无锡大剧院现场安装工况图

无锡大剧院

大剧院8片大尺度的“翅膀”，结合台阶状的石材基座，使整个建筑犹如一只戏水蜻蜓，静静地停伏在蠡湖波澜不惊的水面上；而从空中俯瞰，整个建筑又如8片巨大的树叶，轻轻飘落于城市的亲水之畔。

工程特点

本工程钢结构体系为复杂的曲线空间网格管桁架体系，与下部砼结构基本脱开，自成体系。整体结构由A1～A5、B1～B3共8片巨大“树叶”构筑而成，每片树叶之间互不连接，在叶片端部各设置一斜向钢管幕墙桁架。另外，在A1和B1叶片下方，各设有一个门厅。

无锡大剧院建筑总面积为7万多平方米，由体量A、体量B两大部分组成。其中，体量A由5片巨大的叶子状建筑物构成，是能容纳1700多名观众的主观演厅；体量B由3片叶子状建筑物构成，是能容纳700多名观众的多功能厅。作为无锡重要的文化艺术中心和地标建筑，无锡大剧院具有多种功能，主观演厅可以举办世界一流的歌剧演出，并能满足一流的交响乐、戏剧、舞蹈、会议以及芭蕾演出的需要。

框筒柱结构形式主要是由弯扭主管双向斜交叉环绕编织而成的不规则腰圆钢管柱，主管相贯节点处采用直撑以及斜撑方式进行连接。叶片肩部外形上宽下窄，起到连接立面和顶面的过渡作用，桁架布置与屋面一样为双向斜向布置。由于建筑造型的需要，肩部桁架大部分为双曲桁架，且受力较大，钢管截面较大、壁厚较厚。屋面桁架由斜向交叉的桁架组合而成，端部宽根部窄，长度最长为97米，最短为42米。其端部最宽为53米、最窄为43米；根部最宽为23.7米、最窄为20米。剧场门厅和多功能会议厅屋顶钢桁架采用焊接H形钢组合桁架，支撑钢柱采用异形钢管组合柱，其中剧院门厅处为保证支撑钢柱的整体稳定，减小长细比，在异形柱内设置了预应力钢筋，对安装施工提出了较高的要求。

构件的加工制作

在筒柱的吊装进行分段划分后，也确定了通长主管与相贯主管，但不论是通长主管还是相贯主管，其单根钢管均存在弯曲半径，呈空间扭曲状。

分段划分后的通长主管在加工时，根据自身弯曲半径的数量，将其2个或3个弯曲半径设为一个加工段分别加工，而后进行对接成形。

钢管加工时参照分段中通长主管的加工，将各个相贯断开的主管视为整根，加工前标明各分段的断开位置，待加工后采用专用样板进行包管，而后切割相贯线切口，这样既解决了单根钢管无法加工的难题，也保证了与通长钢管的相贯质量，更重要的是，相贯主管与通长主管连接后，其整体线型得到了保证。

通过冷压加工、检测符合要求后，做好弯管工艺参数记录以及弯管检测记录（包括弯曲半径、折拱拱高、减薄率、波浪度、椭圆度、表面有无裂纹等），然后将其吊离油压机加工平台，并根据理论长度切割两端平直加工余量段，开好对接坡口并打磨光顺。

将各区段分别加工合格后，在专用组装胎架上进行弯扭钢管的对接接长，对接时采用地样法、全站仪相结合的方法进行定位，而后与胎架固定牢固，采用二氧化碳气体保护焊进行全位置焊接，焊接后进行测量、矫正。

施工难点及解决措施

无锡大剧院工程的技术特点、难点主要有以下五个方面：相互连接的钢管成空间弯扭，扭曲度大；相互连接的相贯线切割；组装方法以及组装的顺序；焊接变形的控制；钢结构吊装。

针对以上技术特点和难点，施工方主要采取了以下解决措施：弯扭钢管贯穿了整个工程，针对这一特点，施工方专门研制了弯扭钢管的加工新技术，将传统的各个不同曲率半径的钢管对接，优化成直接采用弯制的方法进行加工，节省了人力、物力和财力，“一种多曲率弯扭钢管及其制作方法”已申报国家专利；通过对各种形式的异形管结构制订专题方案，包括分段的划分、组装的顺序等进行优化，同时将弯扭钢管的相贯线切口采用包样板的方式进行加工，确保了相贯线接口的质量，从而保证了结构的整体组装线型；在焊接过程中，采用整体、分中、对称的焊接方法控制结构整体尺寸，而后分拆各分段在自由状态下进行组装，为现场安装提供了质量保障。

围绕无锡大剧院造型独特的“树叶”状钢结构屋盖，沪宁钢机公司将以弯扭钢管为主的结构形式进行了深层次、全方位的分析和研究，对各个控制要点制订了详细的施工方案，在确保单根弯扭钢管加工质量的大前提下，也优化了装焊的方法，保证了工厂加工制作的精度要求，为现场安装创造了良好的条件。现场安装时，根据实际工况制订了分区、分部的安装方法，采取质保措施，现已圆满完成无锡大剧院钢结构屋盖的安装工程。无锡大剧院成功的施工方案，为今后类似钢结构工程的施工提供了较有价值的参考。