图1
一、综述
上海东方体育中心工程钢结构内容包括综合馆、游泳馆、室外跳水池三个单体组合而成,是为在上海举办2011年世界游泳锦标赛而新建的,它的位置于黄浦江以东,川杨河以南、济阳路以西,总用地面积34.75万平方米,工程总投资约26亿。
各场馆相对位置见图1。
二、工程概况
2.1 综合体育馆钢结构高43米,长166米,宽172米,地下二层,地上三层,主要由10榀跨度151米的空间异形管桁架组合而成,10榀钢架截面呈倒三角形的大空间体系,单榀重量550吨,总用钢量约6000吨。
2.2 本工程中主要采用φ813×80、φ813×40、φ762×40的厚壁园钢管作为管桁架的杆件体系,采用特殊材料制作的巨型盆式支座和铸钢件节点的形式。见图2,盆式支座、铸钢节点。
2.3 工程中运用了国际先进的防屈曲耗能支撑(简称BRB),用于防风、抗振动及抗震的支撑,设置在二铰拱的管桁架间的剪刀撑,利用BRB防屈曲耗能的阻屈作用,能在振动和地震作用下允许耗能支撑屈服,用以耗散地震能量地震时支撑首先屈服破坏后而保证主体结构不倒塌,震后破坏的支撑可以更换,起到“保险丝”般的作用,该产品国内、外均能生产。见图3。
盆式支座示意图
图2
2.4 工程的施工特点与技术难点
1)空间异形管桁架分段单件起吊,单榀构件重55吨,如何分段以及吊点找重心。
2)工期短、工作量大。
3)钢结构制作预拼装及现场拼装场地布置难度大。
4)结构安装精度高,工程测量能度大。
5)高空拼装焊接的临时支撑。
6)高空节点焊接控制变形及消除残余应力。
7)高空作业多,安全措施要求高。
2.5 解决方法
1)选择600吨、400吨大型履带式起重机、单榀分段重量与起吊重量和半径相适应,主臂最大起重量140吨/段,一般桁架可以分为7段或5段。
2)大型履带式起重机和液压提升装置临时支撑的安装作业编制详细的施工作业计划,严格贯彻施工。
3)合理安排临时施工场地,尽可能减少二次驳运。
4)采用精密测量仪器(全站仪、精密水平仪)三级测量作业。
5)合理选择焊接工艺及现场焊缝预热,后热处理方式。尽可能对称焊接,控制变形及消除残余应力措施。
6)加强现场安装管理,确保每个作业点措施到位,有专职安全员进行监督。
图3 世博中心BRB实照
三、综合馆钢结构安装施工方案
3.1 施工工艺路线
依据设计图纸,结构形式及现场情况,制定在建筑物的纵向外侧,西面布置600吨、400吨大型履带吊先中间向两边逐次分段安装,中间支点必需加临时支撑,最中心的两段,因不在吊车半径范围内,采用跨内地面预拼装后,液压整体提升,塔吊辅助防震支撑及屋面系统安装的总体技术路线。
3.2 吊装施工工艺流程(见图4)
3.3 综合馆吊装机具配置
序号 | 机械名称 | 用途 | 数量 |
1 | CC2800(600t)履带吊 | 地上钢结构安装 | 1 |
2 | CC4000(400t)履带吊 | 地上钢结构安装 | 1 |
3 | K50/50(450t?m)塔吊 | 屋面系统吊装 | 1 |
4 | KH700-2(150t)履带吊 | 构件驳运 | 2 |
5 | KH180(50t)履带吊 | 构件拼装、堆场 | 1 |
图4
3.4 施工方案
四、综合体育馆钢结构拱架全貌