国家体育场鸟巢立面次结构及钢梯安装方案

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1、国家体育场鸟巢立面次结构及钢梯安装方案 目 录 1、编制依据 . 5 1.1 设计文件 . 5 1.2 规范、规程及标准 . 5 1.3 其它 . 6 2、工程概况 . 7 2.1 工程简介 . 7 2.2 工程特点、难点 . 8 2.2.1 工程特点 . 8 2.2.2 工程难点 . 9 3、施工部署 . 11 3.1 施工区域划分 . 11 3.2 施工组织 . 12 3.2.1 总包钢结构组织管理体系 . 12 3.2.2 专业项目部管理组织机构 . 13 3.3 施工总体程序 . 14 3.4 施工方法选择 . 15 3.5 施工进度计划 . 16 3.6 主要资源计划 . 17 3.

2、6.1 主要机械设备配置. 17 3.6.2 其他辅助机具表 . 17 3.6.3 劳动力需求 . 17 3.6.4 测量和监测设备器具配置 . 18 4、施工准备 . 19 4.1 技术准备 . 19 4.2 现场准备 . 19 4.2.1 施工总平面布置 . 19 4.2.2 场区交通组织 . 20 4.2.3 施工临时用电计划. 20 4.3 劳动力准备 . 21 4.4 机具准备 . 21 4.5 材料准备 . 22 5、施工工艺 . 22 5.1 立面次结构吊装工艺 . 22 5.1.1 立面次结构吊装分段 . 22 5.1.2 吊机选用 . 48 5.1.3 吊装索具选用 . 49

3、 5.1.4 安装顺序与工艺流程 . 50 5.1.5 立面次结构安装工艺措施 . 50 5.1.6 安装质量控制点 . 51 5.2 立面钢楼梯吊装工艺 . 52 5.2.1 立面钢楼梯安装分段 . 52 5.2.2 吊机选用 . 54 5.2.3 吊装索具选用 . 54 5.2.4 安装顺序与工艺流程 . 55 5.2.5 钢楼梯安装工艺措施 . 55 5.2.6 安装质量控制点 . 56 6、季节性施工措施 . 57 6.1 雨季施工措施 . 57 6.2 冬季施工措施 . 58 7、技术质量保证措施 . 59 7.1 质量保证体系 . 59 7.2 质量保证措施 . 60 7.2.1

4、施工过程中的质量控制 . 60 7.2.2 构件安装的质量控制 . 60 7.2.3 现场焊接质量控制. 61 7.3 质量控制流程 . 61 7.3.1 安装质量控制程序. 61 7.3.2 焊接质量控制程序. 63 8、安全管理措施 . 64 8.1 安全文明管理保证体系 . 64 8.2 安全保证措施 . 65 8.3 安全技术措施 . 66 8.3.1 构件的吊装作业 . 66 8.3.2 多点、面高空焊接. 66 8.3.3 高空构件的稳定 . 67 8.3.4 高空操作平台和上下通道的设置. 67 9、附件 . 67 1、编制依据 1.1 设计文件 国家体育场工程钢结构设计施工图

5、1.2 规范、规程及标准 序号 名称 编号 1 钢结构设计规范 GB50017-2003 2 低合金高强度结构钢 GB/T1591-94 3 高层建筑结构用钢板 YB4104-2000 4 厚度方向性能钢板 GB/T5313-85 5 低合金钢焊条 GB5118 6 气体保护焊用钢丝 GB/T14958 7 建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81-2002 8 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级 GB11345-89 9 钢结构制作安装施工规程 YB9254-95 10 钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-2001 11 工程测量规范与条文说明 GB50026-93 12 建筑工程测

6、量规程 DBJ01-21-2000 13 建筑施工安全检查标准 JGJ59-99 14 建筑机械使用安全技术规程 JGJ33-2001 15 建筑工程施工现场供用电安全规范 GB50194-93 16 起重机安全规程 GB6067 17 北京市建筑工程施工安全技术规程 DBJ01-62-2002 18 建筑工程施工质量验收统一标准 GB50300-2001 19 国家体育场钢结构施工质量验收标准 QB/GJJT-GTCG-2005 1.3 其它 序号 名称 编号 1 国家体育场工程施工组织总设计（修改初步设计版） 2004.12 2 国家体育场工程钢结构安装施工组织设计 2004.12 3 国

7、家体育场钢结构工程主结构安装方案 2005.7 4 北京城建集团工程总承包管理体系文件 2005 版 5 国家体育场钢结构工程焊接工艺评定方案 CJNC001 2、工程概况 2.1 工程简介 国家体育场位于北京市城府路南侧，奥林匹克公园中心区内，是北京 2008年奥运会的主体育场。建筑顶面呈鞍型，长轴为332.3m，短轴为 297.3m，最高点高度为 68.5m，最低高度为 40.1m。屋盖中间开洞长度为 185.3m，宽度为 127.5m 国家体育场的结构特色的主要体现就是次结构的布置，因其看似杂乱的布置，真正体现了“鸟巢”的结构主题。 立面次结构的杆件均为1200mm1200mm 的箱型构

8、件，其中箱形截面板后 主 要 集 中 在 1216mm ， 部 分 截 面板 厚 达 到 30mm 。 钢 楼 梯 梁 为1200mmX420mmX16mmX18mm 和 1200mmX590mmX16mmX18mm 的箱形梁，局部节点板厚增加为 25mm，由定位角钢及 6mm 厚的踏步板组成钢楼梯。楼梯柱、排水柱及立面次结构下端于埋入钢筋混凝土承台内的柱脚连接，并将荷载传至基础。 2.2 工程特点、难点 2.2.1 工程特点 （1）节点复杂对口精度要求高 由于本工程中的构件均为箱型断面杆件，所以，无论是次结构之间，还是主次结构之间，都存在多根杆件空间汇交现象。加之次结构复杂多变、规律性少，节

9、点构造相当复杂，节点类型多样，制作、安装精度要求高。建筑设计对构件外观质量要求高，并且大部分次结构为外露结构，形成整体后的表面平整度和对接口的错边要求高。 （2）工期紧，场地小 本工程钢结构安装工作量大，安装工期短，次结构安装主要随桁架柱的安装依次进行，并且主结构施工、土建施工交叉作业，平面场地紧张。 （3）焊接量大 本工程工地连接为焊接吊装分段多， 现场焊缝长度长， 造成现场焊接工作量相当大，且焊接外观打磨量大，难度高，高空焊接仰焊较多。 （4）冬雨季施工 本工程立面词结构吊装时间需跨越冬季和春节， 所以存在冬雨季施工， 施工难度较大。 2.2.2 工程难点 （1）工程组织难度大 立面次结构

10、吊装时，土建施工还未结束，主结构施工正在进行，现场组装大面积开展， 故存在多方施工交叉作业现象。 加之， 现场场地狭小， 施工场地布置、构件运输及吊机行走路线等受到很大限制。同时，本工程结构复杂，各吊装分段之间相互关联，必须按一定顺序进行组装、吊装。各施工方需合理协调、统筹管理，工程组织难度大。 （2）吊装难度大 由于立面次结构的分段口均为箱型断面， 分段吊装时存在多个管口对接的问题，对于箱型断面，要保证多个管口的对口精度，难度较大。起吊时，必须调整好分段构件的角度和方位，而对于体型大的构件，角度调节困难，吊装难度大。 （3）高空构件的稳定难度大 由于本工程采用散装法（即分块吊装法），分块吊装

11、时，高空构件在风载作用下，分块未连成整体或结构未形成整体之前，稳定性较差，必须采用合理的吊装顺序（尽量首尾相接、分块吊装）和侧向稳定措施（如拉锚、缆风绳等）。 （4）焊接难度大 本工程中既有既有平焊、立焊， 又有仰焊，焊接工作量大。薄板焊接易变形，温度控制和劳动强度要求高。而高空焊接、冬雨季焊接的防风雨防低温措施使得焊接难度增大。 （5）安装精度控制难 由于施工过程中结构本身因自重和温度变化均会产生变形， 而且立面次结构在自重及施工荷载作用下也会产生变形， 加之， 结构形体复杂， 为箱型断面构件，位置和方向性均极强，安装精度受现场环境、温度变化等多方面的影响，安装精度极难控制，施工难度大。施工

12、时必须采取必要的措施，提前考虑好如何对安装误差进行调整和消除，如何进行测量和监控，使变形在受控状态下完成，以保证整体造型和施工质量。 （6）质量要求高，施工难度大 本工程无论是外观质量，如外形尺寸、焊缝外观，还是内在质量，如焊缝质量等级、焊接残余应力等，都要求相当高，而现场施工条件差，这无疑加大了施工难度。 3、施工部署 3.1 施工区域划分 根据施工总承包合同以及土建施工分区情况， 结合钢结构总体安装方案确定的分阶段分区域对称安装原则，将立面次结构及钢梯安装划分 III 两大施工区域，I 区范围为 C20 立柱C8 立柱区域之间立面次结构及钢梯，II 区范围为 C8立柱C20 立柱区域之间立

13、面次结构及钢梯，如下图所示。 图3.1 钢结构施工分区图 根据总体安装思路，每个施工区域选用 1 台 150t 履带吊随桁架柱的安装顺序进行立面次结构及钢梯的吊装。 3.2 施工组织 国家体育场钢屋盖结构复杂，造型新颖，举世瞩目，施工难度极大，作为体育场工程的核心，钢结构工程是整个体育场工程的重中之重，体育场工程的总体安排必须以钢结构的安装为统筹主线，钢结构详图设计、加工制作、现场拼装等必须围绕现场安装工作来进行。另外，由于工期紧，钢结构工程需与混凝土看台交叉作业，而且制约着基座工程的开始乃至整个工程的竣工，因此，需要建立一个以总包为核心、完善有效的钢结构组织管理体系，对钢结构工程进行全面系统

14、的管理，以保证总体施工的顺利实施。 由于本工程钢结构分成两大施工区域来进行加工和安装，所以，在施工组织上，不但要建立总包钢结构组织管理体系，进行统筹管理、统一协调。同时要建立分区专业钢结构项目部组织管理机构， 实施对钢结构施工班组和作业人员的具体管理及钢结构施工过程中的各项管理工作，以确保各项技术要求、质量要求及安全要求等能够贯彻落实到实际施工当中，确保各项工作按预期的目标进行。 3.2.1 总包钢结构组织管理体系 作为国家体育场的总承包方，总包应建立总包钢结构组织管理体系，以实施对钢结构各分工单位的管理和钢结构施工过程的宏观管理。 根据本工程钢结构特点，总包钢结构组织管理体系具体如下： 图

15、3.2-1 总包钢结构组织管理体系 3.2.2 专业项目部管理组织机构 专业钢结构项目部是该工程钢结构的具体实施单位， 钢结构各项工作目标的实现都建立在专业钢结构项目部的具体施工和管理工作之上。 由于钢结构在整个 城建国华钢结构分部技术部工程部设计部质量部商务部综合部浙江精工国家体育场钢结构加工制作项目部专家顾问 项目公司 监理单位江苏沪宁国家体育场钢结构加工制作项目部上海宝冶建设国家体育场钢结构安装项目部北京城建精工国家体育场钢结构安装项目部江南重工国家体育场钢结构加工制作项目部纽曼帝国家体育场膜结构加工制作项目部国家体育场的特殊地位， 专业钢结构项目部的各项工作会对整个工程产生重大的影响，

16、为此，需建立专业钢结构项目部管理机构，具体如下： 项目经理项目总工程师项目副经理技术部工程部安全部质量部商务部综合部起重班组焊接班组涂装班组施工一队施工二队其它其它涂装班组焊接班组起重班组专家顾问图 3.2-2 专业项目部管理组织机构 为保证国家体育场钢结构工程的统一管理和指挥， 专业项目部管理组织机构要服从总包钢结构的统一管理，统一协调， 并各自承担各施工分区的施工任务和各项管理工作。 3.3 施工总体程序 根据本工程钢结构的结构特点及 2004 年 12 月审批通过的钢结构安装施工组织设计等，本工程立面次结构及钢梯安装采用散装法。即立面次结构散件出厂，楼梯梁采用单件出厂，对于踏步而言，每两

17、个定位角钢之间为一个出厂单元。 运至施工现场， 在施工现场根据吊装分段进行地面拼装， 然后分段进行吊装。 由于本工程、区立面次结构及钢梯 180旋转对称，所以在施工总体程序的选择上，必须遵循以下原则： （1）、区立面次结构及钢梯的安装要对称同步（180旋转对称），并尽早形成安装区域局部稳定单元； （2）要从下向上，由柱边向中间安装，即与立面次结构柱脚、组合柱先建立联系； （3）要保证前、后吊装分段的搭接关系，以保持吊装工作的整体连贯性，避免吊机闲置和窝工现象的出现； （4）要尽量减少前、后吊装分段的对口数量，降低安装难度； （5）尽量减少吊车工况的变化及吊车的行走路程，以保证安全和整个工程的进

18、度。 （6）要保证主导施工路线的作业时间，确保工程按期完工。 （7）要考虑现场实际情况，包括场地条件、主结构施工进度、土建施工进度、地面拼装进度及加工制作进度。 根据以上原则，在施工总体程序上，立面次结构及钢梯的安装顺序与组合柱的安装顺序相同，每吊装完两根组合柱就要安装本区间的立面次结构及钢梯，按顺序安装完毕。 3.4 施工方法选择 立面次结构及钢梯可以有两种安装方法， 一种为散件安装， 另一种方法为分块拼装整体吊装的方法， 因为此时主结构正在施工占用了大量的拼装场地， 故立面次结构及钢梯的安装采用散装法， 即立面次结构散件出厂， 楼梯梁采用单件出厂，对于踏步而言，每两个定位角钢之间为一个出厂

19、单元。运至施工现场，在施工现场根据吊装分段进行拼装，然后分段进行吊装。 根据吊装分段情况和吊机作业半径，每个施工分区选用 1 台 150t 履带吊进行立面次结构及钢梯的吊装。其中， 对于个别大吨位和作业半径远的构件可用吊装钢柱的 800T 履带吊吊装。 3.5 施工进度计划 本工程工期短，因此，必须合理地安排每道工序的作业时间。为确保国家体育场总体施工进度， 钢结构工程立面次结构及钢梯的安装进度严格以总包提供的进度大纲为基准。 在充分考虑钢结构工程安装工艺和合理的施工顺序后， 编制国家体育场钢结构工程立面次结构结构施工进度计划，见附表。 同时， 在钢结构安装实施过程中需要上道工序包括土建施工单

20、位、 钢结构加工单位密切配合，为保证现场安装进度，特作如下相关要求： （1）钢结构详图设计、构件加工和现场拼装的顺序必须严格按现场钢结构安装顺序进行。 （2）钢结构详图设计、构件加工和现场拼装进度必须满足现场连续吊装的要求。 （3）施工现场应尽可能多、尽可能早的提供钢结构施工场地和工作面，避免钢结构安装受场地条件的制约而影响安装进度。 （4）要严格控制构件加工制作质量和现场拼装质量。 （5）要实行倒班作业，特别是现场焊接工作，保证每道焊口连续焊接完毕。 （6）要提供足够的施工用电，特别是施工高峰期的用电和夜间照明用电。 （7）要保证劳动力资源的数量和质量。 （8）要求合理利用资源，避免资源浪费

21、。 3.6 主要资源计划 3.6.1 主要机械设备配置 序号 设备名称 数量 主要用途 备注 1 7150 型 150T 履带吊 2 台 吊装 2 CO2气体保护焊机 30 台 焊接 3 交直流焊机 15 台 焊接 4 碳弧气刨 8 把 焊接 5 焊条烘箱 2 只 焊接 6 空气压缩机 2 台 焊接 7 电动各向砂轮机 30 只 打磨 3.6.2 其他辅助机具表 序号 设备名称 数量 主要用途 备注 1 钢丝绳 待定 吊索 2 卸环 待定 吊装用 3 钢丝绳卡环 待定 稳定缆索 4 施工平台 4 组 安装用 3.6.3 劳动力需求 总体劳动力需求表 管理人员 吊车司机 起重 测量 铆工 焊工

22、架子工 电工 其它 15 4 20 4 30 40 20 2 8 劳动力计划 时间 管理人员 吊车司机 起重工 测量工 铆工 焊工 架子工 电工 其它 总人数 2005- 15 4 20 4 30 40 20 2 8 143 0510152025303540451管理人员吊车司机起重工测量工锚工焊工架子工电工其它 3.6.4 测量和监测设备器具配置 序号 机械设备名称 型号 数量 来源 1 全站仪 TCA2003 2 台 自备 2 经纬仪 T2 4 台 自备 3 电子水准仪 DNA03 2 台 自备 4 水准仪 NA2 2 台 自备 5 超声波探伤仪 JTS-7 1 台 自备 6 超声波探伤仪

23、 CTS-2000 1 台 自备 7 调频通话机 5Km 通话能力 10 自备 4、施工准备 4.1 技术准备 （1）工程技术及施工管理人员熟悉、审查工程图纸和有关资料，勘察施工现场。 （2）要调查研究，收集必要的资料，包括自然条件和当地的技术经济资料，如气象资料、地方材料、建筑构配件的供应等。 （3）要编制详细施工预算。 （4）编制详细的专项施工方案和施工作业设计，并做好技术交底等各项工作。 （5）根据焊接接头形式、母材材质、所用焊材及焊接方法等具体情况做好焊接工艺评定工作和现场焊接方案。 4.2 现场准备 由于本工程施工现场比较狭窄， 工期紧， 钢结构安装受到一定的影响。 同时，本工程钢结

24、构吨位量大， 构件多且体型大， 不但需要大量的构件堆放场地和组装场地， 而且要求现场畅通， 确保大型吊车的进退场、 行走路线和大型构件的进场。因此，工程现场必须进行场地平整，清除施工障碍，修筑道路，接通施工用水管道、用电线路，保证构件运输、转弯的畅通。 为了便于工程文明施工管理，同时结合本工程现场条件，将生产区、办公区与生活区严格分开，且各区根据自身特点制定不同的管理制度。 4.2.1 施工总平面布置 施工总平面布置合理与否， 将直接关系到施工进度的快慢和安全文明施工管理水平的高低， 为保证现场施工顺利进行， 现场施工总平面布置需要遵循以下原则： （1）在满足施工的条件下，尽量节约施工用地；

25、（2）在满足施工需要和文明施工的前提下，尽可能减少临时建设的投资； （3）在保证场内交通运输畅通和满足施工对材料要求的前提下，最大限度的减少场内运输，特别是减少场内二次搬运； （4）符合施工现场卫生及安全技术要求和防火规范。 根据现场场地、 钢结构的施工顺序及其它实际情况， 拼装场地和吊机行走道路要按时间分阶段提供。本工程施工总平面布置见施工总平面布置示意图。 4.2.2 场区交通组织 针对构件体型大、 现场车辆多及现场情况复杂等特点， 合理安排构件运输线路和场区交通组织十分重要， 以避免出现道路堵塞现象。 为保证正常施工和道路畅通，要求在场地西北侧预留不小于 11m 宽、5m 高的通道。15

26、0 吨履带吊吊机行走环道，可用体育场外环 800 吨吊机行走道路。 4.2.3 施工临时用电计划 现场用电包括现场施工用电和生活用电两大部分， 其中现场施工用电又包括现场设备用电和现场照明用电， 现场设备用电根据现场施工设备数量和额定功率来计算，并根据使用情况（使用频率和使用时间）考虑一定的折减系数，现场照明用电则应考虑整个施工现场的照明和加班作业这一实际情况。由于该工程工期短，焊接工作量大，施工时需要大量的焊机。工程开工后，现场用电量相当大。故工程开工前，必须事先布置一定数量和容量供电点（变压器），以满足现场施工用电的要求和一定的用电安全储备。 施工用电量计算具体如下： 项目或设备名称 额定功率 数量 合计功率