国家大剧院壳体钢结构安装工程施工方案.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流国家大剧院壳体钢结构安装工程施工方案.精品文档.中国建筑工业出版社 筑龙网 SINOAEC.COM1国家大剧院壳体钢结构安装工程施工方案编制单位:上海市机械施工公司编 制 人:吴欣之 罗仰祖 魏义进 夏凉风 罗梦恬北京城建- 香港建设- 上海建工国家大剧院工程总承包联合体钢结构分部2 0 0 3 年5 月2 6 日【评语】本方案的编制认真、细致,图文并茂,内容齐全、完整。方案对施工涉及的整个过程进行了规划,确保施工过程能如终处于受控状态之下。本方案针对性强、指导性强、可操作性强。本方案工艺先进合理,采用了多种新技术、新工艺,各项保证措施齐全、
2、合理,是难得一见的精品方案。中国建筑工业出版社 筑龙网 SINOAEC.COM2第1 章 工程概况1.1 结构概况及特点国家大剧院(图1)位于人民大会堂西侧,北至西长安街,南面、西面均为居民区;总占地面积约20 万m2。由北侧建筑(201 区地下停车场)、中心建筑(202 区大剧院主体建筑)和南侧建筑(203 区地下主机房)三部分构成。图1 国家大剧院鸟瞰202 区大剧院主体建筑由歌剧院、戏剧院、音乐厅组成(见图2)。整个工程由北京城建香港建设上海建工国家大剧院工程总承包联合体承建,其中联合体钢结构分部承担壳体钢结构工程的制作及安装任务。国家大剧院主体建筑钢结构椭球体壳体(以下简称“壳体”)为
3、一超大空间的壳体,东西长约212m,南北约144m,高约46m。整个钢壳体由顶环梁、梁架构成骨架;梁架之间由连杆、斜撑连接。中国建筑工业出版社 筑龙网 SINOAEC.COM3图2 大剧院主体建筑顶环梁通长采用1117.6-25.4THK 钢管,中间矩形框采用矩形箱型梁。整个顶环梁长约60m,宽约38m。顶环梁半圆区内搁栅呈放射状分布;矩形框内南北向搁栅采用60mm 钢板梁,东西向采用194钢管,搁栅呈网格状分布。整个顶环梁总重约700t。梁架分为A 类(短轴梁架)、B(长轴梁架);A 类梁架采用60mm厚钢板制作,B 类梁架采用上下翼缘不等的焊接H 型钢。A 类梁架共46 榀,B 类梁架共1
4、02 榀。斜撑及连杆均采用钢管;短轴梁架之间连杆节点采用铸钢节点连接,长轴梁架连杆采用钢套筒连接。结构特点:1.1.1 该壳体为一超大型空间结构,结构体量大。整个结构待壳体完全形成后,方为稳定的空间结构,所以保证施工阶段的结构稳定至关重要;中国建筑工业出版社 筑龙网 SINOAEC.COM41.1.2 该壳体为非正椭圆球体,且壳体内外两球面的椭圆方程并不一样,因而施工中平面、空间定位测量的难度颇大;1.1.3 壳体的主要结构体梁架(尤其是短轴梁架,侧向厚度仅为60mm)平面外刚度极差,因而构件的起扳、搬运、起吊难度颇大;1.1.4 梁架呈中心对称辐射状布置,因而每种同类构件最多只有四件,对构件
5、的制作放样及安装顺序要求颇高。1.2 参建单位建 设 单 位:国家大剧院建设单位委员会设 计 单 位:ADPi-ARCHITECTS-ENGINEERS-PLANNERS监 理 单 位:北京双圆工程咨询监理有限公司工 程 总 承 包:北京城建-香港建设-上海建工国家大剧院工程总承包联合体钢结构主 承 包:联合体钢结构分部1.3 主要施工内容由顶环梁、梁架和连杆等组成的钢壳体的制作、安装。1.4 工程目标北京市优质工程“长城杯” 、国家优质工程“鲁班奖”。第2 章 编制依据2.1 钢结构工程施工质量验收规范GB 50205-2001。2.2 建筑工程施工质量验收统一标准GB 50300-2001
6、。2.3 建筑钢结构焊接规程JGJ81-2002。中国建筑工业出版社 筑龙网 SINOAEC.COM52.4 国家大剧院工程内部质量控制标准壳体钢结构工程部分。2.5 法国ADPi 设计图及技术文件。2.6 国家大剧院建设单位委员会对工程的要求。2.7 冶金部建筑研究总院设计院钢结构深化设计图。2.8 同济大学国家大剧院壳体钢结构验算报告。第3 章 主要机械选用及性能一览表主要机械选用及性能 表3-1序主要工作性能号设备名称数量 起重臂长 半径 起重量工作内容 备注主臂:60m副臂:84mSFSL工况超起102m 35t第一作业区吊装第二、三、四作业区上段梁架吊装超起时配300t1 压铁CC2
7、800600t 履带式起重机1主臂:60m副臂:84mSW工况 62m 18tM440D 塔吊安装、拆除2M440D塔式起重机2 55m 37.5m 13.2t拆装QM18、SK560柱靴安装第二、三、四作业区下、中段梁架吊装行走式3 SK560 塔式起重机 1 50.8m 50m 11.36t 第五作业区吊装柱靴安装需设一道附墙4 50t 履带式起重机 4 28m 9m 12t拆装600t 主机下段梁架抬吊拼装梁架5 QM18 屋面吊 1 35m 15m 15t 拆装SK560 12m塔身注:以上的起重量均未扣吊钩自重。第4 章 施工总平面布置4.1 施工区域划分施工总体布置以壳体为中心,分
8、三块区域进行施工平面安排,三块区域分布布置为:吊装区:位于壳体所在区域(即202 区);中国建筑工业出版社 筑龙网 SINOAEC.COM6构件拼装区:分第一、第二、第三拼装区,分别位于吊装区南北两侧;施工主信道:位于吊装区和拼装区东西两侧。由于壳体吊装时,202 区地下结构和地面建筑结构虽然已经施工完毕,但壳体四周的消防信道尚未施工,以及201 区部分地下结构也未施工。因此,以上各个区域在吊装阶段处于不同的标高位置,其中:吊装区 位于-6.750 标高位置;构件第一拼装区 位于-9.000 标高位置;构件第二拼装区 位于0.000 标高位置和位于-7.000 标高位置;大型机械和构件进出场信
9、道 位于0.000 标高位置。各施工区域划分及标高位置见图3。4.2 吊装施工作业区域划分整个壳体钢结构的构件平面分布情况见图4;考虑到设计要求及结构体形特点,吊装作业划分为五个区域,安排多台起重机分别进行综合吊装。五个作业区域的具体划分如下:中国建筑工业出版社 筑龙网 SINOAEC.COM73#拼装场地1#拼装场地构件第一拼装区-9.000图3 各施工区域划分及标高位置图3#出入口5#出入口停 车 场1#楼2#楼构件第二拼装区0.000试验办公吸烟室吊装区-6.7504#出入口人 民 大 会 堂 西 侧 路井后红构件第二拼装区-7.000W61卡车通道2035#拼装场地卡车通道E61胡同1
10、#出入口6#出入口人大用房厕 所2#出入口4#拼装场地构件第二拼装区0.000音乐厅此区域组装吊车增设坡到到-7米构件第一拼装区-9.00020112米道路戏剧院坡道上-7米70m线歌剧院20米道路40米直径圆平台W01 E01人 大 锅 炉 房吊装区-6.7502#拼装场地马 道办公室北中国建筑工业出版社 筑龙网 SINOAEC.COM8第一作业区域 顶环梁吊装;第二作业区域 E20 轴W20 轴梁架节间吊装;第三作业区域 W21 轴W61 轴梁架节间吊装;第四作业区域 E21 轴E61 轴梁架节间吊装;第五作业区域 W62 轴E62 轴梁架节间吊装。4.3 构件拼装区域划分壳体构件在工厂加
11、工成运输单元,运至施工现场,在现场拼装成吊装单元进行吊装。根据施工现场条件和吊装作业区划分,构件拼装区分布在壳体南北两边区域。具体安排:短轴梁架(32榀)长轴梁架(51榀)长轴梁架(51榀)短轴梁架(14榀)顶环梁区域图4 构件平面分布图中国建筑工业出版社 筑龙网 SINOAEC.COM9第一拼装区:设在壳体北面201 区,南北长度约70m,东西向长度约230m。第一拼装区划分为 1 号、2 号拼装场地。每块场地设置拼装平台;2 块场地各配置50t 级履带式起重机一台承担拼装起重作业,合计2 台。第一拼装区向CC2800 与两台M440D 塔吊提供构件吊装单元件。第二拼装区:设在壳体南面203
12、 区东西两端,分为3 号、4 号、5 号拼装场地。在3 号、4 号场地各配置50t 级履带式起重机一台,承担拼装起重作业,分别向位于东西二侧的M440D 塔吊构件吊装单元件。5 号拼装场地,向SK560 塔吊提供吊装单元。构件根据工厂制作编号直接运送至相应拼装场地。拼装区域划分见图3。4.4 大型机械和构件进出场信道东侧主信道宽度25m,长度约434m;西侧主信道宽23m,长度约440m。另有10m 宽道路在靠近第二拼装区南端将两信道相连,在壳体东北处有从0.000 标高到-9.000 标高的坡道,便于运输车辆进入第一拼装区域。将运输道路与工地现场这个大门接通。主要信道和坡道的承载能力为10t
13、/m2,路面为素混凝土。南面203 区第二拼装区5 号拼装场地处构件的运输将通过卡车信道进入。所有施工设备和构件运输车辆,均可通过主信道和坡道进入吊装区域和构件拼装区。(见图3)4.5 主要施工机械布置 1t/m2=9.8kN/m2。中国建筑工业出版社 筑龙网 SINOAEC.COM10CC2800(600t)履带式起重机(一台):先采用超起(SFSL)性能,接60m 主臂84m 副臂,后挂300t 超起配重,停在壳体北面,定点中心位置在土建坐标(0.000,+86.000),跨外综合吊装,完成第一作业区域施工;然后向北退8m,采用SW 性能,安装M44
14、0D 塔吊二台。再恢复使用SFSL 性能,在原位进行梁架吊装。最后在壳体安装完成后拆除M440D 塔式起重机。(见图5)M440D 行走式塔式起重机(二台):分别安装在壳体东西两侧,沿壳体底环梁外侧开行,跨外综合吊装完成第二、三、四作业区域施工。SK560 附着塔式起重机(一台):安装在壳体南面歌剧院混凝土结构外侧,定点综合吊装完成第五作业区域施工。各吊机吊装范围见图6。施工时剖面图见图7、图8。共24块600t专用路基箱铺设方法见图1112块600t专用路基箱扩散面积16m*16m超起配重专用滚动小车顶环梁吊装阶段梁架吊装阶段图5 CC2800停机位置-6.7501000018000-6.7
15、5011600t与SK SK560吊机吊装范围注:W70、W71、W73、W74下段最后安装。560均可吊装范围5.92t10.00tR=30m,Q=20.00tR7410.00tR=25m,Q=22.8tR=50m,Q=11.36tR=45m,Q=12.85tR=40m,Q=14.71tR=106m,Q=29tR=122m,Q=17tR=35m,Q=17.14tNM440D吊机吊装范围600t吊机吊装范围W37W42W24W22W16W1711.63t 6.53t5.92t11.63t8.77t15.1t14.08tW0710.40t6.32t5.92t11.12t8.77tW54W53W5
16、8W595.92t5.92t 5.92tW61W6414.08t8.77t10.40tW67W68 W7218mCC280013.87t13.87tW01 E0110.20t10.20t14.08tE0710.40t 10.00t10.00t10.00t11.12t5.92t 5.92t11.63t8.77t15.1tE16E176.32t 6.53t5.92t 5.92t10.00t10.00t5.92tSK560塔吊13.87t 10.20tW74 E7414.08t8.77t10.40tE67 E685.92tE608.77tE63E61E58砼底环梁外边线M440D开行轨道中心线,距底
17、环梁外边6mE24E2611.63t E37M440D与SK560均可吊装范围M440D与600t均可吊装范围图6 吊机吊装范围图中国建筑工业出版社 筑龙网 SINOAEC.COM12地下连续墙-6.7505000 20000混凝土底环梁6000 6000图7 长轴安装剖面图5000 20000混凝土底环梁-6.750图8 短轴安装剖面图18000混凝土底环梁-6.750CC2800OPERA歌剧院56mSK560塔吊中国建筑工业出版社 筑龙网 SINOAEC.COM134.6 起重机组装、拆除场地4.6.1 履带式起重机CC2800 履带式起重机装拆场地布置在壳体北部201 区,具体位置见图
18、9。场地的承载能力为16t/m2,起重臂组装采用东北面M440D行走轨道处空间。装拆工艺详见CC2800 履带吊拆装实施细则(另附)。4.6.2 塔式起重机4.6.2.1 M440D 塔式起重机在201 区组装,落脚标高为-6.750m。组装机械选用CC2800 履带式起重机。塔身高25m(不包括行走机构的高度),55m 巴杆。塔吊的路基采用钢筋混凝土形式。装拆工艺详见M440D 塔吊拆装实施细则(另附)。4.6.2.2 SK560 塔式起重机安装在202 区的壳体南边,落脚标高为0.000m 的歌剧院外侧,具体位置详见图10-1。使用两根14m 长音乐厅人 大 锅 炉 房201图9 600t
19、组装场地居 民 区6m戏剧院歌剧院203居 民 区中国建筑工业出版社 筑龙网 SINOAEC.COM14箱梁,一端支于混凝土底环梁上,另一端支于56 轴钢筋混凝土弧形墙上。为减小支承点的受力,在标高+21.185 处设置一道附墙,见图10-2。塔吊的基础加固及拆装方案详见SK560 塔吊拆装实施细则(另附)。塔式起重机的安装与拆除选用QM18 与M440D 塔吊,拆装时QM18 与M440D 塔吊的停机位置见图10-3。4.6.2.3 QM18 屋面吊的装拆选用M440D 塔吊。塔身高12m,36m 巴杆。拆装方案详见QM18 屋面吊拆装实施细则(另附)。4.7 场地处理4.7.1 吊装区中国
20、建筑工业出版社 筑龙网 SINOAEC.COM15图10-1 SK560塔吊平面位置图10-2 SK560塔吊布置立面图AA 塔吊埋件位置中国建筑工业出版社 筑龙网 SINOAEC.COM164.7.1.1 施工机械和构件运输线路施工机械部件采用100t 平板车通过东侧主信道,经过坡道进入设备组装场地。构件运输车辆通过东/西两侧主信道,经过东/西面坡道,进入构件第一拼装区,经过南面的信道可到达第二拼装区的3 号、4 号、5 号拼装场地。根据现场情况,东、南、西三侧的主信道,在土建施工阶段已经铺设完成,北侧的信道及坡道,采用土路基,路面承载力在10t/m2 以上。4.7.1.2 起重机工作区域注
21、:1、M440D选用55m巴杆;2、QM18选用36.8m巴杆。W59图10-3 SK560安装示意图W58M440D塔吊R=52.5m,Q=8.0tQM18屋面吊M440D行走轨道中心线W60W61混凝土底环梁R=15.0m,Q=15.63t中国建筑工业出版社 筑龙网 SINOAEC.COM17(1) CC2800CC2800 履带吊采用定点吊装,下设2.7m8m 路基箱;路基箱铺设的位置与形式见图11。路基箱下土路基的承载力要求在16t/m2以上。顶环梁区域吊装时,CC2800 超起配重不设轨道小车;待梁架吊装时,加设超起配重小车,轨道采用P43 钢轨。由于路基箱数量有限,两侧轨道基础采用
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