广东奥林匹克体育场钢屋盖吊装技术

广东奥林匹克体育场钢屋盖吊装技术,道路工程,市政道路工程, 1、工程概况 

　 广东奥林匹克体育场是“九运会”的主会场，拥有8万个座位，其钢屋盖钢结构总重11000t，设计新颖、独特，采用东西两条飘带式桁架结构，飘带合计全长828m，宽78m，飘带最高点73m，最低点约50m，投影面积约6万M2。钢屋架分别由径向主桁架、环向主桁架、径向次桁架和环向次桁架组成，整个钢屋架靠21根塔柱上的42片榀主桁架支承，每榀主桁架，每根塔柱上有2榀主桁架，其后部有2根拉索予以调节平衡。钢桁架由进口H型钢（材质为ASTM572 Grade50低合金铌钒优质结构钢）焊接而成，由于采用飘带式设计，每根柱，甚至同根柱上的每榀主桁架标高都不相同，相邻柱间标高最大相差7m，8000个高空焊接接头无一相同。 

　 H型钢 h b tw tr 

　 弦杆 570～394 455～398 78～11 125～18 

　 腹杆 435～340 412～250 36～9 57～14 

2、 吊装方案的选择 

　 吊装方案的制定受各种条件的制约，如环境、工期、安装工艺以及经济条件等等。 

　 2.1 环境条件 

　 由于整个工程都处于赶工状态，所以不能迁就钢屋架的吊装要求来安排其他土建工程的施工工序。钢屋架吊装时，体育场的看台等土建结构已经完成，只能由场外吊装，且考虑到主桁架重心靠外，宜采用场外吊装。 

　 2.2 安装工艺要求 

　 2.2.1 焊接方面 

　 主桁架对接接头最厚板为125mm，最薄60mm，为了保证焊接质量和节约时间，板厚45mm以上的焊接接头尽量在地面焊接。 

　 2.2.2 穿轴方面的要求 

　　主桁架是用轴与事先固定在柱上的铰支座相连的，但由于两榀主桁架有标高差，两榀主桁架的轴不是穿在同一条轴线上，只能单榀主桁架吊装。 

　 2.3 起重设备的限制 

　 每榀主桁架最重127t，最轻98t，就位高度约50m（柱标高），最高点71m，所选吊车在这样的吊装高度和回转半径内，只能吊一榀主桁架。 

　 2.4 工期方面的考虑 

　　原总体施工进度安排钢屋架安装有10个月的工期，后由于设计图纸出不来等原因，仅剩下5个半月时间，应采用移动容易的吊装设备。 

　　综合考虑以上因素，径向主桁架的吊装采用500t汽车吊单榀整体吊装，单榀径向次桁架分前后两段用250t履带吊分别在场内外吊装。采取流水作业以确保工期。为使屋盖成飘带形状，设计上使每片径向桁架的高底和仰角不同，从而与之连接的每根换环向桁架的焊接接头的角度也不同，所以吊装方案除要考虑以上因素外，还要考虑高空定位和连接的难易程度，最后选择以径向桁架为定位基准，用环向桁架来连接各径向桁架。 

　 3、吊装技术难点及其措施 

　 3.1 主桁架翻身 

　 主桁架分三段在场外加工，在现场采用卧式拼装，由于主桁架侧向稳定性差，长75.1m，重120t，且前轻后重，在翻身过程中为防止变形，我们采用6个吊点，用300t为主和150t为辅二部吊车同步进行。 

　 3.2 单榀主桁架吊装要解决“重”、“高”，侧向稳定性差等问题 

　 3.2.1 吊点的选择 

　 考虑吊车的起吊能力，我们采用一个主吊点和一个辅吊点的办法，主吊点离主桁架的重心位置1～1.5m左右，辅吊点采用一组30t滑轮组，用倒链调节主桁架的仰角，每榀主桁架的仰角都不相同，最小的2.5o ,最大 12.5o，辅吊点同时也增强主桁架的稳定性，由于主吊点不在节点上，采用专用夹具夹住上弦，在主吊点两边，用杆件与下弦连接，改善上弦的受力状态，避免上弦的局部变形。 

　 3.2.2 利用临时杆件，把主桁架的中间部分作局部加强，增强其侧向刚度。 

3.3 主桁架的就位和临时固定 
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　 3.3.1 主桁架安装精度要求高，支座允许误差≤2mm。主桁架插入铰支座槽内的二个孔板与槽的侧向间隙。每边只有3mm，轴径Φ200mm，重200kg；铰支座孔Φ200.3mm，间隙只有0.3mm；主桁架孔板上的孔是Φ202mm。后支座有8个螺栓孔，要同时就位，所以主桁架吊装的垂直度和仰角精度要求都相当高，穿轴的难度相当大。我们在吊装时已调好仰角，一般不用在高空再调整。为解决穿轴难题，我们在铰支座边做了一个托架并在任意方向都可用千斤顶调节，把200kg的轴预先对着铰支座的孔调整好，待主桁架就位并与铰支座孔对齐后用千斤顶顶入。 

　 3.3.2 单榀主桁架的临时固定，利用柱面上4m多的空间作临时支撑，在52.4m悬臂端用2～3组缆风绳把它固定在两边相邻的柱上。 

　 3.3.3 主桁架吊装完毕，立即采用150t履带吊进行吊装重达7t的钢拉索。 

3.4 径向次桁架与环向桁架的吊装 

　　径向次桁架与径向主桁架等高、等长、外形尺寸相同，只是使用工字钢的规格不同，每榀重量只有30～40t。把每榀径向次桁架分成二段，分别由场内外吊装，难点在于定位和安装的顺序安排。屋盖的传力方式是：环向次桁架→径向次桁架→环向主桁架→径向主桁架→塔柱。安装顺序必须考虑设计的传力方式。为此，我们在完成相邻塔柱上的径向主桁架后，先吊装二柱间后半部分的径向次桁架。为支撑该半榀桁架，我们用一根Φ630mm的钢管作临时支撑，其作用一是支撑、二是用来调节径向次桁架的标高。同时在径向主桁架上立若干小桅杆，吊住一些环向桁架与之相连，待完成后半部分桁架及环向主桁架后，再吊装前半部分径向次桁架及其环向次桁架。 

　 3.5 工期短 

　 钢屋架工程是在本体育场土建结构完成之后才进行施工。我司在1999年12月才接到不完整的施工图，2000年1月完成进口钢材订货，4月份钢材到货。整个屋盖钢结构工程，甲方要求必须在2000年11月完成，工期要求严格，没有退路，如何确保工期，也是我们选择施工方案所考虑的主要因素之一。我司以500t吊车吊主桁架，150t吊车吊主桁架之间的连接杆件及吊拉索；第二组250t吊车为主，吊径向次桁架和环向桁架；300t吊车作主桁架翻身，150t吊车吊屋面板及檀条。采用流水作业的方式，从2000年5月31日吊第一榀主桁架至10月25日最后一榀桁架吊装完成，仅用了5个多月的时间完成11000t的钢结构吊装和焊接，这在国内同类工程中是少见的[1][2][3]。 

　 4、结束语 

　　广东奥林匹克体育场钢屋架工程，由于其造型独特、构件重、技术要求高和工期短等条件限制，给施工带来极大的困难。由于我司采取的施工方法特别是吊装工艺和技术措施恰当，所采取的技术措施全部一次成功，提前完成了这一工程。为这一社会瞩目的工程──全国第九届运动会主会场的如期完工，奠定了基础。

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