结构应力控制、对支撑胎架的影响分析的难度大。预应力施工完成后，结构整体

成形是预应力施工的关键点。

3.3.安装支撑胎架卸载

结构安装完成后，在预应力张拉至40%后进行安装支撑胎架的卸载。安装支

撑胎架卸载是结构荷载由支撑胎架向结构自身转移过程，卸载过程中的结构位移

量、应力应变控制是确保卸载安全的关键。

3.4.结构安装施工过程变形控制与监控

结构预应力张拉施工和安装支撑胎架卸载是对结构内应力的重新分配，实际

操作过程中，须防止张拉施工、支撑卸载速度过快，造成结构瞬时应力过大，超

出结构承受范围。

结构预应力张拉施工、结构支撑胎架卸载时，各个位置结构内应力分布情况、

应力大小的模拟计算，张拉、卸载分级的制定，以及张拉、卸载各级别所占比例

的确定，是指导现场实际操作的重点。

3.5.钢结构吊装机械设备及吊装路线选择

罩棚结构平面投影分布广，平面、垂直运输协调难度大。现有道路基础无法

直接行走机械，现场四周分布山体，东看台墙桁架直接分布在原有山体上，场地

地基条件复杂，处理难度大。

机械行走路线的选择，起重范围须覆盖整个吊装区域，起重性能满足构件单

重，这是路线选择的重点。确保起重设备安全运行、吊装，根据选定的路线采用

换填法针对不同地基承载力的区域进行处理是工程难点。

3.6.钢结构测量控制

管桁架结构构件、节点数量多，圆管杆件、球形节点空间三维测量控制难度

大。管件截面较小，自身柔性影响较大，全钢结构在外部温度、光照等因素的影

响下变形明显。

钢结构的现场测量控制在构件拼装、单元构件吊装两个阶段进行。拼装过程

对单元构件关键节点设置清晰、明确的测量标记，确保拼装尺寸控制准确。安装

施工时胎架支撑平台上根据单元关键节点标记设置定位点，确保就为空间位置准

确。通过对节点三维空间位置控制保证单元对接合拢后的整体性。

3.7.焊接施工质量控制

管桁架相贯线焊接位置多，焊缝样式各异，焊缝等级要求高。现场焊接作业

条件差，高空焊接平台搭设、安全防护措施设置难度大，对焊工操作、焊缝成形

质量影响大。

3.8.施工过程安全控制

现场施工区域面积大，同时进场施工的钢结构作业人员数量多，大型施工机

械数量多，安全教育及安全管理难度大。钢结构安装同时作业点多，且均为高空

作业，高空坠落、物体打击、机械电气伤害等危险源控制难度大。

4.钢结构施工部署

4.1.钢结构施工施工组织机构

现场成立贵阳奥体中心主体育场钢结构分部工程施工项目经理部，钢结构项

目经理下配备技术、生产、加工、质量以及安全管理部门，对工厂构件加工质量、

进度，现场钢结构安装施工进行统一管理。钢结构施工组织机构如下。

安

吊后

全

拼

焊

涂

制

吊胎

装运勤

维

装

接

装

作

架

装J3.

二输里保

组

组

组

护

组

组

组组组

组障

组

组

插图4.1-1钢结构施工管理组织机构图

4.2.钢结构施工计划目标

钢结构施工进度计划根据业主、总包单位的总体进度计划进行安排，确保节

点工期满足工程总体需要。现场钢结构安装施工进度计划如下所示:

贵阳奥体体育中心项目罩棚施工进度计划

标识号任务名称工期开始时间完成时间200焊第3季度2009年第4季度2010年第1季度

78|910|11I12112|3

1奥体钢结构国糊茏工总工期250工作日2009年7月22E2010年3月28E

2吊装前期灌备工作160工作日2009年7月22E2009年12月28E

▼

3东、西看台罩棚钢结构制作158工作日2009年7月22日2009年12月26日

4东、西看台罩棚钢结构运输141工作日2009年8月10日2009年12月28日~~一1tli11ssi1ssit1sli1s111sli

5拼装场地的平整10工作日2009年8月1日2009年8月10日

6东、西看台罩棚拼装胎架安装58工作日2009年8月12日2009年10月8日川球黑zw1

7东、西看台装棚支梯胎架安装67工作日2009年8月10日2009年10月15日

8东、西看台苓棚糊结构拼装124工作日2009年8月15E2009年12月16E

▼▼

9东、西看台罩棚转换桁架拼装110工作日2009年8月15日2009年12月2日

10东、西看台罩棚边桁架拼装70工作日2009年8月16日2009年10月24日

11东、西看台罩棚墙面桁架拼装120工作日2009年8月17日2009年12月14日

12东、西看台罩棚屋面桁架拼装120工作日2009年8月19日2009年12月16日

13西看台道糊茶工工期200工作日2009年9月10E2010年3月28E

14西看台主结构安装141工作日2009年9月10E2010年1月28E

75西看台次结构安装59工作日2010年1月29E2010年3月28E

81东看台草棚钢结构施工工期200工作日2009年9月10E2010年3月28E

82东看台主结构安装141工作日2009年9月10E2010年1月28E

130东看台次结构安装59工作日2010年1月29E2010年3月28EEZZZ：二““““一」

项目：MSProjll进度......分项进度।总进度

日期：200辉8月8日

编制屋面罩棚施工进度的条件：

1、钢结构钢材备料的资金7月底必须落实到位，确保工厂材料及时采购，加工顺利进行，构件能按计划进场拼装；2、大批构件进场，现场施工

堆场需按计划平整好，满足使用；3、罩棚构件加工到位后，即刻进行拼装，按照钢结构施工方案要求提前一个月拼装，因此现场拼装场地应按

计划平整好满足拼装使用；4、按照钢结构施工方案要求使用的大型吊装施工设备的行走道路应按计划回填夯实平整到位，满足吊装使用。

插图4.2-1钢结构施工进度总计划

4.3.大型机械使用计划

序号物资名称规格型号单位数量备注

1履带吊400吨台1带塔式工况使用

2履带吊350吨台2带塔式工况使用

台

3履带吊300吨2大型桁架吊装

4履带吊150吨介3墙面、次桁架吊装

5汽车吊240吨台1东看台转换桁架

台

6汽车吊160吨1钢柱、钢梁吊装

7汽车吊50吨台7钢柱、钢梁吊装、拼装

8汽车吊25吨台10地面拼装、卸车等

台

9平板汽车40吨2构件倒运、配重转运

10平板汽车20吨台2构件倒运

插图4.3-1大型机械使用计划表

4.4.物资、设备需用计划

4.4.1.现场地面拼装施工主要设备

序号机械或设备名称数量序号机械或设备名称数量

1CO2气保焊机3011铺灯20

2直流弧焊机2012电烘厢5

3水准仪613射吸式割炬20

4经纬仪614涂装喷枪12

5全站仪615测膜仪5

6超声波探伤仪416空压机6

7磁粉探伤仪217千斤顶60

8手提焊条保温筒2018手拉葫芦40

9角磨机6019汽车吊12

插图4.4-1钢构件拼装需用机具统计表

4.4.2.现场安装主要设备机具

序号名称性能参数数量备注

1履带吊400吨1台带塔式工况使用

2履带吊300吨2台大型桁架吊装

3履带吊150吨3台次桁架吊装

4汽车吊240吨1台大型桁架吊装

5汽车吊160吨1台钢柱、钢梁吊装

6汽车吊50吨7台钢柱、钢梁吊装

7汽车吊25吨10台地面拼装、卸车等

8平板汽车40吨2台构件倒运

9平板汽车20吨2台构件倒运

10履带吊350吨2台带塔式工况使用

11二氧化碳焊机60010台自备

12直流焊机50020台自备

13空压机0.6立方米4台自备

14手把灯40只自备

15焊条筒20只自备

16铜灯30只自备

17高温烘箱OOC—5000C3个自备

1802和C2H2装置100套自备

19高空焊机房6个自制

20螺旋千斤顶5t/10t/20t20/20/10自备

21对讲机20台自备

插图4.4-2钢结构吊装机械设备需用统计表

4.4.3.现场安装检验及测量的主要设备

序号仪器设备名称性能参数单位数量备注

1超声波探伤仪USL—32CTS-22台2质检仪器

2磁粉探伤仪台2质检仪器

3涂装厚度检测仪台1质检仪器

4自动安平水准仪ZDS3台1测量、质检仪器

5测温仪300度只10测质检仪器

6全站仪T台4测量、质检仪器

7钢卷尺50m把2测量、质检仪器

插图4.4-3钢结构安装检测物资需用统计表

4.5.劳动力需用计划

2009年2010年

月

3456789101112123

钾工2228152020303540403020

起重工2228122025404040403530

安装工44410202540507080806040

焊工4441220254040801201208040

普工66610152535407090907040

测量工3333366888884

电工2222244446645

架子工222261212162030303025

履带吊司机0000002666663

汽车吊司机334661012182028282410

油漆工0000248102020202010

合计28285261101151204262373468468367227

插图4.5-1劳动使用计划表

4.6.钢结构施工总体设想

罩棚钢结构根据东西看台分为东、西（D、X）两个区，钢结构施工阶段分

别从主体育场东、西看台底端（D1区、XI区）开始，按照逆时针方向安装。施

工步骤如下：a、桁架地面拼装一b、胎架搭设一c、罩棚安装一d、整体卸载。

罩棚结构沿环向安装过程中，为确保各阶段安装的结构可以顺利合拢，将东

看台D区又分为四个施工区域（D1区、D2区、D3区、D4区），西看台X区又

分为五个施工区域（XI区、X2区、X3区、X4区、X5区）。

结构按逆时针顺序安装时，测量校正、焊接施工以及温度应力所产生的误差

在单个区域内进行控制、协调，确保两个区域之间连接处的安装精度，区域之间

连接尽量选择在温度接近当地平均气温的时候进行，以此避免或减小温度应力对

结构的影响。

插图4.6-1钢结构安装施工流程分区示意图

钢构件地面拼装和前期构件转运选用10台25t、7台50t汽车吊和2台20t、

2台40t平板车进行，吊装转运设备根据构件进场情况确定，根据工期需要逐渐

增加。

西看台钢结构安装主要选用1台400t履带吊在看台外侧进行转换桁架吊

装，1台150t履带吊在看台外侧进行墙面桁架吊装。在看台内侧，1台350t履

带吊进行屋面主桁架吊装、1台300t履带吊和1台150t履带吊分别进行端桁架

及屋面次构件吊装。

东看台钢结构安装主要选用1台160t汽车吊和1台240t汽车吊在看台外侧

山坡上进行墙面桁架、转换桁架吊装。看台内侧采用1台350t履带吊进行屋面

主桁架吊装、1台300t履带吊和1台150t履带吊分别进行端桁架、次构件吊装。

插图4.6-2钢结构安装施工总体设想示意图

4.7.钢结构施工平面布置

根据本工程现场场地情况以及工程进度整体安排，钢结构安装施工插入时间

在土建结构完成后。钢结构吊装对现场机械行走路线、构件堆场等进行布置，施

工平面布置图如下所示。

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插图4.7-1钢结构安装施工总体平面布置图

5.罩棚钢桁架现场拼装

5.1.钢桁架拼装概况

根据本工程钢罩棚桁架的特点，绝大多数钢桁架结构由于超宽超长不便整体

运输，故采用工厂散件制作运至施工现场，由现场搭设桁架拼装胎架实施钢桁架

拼装，后进行整体吊装。

对于本工程需拼装桁架分为以下几种形式：

1、屋面桁架和墙面桁架为片式桁架，以右线为主桁架、左线为次桁架，通

过上下主弦杆、腹杆（竖腹杆、斜腹杆）拼装组成；

2、转换桁架为三维空间异性桁架，由焊接球、连系杆拼装组成；

3、悬挑边桁架为方型桁架，由系杆、腹杆拼装组成。

5.2.转换桁架拼装

5.2.1.转换桁架拼装流程

第一步：处理胎架地基

第二步：制作下层球支撑胎架并就位

第三步：下层球上胎安装并安装下层球间连系杆件

第三步：上层球上胎安装并安装上层球间可装连系杆件

於

第四步：制作上层弦杆支撑胎架并就位,为保证弦杆胎架稳定性，采用连系

梁与上层球节点连接瓢

第五步：上层面弦杆上胎并安装

第八步：桁架拼装完成脱胎，调整胎架尺寸及位置后进行下板桁架拼装

5.2.2.转换桁架胎架形式

1、上层球定位胎架

转换桁架球节点拼装支撑立面图

1nnn

3r3短

转换桁架球节点拼装支撑剖面图

2、支架与球托做法

球节点支撑胎架连接处立面图

3、下层球定位胎架

11

III

下层球节点支撑胎架立面图

154.150.196196.150J54

3

号

9

6

9

*

500500

下层球节点支撑胎架1-1球挡板详图

5.2.3.转换桁架拼装施工

1、熟悉所需拼装桁架的深化设计图。

插图5.2-1转换桁架深化图坐标转换示意图

2、根据深化图中节点绝对坐标建立转换桁架三维线模，并建立坐标系。

插图5.2-2转换桁架三维线模

3、在拼装坐标系中对转换桁架球节点放样，得出相应坐标值。并对球节点

支撑架标号，进行定位、长度统计

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插图5.2-3转换桁架坐标统计及支撑架编号

球节点胎架编号平面坐标球节点高度节点胎架高度

10,00500

24544,-14366566

39088,-285132632

413639,-14366566

518191,00500

6-1982,54839411441

72280,523411041604

86813,496812771777

911102,495113311831

1015649,519112661766

11-3944,100770500

12311,9478235735

134566,9419469969

148852,93575731073

1513138,92966761176

164661,-57864206920

1713934,-57564856985

1823201,1062576757

19241,566969817481

209171,535272827782

2118127,559972937793

取拼装胎架所地面1m标高所在平面Z=500

插表5.2-1转换桁架球节点拼装坐标统计表

5.3.片式桁架拼装

5.3.1.片式桁架拼装流程

第四步：片式桁架腹杆上胎

5.3.2.片式拼装胎架形式

1、片式拼装胎架图