艺术场馆类工程关键施工技术.pdf

二一八年十月艺术场馆类工程关键施工技术前言随着国家经济持续快速发展，城市建设不断进行，城镇配套设施不断完善和品质提升，公共建筑和基础设施的建设正在迅速扩展。目前，五局承建的各类房建工程、公建工程及基础设施工程数量与体量在不断攀升，为满足市场越来越高的品质需求，特别是复杂工程、特殊工程、大型工程中不断应用新型材料、新型设备和创新技术等等。为持续提升企业技术创新能力，让技术积累成为企业的知识财富，达到提升类似工程的投标文件编制水平、指导后续类似工程施工的目的，进一步转化为企业的核心技术，特由局科技质量部组织各二级公司，总结及提炼编制了若干 工程关键施工技术。隧道暗挖工程关键施工技术的编制得到隧道公司的大力帮助和支持，在此表示感谢！本书在编制过程中难免有不足或未涉及之处，请提出宝贵意见，如有修改补充的内容请及时将意见反馈到中建五局科技质量部，以供今后补充完善。中建五局科技质量部二零一八年十二月目录?第一章艺术类场馆工程的背景和概?况51?艺术类场馆概?况72?神木艺术中心项目概?况73?神农大剧院项目概?况8第二章艺术类场馆工程施工技术特点和重难?点111?艺术类场馆工程技术特?点132?艺术类场馆工程技术重难?点13第三章艺术类场馆工程主要施工技术总?结151公共建筑现浇钢筋混凝土弧形看台施工技?术171.1?施工概?况171.2?技术原?理171.3?施工工艺流?程181.4?施工技术控制要?点182?大剧场主舞台、观众厅屋顶钢结构高空滑移施工技?术232.1 屋顶钢结构概?况232.2 技术选?型252.3 施工工艺流?程252.4?施工技术控制要?点253复杂空间大跨度螺壳钢桁架结构施工技?术323.1 钢桁架结构概?况323.2 钢桁架结构深化设?计323.3?技术原?理413.4?施工工艺流?程413.5?复杂空间大跨度螺壳钢桁架结构吊装施工技术控制要?点434?复杂空间大跨度螺壳状铝镁锰合金屋面综合施工技?术54?4444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444.1 屋面工程概4444444444444444444444444况544.2?施工工艺流4444444444444444444444444程554.3?施工技术控制要44444444444444444444444点565观众厅 GRG 施工技44444444444444444444444术645.1?GRG 产品介4444444444444444444444444绍645.2?技术特444444444444444444444444444点655.3?施工工艺流4444444444444444444444444程655.4?施工技术控制要44444444444444444444444点666浮筑地面施工技444444444444444444444444术676.1?浮筑地面概4444444444444444444444444况686.2?技术原444444444444444444444444444理696.3?施工工艺流4444444444444444444444444程696.4?施工技术控制要44444444444444444444444点697?舞台系统施工技444444444444444444444444术707.1?设计概444444444444444444444444444况707.2?舞台机械设备安装技444444444444444444444术717.3?舞台灯光施工技44444444444444444444444术777.4?舞台音响施工技44444444444444444444444术79444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444第 一 章艺术类场馆工程背景和概况总结的背景及概况简介1艺术类场馆概况艺术类场馆以弘扬世界各地特色文化艺术为原则，针对优秀而丰富艺术门类有美术、书法、摄影、设计、收藏、影视、音乐、舞蹈、动漫、戏剧、地方文化等多个分类艺术分馆。随着城市规模迅速扩大，经济和文化的辐射能力增强，艺术场馆类公共文化设施需求现象日益突显，为丰富市民文化生活，健全城市功能，提升城市居住吸引力，彰显城市的独特魅力，国内大中型城市也开始兴建大剧院、文化艺术中心、电影院、歌剧院、音乐厅等艺术类场馆建筑，这类建筑往往都是一座城市的标志性建筑，都具有造型新颖、结构复杂、施工难度大等特点。2?神木艺术中心项目概况2.1?项目基本情况神木艺术中心项目位于陕西省神木市滨河新区和谐广场，建筑面积 32959，建筑总高度 40m，地下 2 层、地上 5 层，框剪和钢网架结构，是一座以演出功能为主的综合性大剧院。工程鸟瞰呈卵形，寓意“城市之卵”，象征城市文化的孵化器，希望其成为神木市文化艺术事业蓬勃发展的核心动力。项目建设规模如下表：表 1-1?神木艺术中心项目建设规模表图 1-1?神木艺术中心鸟瞰效果图神木艺术中心鸟瞰实物图名称内容总建筑面积32959结构形式主体结构型式为框架-剪力墙、主舞台顶棚为钢结构、观众厅顶棚为桁架结构、屋盖为网架结构。合同造价4.2 亿承包模式施工总承包72.2?工程设计概况神木艺术中心设计概况表如下：表 1-1?神木艺术中心设计概况表项目基本概况建筑设计神木艺术中心工程造价 4.2 亿元，剧场共 1094 座属乙等中型剧院，地下两层，地上五层，建筑总高度 40m，建筑面积 32959。结构设计抗震设防烈度六度；抗震等级框架三级、剪力墙二级；基本地震加速度值为 0.05g，设计地震分组为第一组；地基基础设计等级为乙级，结构使用年限 50 年。工程采用天然地基、筏板基础，持力层为中风化岩，地基承载力超过 500KPa，筏板厚度 1m。主体结构型式为框架-剪力墙、主舞台顶棚为钢结构、观众厅顶棚为桁架结构、屋盖为网架结构。屋盖网架结构为螺栓球节点和焊接球节点正放四角锥体系，支承形式为多点支承，其中 39 个地面支承点位于东西侧及北侧，半包围设置；主体结构支承点位于主舞台顶四角；两侧飘带位置各设置一个减震支座；主入口及前厅采用6 根格构式桁架柱支承。金属屋面防水采用锰镁铝板直立锁边系统，最外层采用钛锌蜂窝板装饰。机电设计机电安装系统主要由以下几部分组成：电气部分：电源、动力、照明系统、防雷接地；建筑给水排水及供暖：给水系统、采暖系统、排水系统、消防水系统；通风与空调：空调风系统、防排烟系统、空调水系统；智能建筑：综合布线系统、计算机网络系统、有线电视系统、闭路监控；系统、楼宇自动控制系统。装饰设计墙面：GRG、吸音板、铝板和穿孔铝板、涂料、FC 吸音板、布艺软包；顶棚：GRG、铝管吊顶、格栅、石膏板、矿棉板、无机纤维喷涂、涂料；地面：木地板、石材、地砖、环氧地面、塑胶地板、防静电地板、地毯。3?神农大剧院项目概况3.1?项目基本情况神农大剧院位于神农城的西南角，地下三层，地上三层，由 1400 座大剧场和 400 座实验剧场组成。大剧院结构高 30.5m，建筑总高 86.3m，建筑面积 40388。以“山高人为峰”8为设计主题，建筑外形为“人”字形螺旋上升螺旋曲面造型。项目建设规模如下表：表 1-3?神农大剧院项目建设规模表3.2?工程设计概况表 1-4?神农大剧院工程设计概况表图 1-2?神农大剧院建筑效果图图 1-3?神农大剧院典型剖面图名称内容总建筑面积40388结构形式主体结构型式为钢筋混凝土框架-剪力墙结构，建筑外壳采用钢结构空间桁架结构体系。合同造价5 亿承包模式施工总承包名称内容建筑设计神农大剧院工程造价约 5 亿元，属甲等剧场，地下三层，地上三层，由 1400 座大剧场和 400 座实验剧场组成。结构高30.5m，建筑总高 86.3m，建筑面积 40388。结构设计抗震设防烈度六度，抗震设防类别为丙类，抗震设防等级框架三级、剪力墙二级，建筑结构安全等级为一级，结构使用年限为 50 年。基础为桩基承台筏板基础，桩基采用人工挖孔桩。主体结构型式为钢筋混凝土框架-剪力墙结构。建筑外壳采用钢结构空间桁架结构体系，由控制基点沿径向旋转布置 60 榀箱型变厚度的径向平面桁架，根据建筑分格沿环向布置圆形截面空腹桁架，形成空间结构体系。径向桁架构件截面为箱型截面，主要截面尺寸为 40030016，箱型构件壁厚最厚为 60；环向桁架构件截面为圆管截面，主要截面尺寸为 1686，环向桁架有片状桁架和三角桁架。屋面采用锰镁铝直立锁边屋面系统。总结的背景及概况简介9名称内容机电设计机电安装系统主要由以下几部分组成：电气部分，包括电气照明安装、电气动力安装、防雷及接地安装、供电干线安装、备用与不间断电源安装等。给排水部分，包括生活给水系统、雨水排水工程、污废水排水工程、生活热水工程、室内外消火栓系统、自动喷水灭火系统、固定消防水炮喷水灭火系统、气体灭火系统、火灾自动报警及联动系统、手提式及推车式灭火器的设置等。通风空调部分，包括送排风系统及防排烟系统等。智能建筑部分，包括火灾报警及消防联动系统、电视系统、电话系统、安全技术防范系统、广播系统、信息引导发布系统、综合布线等。装饰设计地面瓷砖、石材、地毯、橡胶地板、木地板、防静电地板、墙面瓷砖、木饰面、墙纸、乳胶漆、石材、吸声板、铝板、GRG吊顶与墙板、轻钢龙骨石膏板、木饰面、铝挂片、隔断、装饰门、隔音门、防火门、木门、玻璃自动门等。总结的背景及概况简介10第 二 章艺术类场馆工程施工技术特点和重难点1?艺术类场馆工程技术特点表 2-1?艺术类场馆工程技术特点2?艺术类场馆工程技术重难点表 2-2?艺术场馆工程的施工技术重难点序号1特点地标建筑、质量要求高、社会影响大描述艺术类场馆工程一般都是当地的大型文化设施和新地标，政府领导非常关注，市民寄予很高的期望，社会影响很大。2造型新颖、结构形式多样艺术类场馆工程一般集演艺、会议、展示、娱乐等功能为一体，为满足建筑的造型和功能需要，结构形式趋于多样化，例如，神农大剧院工程主舞台厅和观众厅有大空间、大跨度的钢筋砼构件与钢梁、钢筋砼弧形墙、现浇钢筋混凝土弧形看台；屋盖及外围护体系采用大跨空间螺壳状钢结构，屋面采用铝镁锰合金直立锁边屋面系统。3特种专业多、施工交叉工序 多艺术类场馆工程基本都涵盖舞台设备、观众厅座椅、可调混响装置、灯光、音响、消声减振、隔声、声学装修、声学调试及验收等特种专业，与房建各专业需穿插进行，交叉工序多、工序协调工作任务重。4专业深化设计多艺术类场馆工程在实施过程中，需要进行展演大厅装修、钢结构、舞台工艺、幕墙、金属屋面等多项深化设计，剧院专业与房建专业的深化设计要紧密配合，协同工作，才能保证本工程的设计进度及质量。序号施工难点公共建筑现浇钢筋混凝土弧形看台施工描述为满足建筑学要求剧院观众厅多为典型的马蹄形，看台多为弧形和折线布置,类似工程中多为预制看台，现浇弧形看台较少，现浇弧形看台底板呈碗状，且下部设有混凝土静压箱，结构复杂，如何保证看台的施工进度、质量、安全，是一项难点。2主舞台、观众厅屋顶钢梁施工神农大剧院在观众厅、主舞台厅等大跨度空间位置的楼盖采用钢梁+压型钢板钢筋混凝土组合楼（屋）盖结构，单榀钢最大跨度 34m,最重达 20t，主舞台、观众厅位于剧场核心区，周边布置有功能用房，导致吊装距离远，施工难度较大。3螺壳状空间钢结构施工神农大剧院屋盖为螺壳状空间大跨空间钢结构，外形总体呈螺壳状，空间钢结构在施工阶段必须做到高精度地加工各类钢构件，进行认真的工况分析和验算，将吊装、焊接、支撑胎架安装与拆除、监测等各环节得到严密控制，方可实现设计意图，确保质量。艺术类场馆工程技术特点和重难点13序号施工难点复杂空间大跨度螺壳状铝镁锰金属屋面施工描述铝镁锰金属屋面涉及专业广（有钢结构、保温、防水、装饰等多个专业）、构造层多、工序联系紧密，空间大跨度螺壳状屋面外形复杂，变形大，防水、铝镁锰板等施工难度大。观众厅 GRG 新材料施工GRG 产品是采用 GRG 专用高密度超细结晶石膏为基料与专用连续刚性的增强玻璃纤维喷射纱、专用添加剂 GRG 专用喷射机在磨具上经过喷射特殊工艺层压制而成的新型装饰材料。在艺术类建筑中,吊顶作为具有特殊声学功能的装饰构件,往往造型较为复杂,新型装饰材料 GRG 具有良好的声波反射性能等优点,作为吊顶材料被越来越多的观演建筑所采用，复杂造型 GRG 施工需要解决三维设计、板块加工、安装定位与验收等问题，故观众厅 GRG 施工是重点及难点。声学房间浮筑地面施工大剧场歌舞排练厅、琴房、设备房等功能性用房在投入使用后，为保证剧场演出的使用功能效果，对音质必须有特殊的要求，而且在使用过程中会传播声音噪波和撞击震动，故对此类房间的楼地面设计有特殊声学要求，一要隔音，二要减震，地面一般采用浮筑形式，浮筑地面的施工是艺术类建筑声学控制重点。剧院舞台系统施工舞台是表演的载体，是剧场的核心，舞台在剧院建筑中占有重要地位，为满足观众的需求,?展现完美的表演效果,?当代剧场舞台系统往往采用先进的设备和技术，剧院舞台系统施工是艺术类场馆建造的控制重点。艺术类场馆工程技术特点及工程技术重难点14第 三 章艺术类场馆工程主要施工技术总结1?公共建筑现浇钢筋混凝土弧形看台施工技术1.1?施工概况随着社会经济文化的发展，各大城市也掀起了大型剧院建设的高潮，为满足建筑声学要求剧院观众厅多为典型的马蹄形，看台多为弧形和折线布置。神农大剧院观众厅看台为现浇钢筋混凝土弧形梁板结构，由池座、楼座和两侧包厢组成，其中，池座共有 22 级弧形看台，楼座共有 8 级弧形看台。大剧场观众厅池座看台，实际上是如图 3-1 所示截面绕距第一级看台踢面 32450的 L 轴旋转约 45形成实体，详见下图图 3-2，其底面为圆台侧面的一部分，看台底面与过 L 轴的铅垂面的交线均为同斜率的直线段，看台底面与不同标高的水平面的交线为圆心在 L 轴上的变直径圆弧线段。1.2?技术原理针对现浇钢筋混凝土弧形看台，采用三维 CAD 建模技术在施工前建立三维实体模型，通过可视化的三维模型指导看台圆台面斜板底模和空间折梁的模板工程施工和钢筋工程深化设计，并利用直观的三维模型对施工技术人员和作业班组进行直观形象的施工图 3-1 模型剖面图图 3-2 三维实体图艺术类场馆工程主要施工技术总结17技术交底。现浇钢筋混凝土弧形看台圆台面斜板和空间折梁模板支架的立杆布置网格和模板制作分块通过 CAD 软件进行优化，看台圆台面斜板和空间折梁测量定位采用全站仪测量放样，为保证以直线代替圆弧曲线的精度，通过加密放样点，保证加密后矢高小于 3，保证看台的成型效果和质量。现浇钢筋混凝土弧形看台混凝土浇筑采用低坍落度（坍落度为100120）混凝土，利用塔吊配合吊斗进行浇注，并采取二次振捣技术保证看台混凝土浇筑质量。现浇钢筋混凝土弧形看台座椅下的送风孔是采用随看台现浇结构施工一起预留，与常规的先施工看台结构后开送风孔的施工方法先比，送风孔预留方式能保证每级看台的底部和顶部钢筋可连续设置，结构整体受力，因此，更安全可靠。此技术 公共建筑现浇钢筋混凝土弧形看台施工工法获得了“2012 年度湖南省工法”、“2013 年度国家级工法”。1.3?施工工艺流程1.4?施工技术控制要点1.4.1 三维 CAD 建模采用 CAD 软件先对复杂的看台进行三维建模，利用直观的三维模型对施工技术人员图 3-3?工艺流程18和作业班组进行施工技术交底，采用三维模型指导看台模板施工和钢筋深化设计。1.4.2 测量放线采用全站仪将每级踏步边线、梁柱轴线投测到基础底板上。由于每级看台弧线的圆心在-13.5m 升降主舞台仓底板上，测量时此圆心无法利用，每级看台弧线采取以直线代替圆弧曲线测设方法，通过加密放样点，保证加密后矢高小于3，来保证看台弧线满足精度要求。1.4.3 支架及模板施工1.4.3.1 看台底模施工（1）立杆布置网格线看台模板支撑架立杆采用沿弧形看台的径向和弧向布置方式。先用 CAD 软件立杆布置网格设计好，再采用全站仪立杆布置网格线投测到基础底板上，经复核满足要求后，开始满堂架搭设。图 3-4?神农大剧院观众厅池座看台三维模型图图 3-5?池座看台底模支撑架立杆布置网格图艺术类场馆工程主要施工技术总结19（2）模板支撑搭设：钢管顶部立杆底部设模板垫块，第一道水平杆离地 200，步距1.5m。（3）模板底次龙骨为 6080200 杉木枋，48双钢管为主龙骨。（4）池座看台底模沿径向剖面图如下图：（5）看台立面外侧模板采用吊模，用特制垫块对吊模高度进行控制，用 14 对拉螺栓，对吊模进行固定。为防止砼施工时模板移位，沿看台方向，每隔 1m 设一道斜向拉杆，拉杆与吊模主龙骨相连。详见下图：图 3-6?池座看台底模沿径向剖面图图 3-7?池座看台分级吊模加固图201.4.3.2 弧形折梁模板（1）梁底采用顶托作为支撑形式，加密钢管与板满堂架连成整体，梁两侧立杆距梁边的距离为 300，立杆沿梁跨度方向间距 1000，钢管顶部立杆底部设模板垫块，第一道水平杆离地 200，步距不大于 1.5m。（2）3001000 的梁梁底增加一根承重立杆。沿梁长度方向的立杆间距同板底立杆间距。（3）当梁高 H700时，应设 14 对拉螺杆，沿梁高度方向，第一道距梁底 200，以上每 350一道。沿梁长度方向的螺杆间距为 500。图 3-8?池座看台梁模板支撑架立图3-9?池座看台弧形折梁沿梁轴线方向剖面图艺术类场馆工程主要施工技术总结211.4.4 座椅送风孔套管预留施工（1）看台板底模安装完后，采用全站仪将每个座椅下送风孔中心位置投测至底模上。（2）根据全站仪放出每个座椅下送风孔中心位置将每个套管位置轮廓线在模板上划好。（3）送风孔套管固定方式在套管与底模接触的侧面焊接 3 个 L 的角铁，角铁与底模采用自攻螺钉固定牢固。1.4.5 钢筋施工由于看台座椅需满足视线要求，因此，座椅下的送风孔纵横向布置不规则，钢筋布置需在相邻送风孔之间布置。通过与设计沟通对钢筋布置进行深化，紧贴套管边的底筋按两根并排布置，不在套管边的的底筋按不大于设计间距均布。图 3-10?池座看台座椅送风孔套管预留施工现场照片图 3-11?池座看台钢筋施工现场照片221.4.6 看台梁板混凝土浇筑（1）看台梁、板采用低坍落度混凝土，利用塔吊配合吊斗进行浇注。看台板以后浇带为界分段浇筑，浇筑原则为 由下向上 逐层浇筑，为了避免浇筑过程中混凝土返浆，浇筑过程中需严格控制浇筑速度。（2）混凝土自下而上浇筑，先振实底板混凝土，达到踏步位置时再与踏步混凝土一起浇捣，不断连续向上推进，并随时用木抹子将踏步上表面抹平。（3）由于看台梁钢筋较密，看台梁振捣采用 30振动棒，看台板振捣选用 50振动棒，混凝土振捣分两次进行：第一次振捣随浇筑速度进行，为常规工艺；第二次振捣在看台板面混凝土第一次收面后，看台次梁与混凝土板交界的阴角处混凝土存在下陷可能，致使看台次梁混凝土不密实需进行二次振捣，属辅助振捣。1.4.7 养护及拆模看台板收面结束后及时用塑料布覆盖看台板表面，并浇水养护，混凝土浇注完成 48h拆除看台侧面吊模。侧模拆除后看台所有平、立面严密覆盖塑料布，设专人浇水养护，养护期间保证混凝土表面湿润，养护时间 14d。2?大剧场主舞台、观众厅屋顶钢结构高空滑移施工技术2.1 屋顶钢结构概况大剧场舞台为“品”字形舞台，主舞台长 30m、宽 24m，为满足舞台设备和舞台灯光的安装和操作要求，主舞台在 12.50m、17m、21.5m 处设有三层天桥。侧舞台长 18m、宽 18m。后舞台长 24m、宽 16m。舞台台口宽 16m、高 10m。主舞台台仓深基坑深达 14m，栅顶标高为 25.00m，屋顶标高为 30.5m。舞台屋顶为型钢梁+压型钢板组合楼板结构，最大主梁高2m，跨度 30m，重达 20t。大剧场观众厅平面形式为经典的“马蹄形”。设有池座 27 排共 990座；楼座有 9 排共 270 座，两侧设有两层包厢，每层各 3 个，共 140 座。为满足人员疏散要求两侧设有 3 层次疏散楼梯。屋顶为型钢梁+压型钢板组合楼板结构，最大主梁高 2m，跨度 34m，重达 20t。（1）21.500m 标高观众厅屋顶钢结构1）平面布置艺术类场馆工程主要施工技术总结23图 3-12?21.500m 标高观众厅屋顶钢结构布置图2）材料表表 3-1?21.500m 标高观众厅屋顶钢结构材料表（2）30.500m 标高主舞台屋顶钢结构1）平面布置图24图 3-13?30.500 标高层钢结构平面布置图2）材料表表 3-2?30.500 标高层钢结构材料表2.2?技术选型考虑到单榀钢跨度大、质量重，且主舞台、观众厅位于剧场核心区，周边布置有功能用房，导致吊装距离远等情况，经技术经济综合分析，选用单榀分段吊装高空组拼、单元法滑移施工方法。2.3?施工工艺流程滑移架下预埋件安装H 型梁滑移架安装及滑移设施安装测量放线（型钢梁及支撑架位置）临时支撑架安装H 型钢梁吊装H 型钢梁高空连接焊接焊缝检测型钢梁高空滑移就位固定次梁安装验收2.4?施工技术控制要点艺术类场馆工程主要施工技术总结252.4.1 滑移单元划分以两榀主钢梁及之间的次梁组成的一个稳定体系作为一个滑移单位，每吊装完成一个滑移单元后滑移一次，滑移到位后吊装各滑移单元之间的次梁。21.5m 层划分为三个滑移单元，30.5m 层划分为三个滑移单元。图 3-14?21.5m 层滑移单元划分示意图图 3-15?30.5m 层滑移单元划分示意图262.4.2 滑移单元拼装支架搭设单榀钢梁采用分段吊装，需在分段点附近搭设组合式滑移单元拼装支架，标准节尺寸为 1.0m1.0m1.5m，标准节立柱采用 894 的钢管，斜撑采用 603.5 钢管，材质为 Q235B，底部采用可调节支座。图 3-16?滑移单元拼装支架搭设图图 3-17?滑移单元拼装支架剖面图艺术类场馆工程主要施工技术总结27滑移单元拼装支架共由四部分组成，包括支撑架标准节、底层转换层、回顶装置、稳定系统（缆风绳）。支撑架需回顶至 0.000 层地面上。2.4.3 轨道布置及滑移方向滑移轨道采用在混凝土柱顶上通长铺设一根的 20a 号工字钢轨道，钢梁两端分别与混凝土墙顶的预埋件进行固定焊接，预埋件大小为 360360，预埋件每隔 3 米设置一个，钢梁与埋件连接用电焊连接，并将焊缝打磨光滑，表面粗糙度达到 1.6，工字钢上抹上黄油，充分润滑，轴线偏差不大于 4，整体高差不大于 15，挠度不大于 4。每个区域设置两条滑移轨道，滑移轨道设置在梁的两端。21.5m 层钢结构从 L 轴线往 G 轴线滑移，30.5m 层钢结构从 D 轴线往 G 轴线滑移。图 3-19?看台底部加固示意图图 3-18?支承底部节点（支承于混凝土看台上）图 3-20?21.5m 层轨道布置及滑移方向28图 3-21?30.5m 层轨道布置及滑移方向图 3-22?滑移轨道节点详图图 3-23?滑移设备设置详图艺术类场馆工程主要施工技术总结29图 3-24?预埋件详图2.4.4?滑轮设计为减小钢梁滑移的摩擦力，在轨道与钢梁之间设置滑轮，每个滑轮设置四个轴承。滑轮轴受剪验算：滑轮轴采用 40 的圆钢加工而成，材质为 45#钢，轴的受剪面如下图所示，图 3-27由上图可知，轴受剪切的面积为 A=1075m2?fv=155N/mm2?胎架最大支座反力为 157.4kN，剪力为 Q=157.42=78.7kN?fv=155N/mm2?(5-1)?满足要求。（1.2剪应力不均匀系数）302.4.5?钢梁滑移牵引力计算滑动摩擦的启动牵引力为：（5-2）式中 Ft-总启动牵引力3滚动摩擦系数，取 0.54滚轮与滚动轴之间的摩擦系数，取 0.1r滚轴半径 20R滚轮的外圆半径 60G需滑移的钢梁的总自重，62.97T在梁的两端各设置一个牵引点，采用 5T 手拉葫芦进行牵引，2.6321.315T5T,满足要求。钢梁滑移时，牵引速度不宜大于 0.3m/min；滑移时，两端不同步值不应大于 50。2.4.6 钢梁滑移同步控制为确保钢梁滑移各牵引点同步，采用如下措施进行控制：（1）钢梁滑移时由专人统一指挥。（2）在滑移轨道上划分刻度，在钢梁两端的牵引点位置各安排一个人报数，每 500作为一个等步距离，各牵引点停歇一次，待全部滑移到位后再同时启动，以便随时校正牵引速度。（3）同时在滑轮上设置导向板，防止在滑移过程中滑轮走偏。（4）在每个滑轮部位安排一人对滑轮的行走方向进行观察，发现异常立刻向指挥者报告，及时对偏差进行纠正。（5）钢梁滑移的操作工作由具有滑移施工经验的工人承担，钢梁滑移之前，先进行技术交底，并提前进行预演。2.4.7?滑移轨道的拆除每吊装完成一个滑移单元后滑移一次。当两榀主钢梁及之间的次梁安装完成后，使用千斤顶进行置换落座。根据两榀主钢梁之间的间距对滑移轨道进行切割。把滑移完成下方艺术类场馆工程主要施工技术总结31的轨道与预埋件使用碳弧气刨刨开，用塔吊把切除部分轨道吊至地面。3复杂空间大跨度螺壳钢桁架结构施工技术3.1 钢桁架结构概况神农大剧院外壳钢结构采用钢结构空间空腹桁架结构体系，由控制基点沿径向旋转布置梁柱一体化变厚度平面空腹桁架，根据建筑分格沿环向布置一定数量的连续空腹桁架，与径向桁架形成空间结构体系，形成建筑形态上的螺旋特征。钢外壳的支承结构采用桁架柱脚与下部砼结构 5.900m 标高柱顶连接，上部与压力环连接。建筑外壳主体结构除在柱脚处与下部砼结构连接外，其余完全脱开。整个钢外壳主结构共有 60 榀径向主桁架，14 榀环向管桁架、3 榀空间桁架以及柱间支撑、屋面支撑、墙面抗风系统组成。其中主桁架采用变截面箱型桁架梁，环向梁采用钢管桁架梁或钢管梁，屋面支撑采用钢管截面，墙面抗风柱采用箱型截面。3.2 钢桁架结构深化设计首先利用 Autodesk?Revit?Structure 软件构建神农大剧院外壳的钢结构模型，然后利用Autodesk?Navisworks 软件的碰撞检查功能，对外壳钢结构、土建结构、装饰幕墙和机电等其他专业模型进行设计校核，通过 Autodesk?Revit?Structure 软件的编辑功能，对不符合要求的结构构件进行修改，并对各构件的边界条件、结构荷载等进行结构参数设置，最后通过图 3-2832Autodesk?Revit 软件和结构分析软件 Tekla 相结合，对机外壳结构进行分析、计算和深化，利用 BIM 设计模型对施工深化进行控制，保证设计的合理性和美观性以及施工的可行性。图 3-29?钢结构三维模型3.2.1 复杂节点深化3.2.1.1 鼓形节点深化桁架上弦杆、下弦杆为折线形式，且同一节点集中多根杆件。目前常见的做法就是杆件相贯连接，但这种做法对于该复杂的节点构造容易造成应力集中，且现场焊接难以保证。课题组利用 BIM 技术，通过创造性设计新型的鼓形节点，改善钢管空间桁架节点的应力分配，避免节点区域应力集中现象。通过模拟计算，分析鼓形节点的在不同受力状况下的应力变化情况，避免节点破坏。鼓形节点形式主要是采用直径较大的短圆钢管，两端用封闭板焊接成鼓形，主管和支管与之相连，并在鼓内设置双向加劲肋。节点板的厚度根据受力大小的不同进行设计，连接焊接为全熔透坡口焊，焊缝质量等级控制为一级。图 3-30艺术类场馆工程主要施工技术总结33径向桁架示意图，桁架构件截面为箱型截面，主要截面尺寸为 4030016,箱型壁厚最厚为 60。桁架弦杆在多处弯折，在弯折位置设置鼓形节点。图 3-31?上弦杆鼓形节点连接大样图图 3-32?1-1 剖面图 3-33?下弦杆鼓形节点连接大样图图 3-342-2?剖面34图 3-35图 3-36?鼓形节点安装效果3.2.1.2 压力环深化对于钢结构穹顶中心一般设置压力环，桁架杆件向环中产生压应力，使得杆件内力分布更均匀，有利于杆件统一，方便施工。并使受压杆件的平面外稳定和整个结构的整体稳定得到提高。神农大剧院穹顶直径约 60m 左右，主桁架轴线的延伸线汇聚于中心一点，故在中心设置一个 3.3m 高，直径 2m 的压力环，其中压力环外环直径为 2m，内环直径为 1.2m。为减轻压力环本身的自重，设计的压力环为中间镂空的圆柱体，压力环顶部及底部 500高度范围为整体的环，设置 16 道 25厚加劲板；压力环中间高度部分设置有 8 个间隔楼空的环形。穹顶桁架通过焊接与压力环连接，将桁架的压应力集中传递在中心压力环上。艺术类场馆工程主要施工技术总结35图 3-37?压力环平面节点大样图图 3-38?1-1 剖面图 3-39?2-2 剖面36图 3-40?压力环与桁架连接效果图图 3-41?压力环吊装过程图图 3-42?神农大剧院穹顶合拢效果3.2.2 受力计算分析采用 MIDAS 分析软件进行应力应变分析，采用 ANSYS 分析软件进行钢结构复杂节点分析。3.2.2.1 压力环受力计算分析图 3-41?压力环受力计算变形图艺术类场馆工程主要施工技术总结37图 3-42?压力环受力计算应力图3.2.2.2 复杂鼓形节点的受力分析图 3-43?两支管受压变形图图 3-44?两支管受压应力图38图 3-45?一支管受压，一支管受拉变形图图 3-46?一支管受压，一支管受拉应力图图 3-47?两支管受拉变形图艺术类场馆工程主要施工技术总结39图 3-48?两支管受拉应力图图 3-49?单支管受压变形图图 3-50?单支管受压应力图403.3?技术原理螺旋状钢管桁架采取“分区域吊装拼装”施工方法，扩大拼装作业面，将大多数的拼装和焊接工作转移到地面进行，减少高空作业量提高工作效率，在桁架分段位置设置支撑胎架，再用大型履带吊及大型塔吊装就位，并用小型汽车吊补杆的方式进行安装，结构主体全部完成后，再整体卸载。该技术现已总结形成 螺壳结构大剧院建造关键技术研究与应用课题，通过了技术成果鉴定，整体达到国内领先水平。3.4?施工工艺流程表 3-3?施工流程流程一：安装 A 区 J-56、J-60 第一段和 E 区 J-36、J-37 第一段结构。流程二：安装 A 区 J-56、J-60 第一段之间的环向桁架和 E 区 J-36、J-37 第一段之间的环向桁架流程三：继续安装 J-54、J-55 第一段和 J-34、J-35 第一段结构以及之间的环向桁架，同时布设完下部需安装结构的支撑胎架流程四：依次安装 J-54、55、56、60 和 J-34、35、36、37径向桁架的第二段结构以及之间的环向桁架结构，同时布置完下部需安装结构的支撑胎架艺术类场馆工程主要施工技术总结41流程五:依次安装完成 J-54、55、56、60 和 J-34、35、36、37 径向桁架以及之间的环向桁架流程六：安装 ZSJ-J54、J55、J56 和 ZSJ-J34、J35、J36、J37 装饰架与径向桁架连接的部分流程七：安装安装 ZSJ-J54、J55、J56 和 ZSJ-J34、J35、J36、J37 装饰架悬挑部分流程八：拆除部分临时安装胎架流程九：安装完 A-S 区径向主桁架及环桁架，并且搭设压力环处的满堂脚手架流程十：吊装完成压力环区域的钢结构42流程十一：安装高端装饰架，钢结构安装完毕,部分超高装饰架使用一台 320 履带吊进行安装流程十二：卸载完毕后拆除所有支撑胎架，最后拆除塔吊3.5?复杂空间大跨度螺壳钢桁架结构吊装施工技术控制要点3.5.1 桁架安装测量定位3.5.1.1 钢结构现场拼装测量控制表 3-4?钢结构现场拼装测量控制1、安装胎架设置完成后，根据选定杆件标记位置的中心三维坐标值在型钢支撑上投放。确定出钢管控制中心点、十字线，以及钢管就位后的边界控制线，标高通过调节垫板进行调整。艺术类场馆工程主要施工技术总结432、吊装杆件就位，将钢管壁上定位截面标记与胎架支撑型钢上测量投放的定位控制标记对位。通过千斤顶、手拉葫芦等工具调整杆件至最佳位置。3.5.1.2 钢桁架安装测量控制1）主要控制项目为直线度（侧向弯曲），垂直度（局部扭曲）、起拱度（钢桁架加载前所设计的合理的反变形量）。2）拼装中，用水准仪测量桁架平面标高，通过千斤顶、楔铁等工具的调整，实现桁架直线度和扭曲在规范要求内。3）安装就位后，利用靠尺对桁架上下弦跨中和端部中心线平移 500，采用经纬仪和线锤测量上下弦跨中、两端的侧向弯曲和垂直度，并通过缆风绳或刚性支撑调节；用水准仪测量下弦跨中和两端的标高，并通过千斤顶装置的调节实现桁架的下挠度满足设计要求。3.5.2 临时支撑施工技术3.5.2.1 临时支撑的设置支撑架设置平面布置如下图所示：红色小球表示支撑架位置，其具体坐标已在深化设计中确认，并经设计方核算后实施。443.5.2.2 标准节支撑架的设计及安装安装用支撑架采用组合式标准支撑架搭设，组合式临时支承体系由预先焊接好的四片平面桁架组成，其组合尺寸有 2.0m（宽）2.0m（宽）1.5m（高）和 1.0m（宽）1.0m（宽）1.5m（高）两种规格，其中立柱和腹杆分别采用 P894 和 P603.4 的圆管，支撑架组装高度约 50m。单个支撑架可承重 50t。现场安装时主要采用 M12 普通螺栓连接，连接时利用全站仪进行定位和校正，用力矩扳手拧紧，确保支撑架的牢靠和稳定性。全部支撑架搭设好后用缆风绳进行固定，缆风绳一端固定在已经稳定的结构或预埋件的耳扣上，用手动葫芦拉紧。图 3-51?支撑架设置平面布置图图 3-52?组合支架的现场组装成支架安装单元艺术类场馆工程主要施工技术总结45图 3-53?组合支架在典型工程中的应用图 3-54?组合支架的连接节3.5.2.3 支撑架下部处理及对看台的加固处理考虑到钢筋混凝土主框架梁的截面，胎架在该方向上的宽度为 2000，此处的转换平台设计成悬挑形式，转换钢梁设计成转换桁架，如下图所示。图 3-55?混凝土梁柱通过转换梁直接传递对于部分节点的承载力过大，混凝土梁无法满足承载力要求时，在看台底部设置临时支撑架，将上部荷载直接传递给基础底板。如下图所示。图 3-56?看台底部加固示意图463.5.2.4 临时支撑架稳定性措施相邻支撑架间在跨中及顶部利用格构式圆钢连接，杆件截面采用 895，增强横向刚度。胎架四周布置缆风绳，缆风绳与水平面夹角在 4560之间，缆风绳扣在距支撑架底部高 3545m 处。缆风绳拟采用