官方網(wǎng)站12月25日訊 12月24日,“鳥巢”官方網(wǎng)站正式上線(www.n-s.cn),在“鳥巢”官方網(wǎng)站上了解到,國(guó)家體育場(chǎng)工程作為北京2008年奧運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng),其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)十分顯著,在設(shè)計(jì)與施工方面存在很多特點(diǎn)及難點(diǎn)。
國(guó)家體育場(chǎng)位于北京奧林匹克公園中心區(qū)南部,為2008年第29屆奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)的主體育場(chǎng)。工程總占地面積21公頃,建筑面積258,000m2。場(chǎng)內(nèi)觀眾坐席約為91000個(gè),其中臨時(shí)坐席約11000個(gè)。將舉行奧運(yùn)會(huì)、殘奧會(huì)開閉幕式、田徑比賽及足球比賽決賽。奧運(yùn)會(huì)后將成為北京市民廣泛參與體育活動(dòng)及享受體育娛樂的大型專業(yè)場(chǎng)所,并成為具有地標(biāo)性的體育建筑和奧運(yùn)遺產(chǎn)。
國(guó)家體育場(chǎng)工程為特級(jí)體育建筑,
主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限100年,
耐火等級(jí)為一級(jí),
抗震設(shè)防烈度8度,地下工程
防水等級(jí)1級(jí)。工程主體建筑呈空間馬鞍橢圓形,南北長(zhǎng)333米、東西寬294米的,高69米。主體
鋼結(jié)構(gòu)形成整體的巨型空間馬鞍形鋼
桁架編織式“鳥巢”結(jié)構(gòu),鋼結(jié)構(gòu)總用鋼量為4.2萬(wàn)噸,
混凝土看臺(tái)分為上、中、下三層,看臺(tái)
混凝土結(jié)構(gòu)為地下1層,地上7層的
鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系。鋼結(jié)構(gòu)與混凝土看臺(tái)上部完全脫開,互不相連,形式上呈相互圍合,基礎(chǔ)則坐在一個(gè)相連的基礎(chǔ)
底板上。國(guó)家體育場(chǎng)屋頂鋼結(jié)構(gòu)上覆蓋了雙層
膜結(jié)構(gòu),即
固定于鋼結(jié)構(gòu)上弦之間的透明的上層ETFE膜和固定于鋼結(jié)構(gòu)下弦之下及內(nèi)環(huán)側(cè)壁的半透明的下層PTFE聲學(xué)
吊頂。
國(guó)家體育場(chǎng)工程作為北京2008年奧運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng),其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)十分顯著,在設(shè)計(jì)與施工方面存在很多特點(diǎn)及難點(diǎn)。
國(guó)家體育場(chǎng)在設(shè)計(jì)與施工方面存在很多特點(diǎn)及難點(diǎn):
1、
構(gòu)件體型大,單體重量重
作為屋蓋結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件,桁架柱最大
斷面達(dá)25m×20m,高度達(dá)67m,單榀最重達(dá)500噸。而主桁架高度12m,雙榀貫通最大跨度145.577+112.788m,不貫通桁架最大跨度102.391m,桁架柱與主桁架體型大、單體重量重。
2、
節(jié)點(diǎn)復(fù)雜
由于本工程中的構(gòu)件均為箱型斷面
桿件,所以,無(wú)論是主結(jié)構(gòu)之間,還是主次結(jié)構(gòu)之間,都存在多根桿件空間匯交現(xiàn)象。加之次結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變、規(guī)律性少,造成主結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造相當(dāng)復(fù)雜,節(jié)點(diǎn)類型多樣,制作、安裝
精度要求高。
3、工期緊
本工程量大,但安裝工期相當(dāng)短,工程于2003年12月24日開工,預(yù)計(jì)于2007年底前完工,2008年3月底竣工。工期緊、與土建施工交叉作業(yè)、
平面場(chǎng)地緊張等問題均很難解決。
4、
焊接量大
本工程工地連接為焊接
吊裝分段多,現(xiàn)場(chǎng)焊縫長(zhǎng)度長(zhǎng),加之
厚板焊接、高強(qiáng)鋼焊接、
鑄鋼件焊接等居多,造成現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量相當(dāng)大,難度高,高空焊接仰焊多。
5、冬雨季施工
本工程主結(jié)構(gòu)吊裝時(shí)間需跨越冬季和春節(jié),所以存在冬雨季施工,施工難度較大。
工程建設(shè)過程中的難點(diǎn):
1、工程組織難度大
主結(jié)構(gòu)吊裝時(shí),土建施工還未結(jié)束,現(xiàn)場(chǎng)組裝正在大面積開展,故存在多方施工交叉作業(yè)現(xiàn)象。加之,現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹小,施工場(chǎng)地布置、構(gòu)件運(yùn)輸及大型吊機(jī)行走路線等受到很大限制。同時(shí),本工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜,各吊裝分段之間相互關(guān)聯(lián),必須按一定順序進(jìn)行組裝、吊裝,否則將出現(xiàn)窩工現(xiàn)象。各施工方需合理協(xié)調(diào)、統(tǒng)籌管理,工程組織難度大。
2、構(gòu)件翻身、吊裝難度大
為降低組裝難度,本工程中的桁架柱將采用臥拼法,主桁架將采用平拼法(內(nèi)圈主桁架立拼除外),故拼裝結(jié)束后、吊裝前必須進(jìn)行翻身工作。由于構(gòu)件體型較大,重量重,翻身時(shí)
吊點(diǎn)的設(shè)置和吊耳的選擇難度較大,特別是桁架柱的翻身,吊耳在翻身和吊裝時(shí)的受力有所變化,需考慮三向受力。同時(shí),翻身過程中的
穩(wěn)定性比較難控制。由于桁架柱和主桁架的分段口均為箱型斷面,分段吊裝時(shí)存在多個(gè)管口對(duì)接的問題,對(duì)于箱型斷面,要保證多個(gè)管口的對(duì)口精度,難度巨大。起吊時(shí),必須調(diào)整好分段構(gòu)件的角度和方位,而對(duì)于體型大、重量重的構(gòu)件,角度調(diào)節(jié)相當(dāng)困難,吊裝難度大。
3、高空構(gòu)件的穩(wěn)定難度大
由于本工程采用散裝法(即分段吊裝法),分段吊裝時(shí),高空構(gòu)件的風(fēng)載較大,在分段未連成整體或結(jié)構(gòu)未形成整體之前,穩(wěn)定性較差,特別是桁架柱的上段和分段主桁架的穩(wěn)定性較差,必須采用合理的吊裝順序(盡量首尾相接、分塊吊裝)和側(cè)向穩(wěn)定措施(如拉錨、纜風(fēng)繩等)。
4、焊接難度大
本工程中既有
薄板焊接,又有厚板焊接,既有平焊、立焊,又有仰焊,既有高強(qiáng)鋼的焊接,又有鑄鋼件的焊接,焊接工作量大。薄板焊接
變形大,厚板焊接熔敷量大,溫度控制和勞動(dòng)
強(qiáng)度要求高。而高空焊接、冬雨季焊接的防風(fēng)雨防低溫措施更使得焊接難度增大。
5、安裝精度控制難
由于施工過程中結(jié)構(gòu)本身因自重和溫度變化均會(huì)產(chǎn)生變形,而且支撐胎架在
荷載作用下也會(huì)產(chǎn)生變形,加之,結(jié)構(gòu)形體復(fù)雜,均為箱型斷面構(gòu)件,位置和方向性均極強(qiáng),安裝精度受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、溫度變化等多方面的影響,安裝精度極難控制,施工難度大。施工時(shí)必須采取必要的措施,提前考慮好如何對(duì)安裝誤差進(jìn)行調(diào)整和消除,如何進(jìn)行測(cè)量和監(jiān)控,使變形在受控狀態(tài)下完成,以保證整體造型和施工質(zhì)量。
6、質(zhì)量要求高,施工難度大
本工程無(wú)論是外觀質(zhì)量,如外形尺寸、焊縫外觀,還是內(nèi)在質(zhì)量,如焊縫質(zhì)量等級(jí)、焊接殘余
應(yīng)力消除等,都要求相當(dāng)高,而現(xiàn)場(chǎng)施工條件差。同時(shí),對(duì)于大跨度空間結(jié)構(gòu),溫度變形和
溫度應(yīng)力較大,為此,設(shè)計(jì)確定了分塊合攏和合攏溫度,操作難度大。
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