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第1章 国家体育场主结构安装施工组织设计简介：

"第一章：国家体育场主结构安装施工组织设计简介"

本章详细阐述了国家体育场主结构安装施工组织设计的背景、目标以及核心内容。首先，对国家体育场项目的基本情况进行介绍，包括其地理位置、规模、设计特点以及在国家乃至全球体育赛事中的重要性。这些建筑的安装施工组织设计是确保工程顺利进行的关键环节。

接着，本章会着重讲解主结构安装施工组织设计的核心理念，包括对施工流程的优化、施工技术的选择、施工设备的配置、施工人员的组织和培训、以及施工进度和质量的控制策略。设计中可能涉及的特殊工艺和技术，如高空作业、钢结构安装、预应力技术等，也会在此部分进行详细阐述。

此外，本章还会介绍设计中对于环保、安全和成本控制的考虑，以确保施工过程的可持续性和经济效益。通过这一章节，读者可以对整个国家体育场主结构安装施工的全过程有深入的理解。

最后，本章可能会对施工组织设计的实施步骤和预期成果进行展望，为后续的施工工作提供明确的指导。这是一项复杂而关键的任务，直接关系到国家体育场能否按期、按质完成，以及其最终的功能性和美观性。

第1章 国家体育场主结构安装施工组织设计部分内容预览：

选择6根φ18，A=1526mm2, 锚固长度取600mm>30d,满足拉力要求。

锚板厚度选择20mm，尺寸为250X300mm。

斜柱混凝土等级为C40，fc=19.5MPa

DB23T 2746-2020 黑龙江省建筑物信息基础设施建设标准.pdf19.5X250X300=1462500N=1462kN>286kN 满足压力要求．

由于桁架柱下端与柱脚相连，上端与主桁架相接，且承受整个屋盖的荷载，所以其安装质量十分重要，桁架柱的安装质量将直接影响主桁架的最终安装质量及顶面次结构的安装。因此，必须对影响桁架柱安装质量的因素进行测量控制，同时要对桁架柱的安装质量进行控制，具体质量控制点如下：

柱脚各管口的中心坐标和角点坐标；

桁架柱内柱垂直度和顶部标高；

桁架柱与主桁架连接处管口坐标；

桁架柱侧弯、扭曲及牛腿的翘曲；

上下段桁架柱的对口偏差、坡口角度和间隙；

主桁架吊装遵循分区对称安装原则，尽早形成独立稳定的区域，按照三个阶段八个区域的吊装顺序原则，进行详细的划分。主桁架的吊装分为内环主桁架吊装区域和外环主桁架吊装区域，其中内环主桁架共96个吊装单元，外环主桁架共86个吊装单元。具体施工时，I、II区同步使用1台800t和1台600t吊车进行外环和内环主桁架的吊装。为充分利用现场场地条件，内圈主桁架提前吊装，与桁架柱吊装的第二个阶段同步进行，并尽早形成南北方向的稳定区域。同时确保内环600t履带吊尽早退场，并最终由外环800t履带吊进行屋面主桁架的分区合拢工作。

由于屋盖结构的复杂性，主桁架的吊装分段是一项十分繁琐的工作，分段时，不但要考虑分段重量和吊机工作性能，还要兼顾吊装顺序、支撑胎架的布置及顶面次结构的位置，具体分段原则如下：

（1）分段重量要满足吊机性能要求；

（2）要充分考虑吊装分段的吊装顺序和相互搭接关系；

（3）要尽量避免前后吊装分段的接口数量过多；

（4）要避免支撑胎架的过大偏心受力；

（5）要保证各吊装分段的稳定性；

（6）要避免内外环吊机的闲置；

（7）要避开顶面次结构；

（8）牛腿悬挑长度不宜过长；

（9）为方便桁架安装，分段口应垂直于地面，且上下弦分段点应尽量在同一平面内。

根据以上情况，主桁架共分为182段，其中平面桁架共166段，立体桁架共16段。

桁架吊装钢丝绳的选择方法与吊装桁架柱钢丝绳选择方法相同。由于主桁架单元的重量及外形尺寸相差比较大，所以要对主桁架按分段重量与外形进行归类，对同一类别的主桁架中最具有代表性的主桁架进行钢丝绳的设计。钢丝绳的选择按照不同类别的桁架单元的重量、吊耳布置、外形尺寸等因素进行详细设计。尽量设计通用的钢丝绳，以减少钢丝绳的种类及数量。同样，为保证桁架吊装时的平衡以及便于就位时调整，需要采用滑轮组来调节某一个或多个吊点到吊钩的距离。

吊装时，选用吊耳或专用吊具进行吊装，吊耳应设置在主桁架上弦杆的的节点区，如不设在节点区，则需对吊耳位置处的主桁架上弦杆内部进行加强。吊耳的设计不但要满足受力要求，还要考虑吊耳的方向能满足构件翻身和吊装两个工况的受力。

吊耳、钢丝绳等吊装用工装具设计详见“吊装用工装件设计方案”。

4.安装顺序与工艺流程

根据吊装分段情况，主桁架吊装顺序见主结构吊装顺序示意图。

主桁架脱胎→主桁架翻身→分段吊装→就位→临时固定→找正调整→焊接（确保安全后）→吊机松钩→焊接→相邻段吊装。

5.主桁架安装工艺措施

主桁架安装高度高，风载较大，在未形成分块稳定单元之前，主桁架分段安装单元的侧向稳定性较差，为保证主桁架的安装精确，确保施工过程的安全性，必须采用必要的工艺措施和侧向稳定措施：

（1）主桁架吊装前应将其从胎架上水平吊出，吊装时要保证主桁架的平衡，避免对胎架产生碰撞，主桁架脱胎后应尽量放在主桁架吊装时吊机指定站位点的作业半径范围内。

（2）因大部分主桁架采用平拼法，故吊装前要进行翻身。主桁架翻身时，选取合适的吊点，并应进行工况分析，避免产生过大的变形。

（3）在确定吊点和进行钢丝绳配置时，应先通过计算准确定出吊装分段的重心，然后再确定吊点和钢丝绳配置。吊装时，应调整好吊装分段的空间角度，保证各分段口的相对位置与安装后的最终位置一致，且吊钩处于分段重心的正上方。

（4）为保证施工安全及便于操作，吊装时，应在接口处须设操作平台。安全操作平台详细设置见“安全施工措施方案”。

（5）吊装时，相邻桁架分段之间应设置工装件，以确保各管口的对口精度，且避免桁架柱受力情况下的焊接。

（6）吊装就位时，应先进行上弦的对口工作，并确保桁架平面与地面的垂直度、上弦顶面标高符合标准要求。

（7）在主桁架的焊接过程中，采用对称焊接，以减少焊接变形。

（8）内圈主桁架吊装时，应采取稳定措施，如缆风绳，防止侧向失稳，其他平面主桁架吊装时，自由端也应加侧向稳定缆风，待相邻主桁架分段连成整体后，方可拆除缆风绳。

由于主桁架跨度大，受温度变化的影响较大，所以必须对桁架分段的安装质量进行严格的控制，以确保结构的最终外形尺寸符合设计要求，具体质量控制点如下：

（1）桁架柱与主桁架连接处管口坐标；

（2）各分段桁架的管口中心坐标和角点坐标；

（3）主桁架垂直度和侧向弯曲；

相邻段主桁架的对口偏差和间隙；

1.3.3测量定位方案

（1）柱子定位线的设置

（2）桁架柱垂直度测量

桁架柱的垂直度控制是在柱子底部定位完成之后进行的一项工作。桁架柱为组合柱，对桁架柱的垂直度控制以对内柱（菱形柱）的控制为准，辅助外柱进行校核，采用T2经纬仪进行观测。

该示意图为桁架柱第一段的控制示图，第二段方法类似。

将经纬仪按要求安置好后，用经纬仪的望远镜照准内柱底部，调整焦距，固定望远镜水平装置，旋动微动螺旋，使目镜十字丝与内柱底边中点标志重合，然后将望远镜扬起，调整焦距。若内柱顶边中点与十字丝中点重合，则该方向柱子垂直度已校正好；若不重合，则应将其调整到十字丝中点位置。

另外一个方向方法同上。注意在找正时，两台经纬仪必须同时进行作业。

在内柱垂直度调整到位以后，应对其整体垂直度进行复核：

首先在内业根据三维模型图获得外柱分段点处垂直度校核点的三维坐标，用全站仪将校核点在水平面上的位置放样出来（操作方法与“柱脚的安装定位” 类似），然后架设经纬仪进行外柱垂直度的观测（方法同内柱的观测）。

主桁架的安装测量以有两个支撑塔架的为例进行叙述，一个或三个支撑塔架的情况类似。

桁架标高的控制是在塔架安装到位，顶面标高配置到位后进行的。

利用全站仪测量桁架的A、B、C三个标高控制点，具体操作如下：

·在内业利用三维模型获得上述各点的标高。

·在适当的位置设置全站仪，并经精确调平；

·Mini小棱镜的司尺人员在一已知高程的控制点上架设Mini小棱镜；

·工作站（操作全站仪的地点）的人员将各项相关参数设置到符合测量的状态：如棱镜的常数等等；

·照准Mini小棱镜进行测量，得到设站点的标高；

·Mini小棱镜的司尺人员在A点放置Mini小棱镜；

·照准Mini小棱镜进行测量，得到A点的标高；

·按上述方法分别得B、C点的标高。

·若B、C点的标高与设计值存在差距，则应调整塔架顶部支座，直至满足要求。

桁架的平面位置测量与标高控制的方法类似，采用全站仪进行。对桁架的平面位置的控制分上下弦分别定位。

用全站仪将下弦底面桁架控制点放样到塔架支座上，采用放样程序。

在下弦底面桁架控制点与塔架上对应点重合，以及桁架标高控制到位后方能进行上弦的定位测量。

上弦的定位测量采用全站仪的测量程序进行，具体操作方法与前面有关内容类似。

由于国家体育场总用钢量吨位大，其中高空散装的主桁架吨位约11200吨，总卸载吨位达14000吨，为确保结构的安全和整体外形，需控制各点同步下降。

（2）卸载点分布广、点数多

临时支撑的78个点需要整体同步等比卸载，顶部施工总面积约20000平方米，且78个支撑分布于整个屋盖下部，并且为对应主桁架的交叉节点分布规律性不强，卸载操作统一协调难度大，各点因为总位移不一致，同比卸载量变化大。

78个卸载点中，单点最小支撑力约100吨，最大支撑力约300吨，其中80%点卸载吨位大于200吨，因此单点卸载吨位大。

（4）结构复杂，卸载计算分析工作量大

为确保整个结构经过卸载后，平稳的从支撑状态向结构自身承力状态转变，必须对卸载全过程进行详细周密的分析，并对所取得的理论计算结果进行分析，以指导整个卸载过程的实施。

临泉县控制性详细规划通则(2020版).pdf3.关于卸载分析的细化计算

在取得钢结构施工图和相关结构计算模型后，委托清华大学对实施的具体步骤进行了进一步的详细分析，其中针对原设计的计算模型，主要变化的因素主要有两个方面，一是施工荷载根据实际荷载作用折算为主桁架自重的15%，二是考虑肩部次结构（最大扭转构件）在主结构卸载前即完成肩部封闭三角形区域的次结构安装。

以上设置折算为沿主结构线形方向约163kg/m，其他施工工具考虑50 kg/m。对于主桁架按最小截面计算上弦（1000X1000X20X20）628 kg/m，下弦（800X800X18X18）452 kg/m，腹杆（600X600X10X10）188 Kg/m。按线形折算取15%的结构自重为218 Kg/m，与以上所考虑的施工数值相接近。

(3)根据多次计算分析的结果，最终确定了由外向内的卸载总顺序，并且在外、中、内三圈支撑塔架各圈卸载过程中保持同步，三圈支撑每次卸载的位移同各点的最终总位移保持等比关系。

为对卸载理论分析结果进行对照，将设置足够的测量点《剩余电流动作继电器 GB/T 22387-2016》，对卸载过程中结构的应力和变形进行适当的监测工作，确保整个卸载过程中的安全。

(1)泵和液压千斤顶的匹配。通过该配置方案可以保证系统每次在下降7mm内同步精度可以保证在3mm范围内。