江苏某体育场钢结构安装施工方案

主体育场位于****中心的中心位置，俯视平面为242m直径的圆，建筑面积127982m2，约有6万个席位。体育场共六层，无地下室，一层设有新闻媒体、赛事工作、运动员和设备用房等，二、四、六层为看台和商业用房，三、五层为贵宾包厢。

基础为钢筋混凝土钻孔灌注桩，主体为现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构，柱网尺寸为7320*14600mm。钢结构屋盖由V形支撑、跨度为360.06m南北走向的大斜拱及由多道平行的钢箱梁形成的马鞍形屋面罩棚所组成，罩棚的径向长度为66m～28m，覆盖面积32000多平方米，最高点为拱顶，标高达65m。主拱架沿南北方向对称布置，屋面系统东西、南北对称。

主拱架为空间结构管桁架，支座距离360.06m，弧线长度约400m，单榀主拱重约1586t。主拱断面为斜等腰三角形，4根主弦管布置于等腰三角形的三个顶点和底边的中点。三角形断面的底边与地面夹角为45°，腰与底边夹角为33°，地面与直径为φ4000的大型铸钢节点球相贯。主拱顶点标高为65m，最大三角形断面底边主弦管的中心距为15m，高4.085m。主拱的主弦管为φ1000钢管，壁厚有12、20、45和54，端部弦杆为φ600*60钢管，腹杆有φ300～φ600等多种规格。钢管连接节点采用铸钢节点和相贯节点，两榀主拱分别向东、西方向倾斜，支承在屋面箱型梁上。

屋面系统由屋面梁、系杆、檩条等组成。每根屋面梁采用不同的箱型断面组合，最多为6个断面组合，断面宽度均为500mm，高度有1100、1400、1600、1800、2100几种，腹板厚度为t=10、12两种，翼缘板厚度有16、25、32、65、85五种。屋面梁最长约68m，最重约43t，标高为变化值。屋面梁一端支承在V形支撑上，另一端悬挑，通过屋面梁中间位置的连接杆件与主拱架下部主弦管相连。屋面梁之间有钢管连系杆，两个边缘设置环型连系梁。安装后的屋面梁和主拱互相依托，形成空间稳定体系。

屋面梁上设置檩条托梁，屋面檩条为□300*150*3，檩距最大1500。屋面板为聚合碳酸酯屋面板，主拱架上布置檩条，外包面板，其下段的屋面梁上设置装饰材料。屋面设置内天沟，为集中排水。另外，屋面梁和主拱架上设置电缆、桥架和检修梯。

支承屋面箱型梁的V形支撑设置在两榀屋面梁之间，每个V形支撑有四根支撑钢管，每两根支撑钢管支承一榀屋面梁，支撑钢管管径有φ500*16、35两种，四根钢管相贯在φ1000*50的半球支座上，支座通过地脚螺栓与预埋件连接。

工程中应用了预应力拉索，每个V形支撑的后支撑钢管内设有预应力拉索；屋顶南北面的箱型梁前沿之间设有悬索状钢管，钢管内设48根φ17.5mm预应力拉索。

1.方案比较

1.1支承台架体系方案比较

主体育场的两榀主拱桁架为大跨度斜拱，支承于屋面箱梁上，而屋面梁跨度大、支承点少，支承主拱的屋面梁又由主拱拉设，安装后的屋面梁和主拱互相依托，形成空间稳定体系。结构复杂、安装难度大、技术要求高，必须搭设临时支承台架才能完成安装任务。

为了完成屋盖钢结构的结构体系，有两种支承台架体系的搭设方案，一种为：屋面、主拱一套支承台架体系——屋面设置一套临时支承台架；一种为：屋面、主拱设置两套支承台架体系——屋面、主拱各设一套临时支承台架。为了保证工程的质量和进度，我们对这两种施工方案进行了技术比较和论证。

1.1.1各种方案论述

（1）方案一：一套支承台架

根据屋面梁的跨度和吊装分段设置一套屋面安装用支承台架体系；主拱桁架在屋面系统安装完成后，以屋面为组装台组对，在屋顶钢结构完全成型后整体卸载。

本方案构思详见下页附图。(略)

（2）方案二：两套支承台架体系

屋面梁和主拱桁架支承台架体系分别设置；屋面梁系统安装完成后分段安装主拱，安装完毕后分步卸载。

本方案构思详见后页附图（略）。

1.1.2方案的技术比较和结论

（1）技术分析

方案一：

体系分析——屋面形成系统，主拱重量载荷由屋面系统承担。

力学性能——主拱与屋面连接杆件由拉、压杆件变为全部压杆，压杆轴力较大。

质量控制——所有变形一次完成，变形较难控制。

方案二：

体系分析——屋面和主拱各成安装体系，载荷由两套支承台架体系传递。

力学性能——主拱拱效应部分形成，部分重量传递给屋面，主拱和屋面连接杆系承担压力较小。

质量控制——主拱先完成部分变形，屋面后完成变形，便于质量控制。

（2）结论

方案一：改变了设计意图。 

方案二：符合设计意图。

（3）方案技术比较和结论详见下页图。

（略）

1.2吊机选择与比较

在方案思路确定后，主拱桁架可以选用500t汽车吊内外作业、500t汽车吊场外作业、600t或1200t履带吊场外作业，我们对这四种作业方案进行比较。

1.2.1方案论述

（1）500t汽车吊内外作业方案

主拱桁架采用500t汽车吊吊装，A～C轴的混凝土看台后施工，主拱分内外两部分安装：1-3和9-11段主拱在场外吊装，4-8段在场内吊装，共分11段安装，见方案示意图（略）。

（2）500t汽车吊场外作业方案

主拱桁架在场外地面整体拼装，用500t履带吊分17段在场外吊装；土建主体育场外大平台暂不施工，见方案示意图（略）。

（3）600t履带吊作业方案

主拱桁架在场外地面整体拼装，用600t履带吊分11段在场外吊装，土建主体育场外大平台不施工，见方案示意图（略）。

（4）1200t履带吊作业方案

主拱桁架在场外地面整体拼装，用1200t履带吊分7段在场外吊装，土建主体育场外大平台不施工，见方案示意图（略）。

1.2.2方案的综合比较和结论

◎方案一

技术分析：主拱分十一段安装，但不能在地面整体组装；由于吊机性能，每吊一钩均需重新站位，同时A～C轴的混凝土看台必须后施工，以保证500t吊机场内吊装要求。

工期分析：增加施工配合，影响土建施工，对总工期不利。

经济性分析：吊机选性较小，但施工配合复杂，总工程不经济。

质量分析：主拱不能在地面整体组装，质量不易控制。

安全分析：吊机必须频繁移位和转场，使用不方便，增加安全隐患。

◎方案二

技术分析：体育场周围大平台后施工；主拱可以在外场地整体组装，吊机不用转场，但吊一钩必须重新站位一次。

工期分析：吊装时间长，体系形成慢，施工不方便，对总工期不利。

经济性分析：吊机选性较小，但工日投入多，支承台架搭设量大，不经济。

质量分析：主拱能在地面整体组装，但吊装分段多、高空组对量大，焊接收缩和变形累积误差大，质量不易控制。

安全分析：吊机使用不方便，高空作业量大，支承台架多，安全隐患多。

◎方案三

技术分析体育场周围大平台后施工；主拱可以在外场地整体组装，吊装分段适当；吊机不用转场。

工期分析：吊装时间较短，工期合理。

经济性分析：吊机选型合适，临时设施量适当，经济合理。

质量分析：主拱能在地面整体组装，高空组对量小，焊接收缩和变形累积误差小，质量容易控制。

安全分析：吊机使用灵活，高空作业量少，安全隐患少。

◎方案四

技术分析：体育场周围大平台后施工；主拱可以在外场地整体组装；吊装分段少；吊机不用转场。

工期分析：吊装时间短，工期合理。

经济性分析：吊机选型大，行走道路处理费用高，不经济。

质量分析：主拱能在地面整体组装，高空组对量小，焊接收缩和变形累积误差小，质量容易控制。

安全分析：吊机使用灵活，高空作业量少，安全隐患少。

结论：

经过综合比较，方案三技术可行、工期合理、质量能保证、安全隐患少、经济性好，所以选用CC2800型600t履带吊作为主吊机。

方案综合比较和结论详见下页图（略）。

2.方案确定

经过施工方案比较，我们选用两套支承台架，两组吊机作业方案，即：屋面和主拱施工用支承台架体系分别设置；屋面系统由一台300t履带吊和一台150t履带吊承担安装任务，300t履带吊在场外，150t履带吊在场内；主拱由两台100t履带吊在地面拼装，一台600t履带吊在场外分段吊装。

3.方案总思路

两套台架，体系保证——方案特点；

两组吊机，流水进行——总程序；

分成两区，分区推进——屋面安装；

整体组装，分段吊装——主拱安装；

分步卸载，稳步成型——卸载方案；

统筹管理，协调配合——施工管理；

质量工期，安全完成——施工目标。

◎两套台架，体系保证

屋面和主拱的支承台架分别设置，屋面与主拱安装各成体系，载荷由两套支承台架体系传递完成。

◎两组吊机，流水作业

屋面系统由一台300t履带吊和一台150t履带吊承担安装任务，300t履带吊在场外，150t履带吊在场内；主拱由两台50t履带吊在地面拼装，一台600t履带吊在场外分段吊装。

屋面施工和主拱安装形成大流水作业，主拱的地面组装和分段吊装形成流水作业。

◎分成两区，分区推进

屋面施工分成一区（D+A区）、二区（B+C区）两个大区组织施工，考虑对周围场馆施工的影响，安装顺序定为：一区→二区，分区推进，施工分区见分区平面示意图。

◎整体组装，分段吊装

主拱在场外地面上整体组装成型，根据吊机性能分段安装，吊装顺序为：从两端向中间，在中间合拢。

◎分步卸载，稳步成型

屋盖钢结构安装完毕后分步卸载：先主拱同步卸载，再屋面同步分级卸载。卸载时主拱先完成部分变形，屋面后完成变形，钢结构体系稳步完成。

◎统筹管理，协调配合

施工过程中统筹计划，全面管理，服从业主和总包协调，紧密工序之间和外部配合。

◎质量工期，安全完成

按照工期要求，安全组织施工，创优质工程。

4.施工总流程

施工总流程见下页（略）。

5.预埋件（锚固件）施工流程及方法

5.1预埋件（锚固件）施工流程

根据招标设计图纸，本工程V形支撑的铸钢半球支座和主拱铸钢球支座的锚固件需在混凝土施工时预埋，具体施工流程详见下图：

5.2预埋件（锚固件）埋设

（1）预埋件（锚固件）埋设应在基础混凝土浇注之前进行。

（2）土建钢筋绑扎完毕后，根据设计图纸要求，将预埋件按图纸位置和定位尺寸埋设。

（3）为防止埋件在混凝土浇注过程中发生移位，对后期钢结构安装造成不利影响，对埋件及模板（template）进行永久性固定。具体方法可采用型钢或钢筋制作固定支架，与钢筋网（最好是主钢筋）焊接；其后，将埋件与固定支架进行连（焊）接固定，见下图：

（4）在预埋件（锚固件）定位之后，立即进行测量复核。在满足规范和设计允许偏差要求后，即可移交下道工序进行混凝土浇注施工。

（5）埋设允许偏差见下表（参照GB 50205-2001）：

6.钢结构安装施工方法及技术措施

6.1支承台架的安装

6.1.1支承台架的作用

主体育场屋盖钢结构由大跨度斜拱和屋面系统组成，结构复杂，传力途径不鲜明，为了达到设计意图必须设置两套支承台架，即：主拱和屋面支承台架分别设置。

（1）屋面支承台架的作用：

◎屋面梁安装就位的台架；

◎屋面梁高空定位的基准；

◎大跨度屋面箱梁实现安装的保证。

（2）主拱支承台架的作用：

◎主拱分段吊装的高空就位台架；

◎主拱安装定位的基准；

◎大跨度斜拱实现安装的保证。

6.1.2支承台架的设计与加工

（1）支承台架的设计依据

1）主拱的支承台架根据主拱吊装分段重量、台架的设置高度确定；

2）屋面支承台架根据屋面梁的跨度、主拱卸载后屋面梁承受的载荷、台架设置的高度确定。

3）《钢结构设计规范》（GBJ17-88）

4）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）

5）《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-91）

支承台架的设计验算见《第八章之9.施工验算》。

（2）支承台架的加工

支承台架根据设计的实际尺寸，按照正式构件加工，遵照《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）验收。

6.1.3支承台架的安装

（1）安装流程

（2）安装方法

支承台架用一台CC2000型300t履带吊和一台7150型150t履带吊安装，300t履带吊在场外吊装，150t履带吊在场内吊装，支承台架吊装见平面示意图。

支承台架在看台混凝土强度达到后安装，需要混凝土看台预留孔洞的位置提前提交给施工单位，并现场检查确认。

支承台架的放线定位在混凝土看台清扫干净后进行，放线定位内容详见《第十三章  放线、定位测量措施》。

（3）安装质量

支承台架的安装质量按照《钢结构施工质量验收规范》（50205-2001）检查验收。

检查的内容：

※地脚锚固牢靠；

※平面位移        ≤3mm；

※标高            ≤20mm；

※垂直度          ≤H/1000mm，整体不大于10mm；

※标高、位移标志线≤2mm；

※稳定体系安装可靠。

6.2“V”形支撑安装

6.2.1地面组装

每个“V”形支撑由四根支撑柱和铸钢半球相贯形成，两根支撑柱支承一榀屋面梁，为了保证V形支撑的安装质量，决定前支撑柱与铸钢半球支座一起安装，后支撑柱散装。

“V”形支撑的支承管为空间角度，与铸钢半球支座相贯连接，受运输，必须在现场进行地面组装，吊装前检查支承管的角度和下料尺寸。

6.2.2“V”形支撑安装流程

6.2.3“V”形支撑安装方法

“V”形支撑用一台300t履带吊在场外吊装，安装立面流程示意图如下。

由于“V”形支撑为不规则构件，整体吊装时必须采取加强措施。

“V”形支撑安装前检查混凝土高强找平层的施工精度，检查标准见下表：

6.3屋面系统安装

屋面系统采用分区安装，分区推进的方法安装，安装顺序为：一区(D+A区)→二区（B+C区），各区施工形成大流水作业。

6.3.1安装流程

6.3.2安装方法

屋面系统的安装顺序为：一区（D+A区）→二区（B+C区），每区屋面钢箱梁的安装顺序为：由高向低安装，屋面箱梁吊装见吊装平面示意图。

屋面箱梁根据设计长度分为整体吊装和分段吊装两种：跨度较小的18～27#梁采用300t或150t履带吊单机整体吊装；13～1#梁根据设计分段吊装，吊装立面见吊装立面示意图。

由于屋面箱梁的腹板较薄，必须在上翼缘上焊接临时吊装设施，见下图。

屋面箱梁的基准为“V”形支撑和支承台架的安装质量。

一根“V”形支撑上的屋面箱梁安装后及时向两边拉设缆风绳进行临时固定。

6.3.3屋面箱梁安装的质量控制点

◎“V”支撑柱的顶部标高和位移复查；

◎支承台架的顶部中心标志和标高复查；

◎屋面箱梁的高空焊接。

6.3.4屋面环梁、系杆、檩条安装

屋面环梁、系杆、檩条屋面箱梁吊装的主吊机吊装两榀屋面箱梁安装后及时找正，安装之间的环梁、系杆；在相邻两根“V”形支撑支承的四榀屋面箱梁之间的环梁安装后才能形成空间稳定体系。

当屋面形成空间稳定体系后，屋面环梁、系杆、檩条紧随屋面箱梁后安装，安装采用综合安装法，即：同一根“V”形支撑支承的两榀屋面梁安装后及时找正，安装屋面环梁、系杆、檩条等构件。

6.3.5悬索状钢管安装

悬索状钢管随屋面环梁、系杆等安装的同时一起安装，并且按照预应力索的安装要求配合，钢管内索的安装见《第十章  钢结构预应力施工方法及技术措施》。 

6.4主拱安装

主拱采用地面整体组装，分段安装，先安装D、A区，再安装B、C区。根据吊机性能，一榀主拱分十一段安装，安装顺序为：从两端向中间，在中间第六段合拢。

6.4.1 安装流程

6.4.2主拱安装

（1）安装方法

主拱采用地面整体组装，分段安装，先安装D、A区，再安装B、C区，主吊机选用一台CC2800型600t履带吊。

吊机根据吊机性能，一榀主拱分十一段安装，安装顺序为：从两端向中间，在中间第六段合拢。由于主拱大量采用铸钢节点，为了便于合拢段顺利安装，合拢段又分为整装段和散装段，主拱分段见分段示意图，主拱吊装见立面示意图。

（2）技术措施

※为了保证主拱能够顺利安装，有效控制焊接应力和焊接变形的累积影响，主拱在地面整体拼装，分大段吊装。主拱地面整体组装详见《第七章  现场拼装施工方法及技术措施》。

※支承台架的安装精度控制。主拱的安装精度以支承台架为基准，支承台架的安装精度和标志点的标设必须严格控制。

※设置就位专用设施。就位管托是主拱安装精度保证的一项措施，安装时以主拱支承台架顶部的标高和中心标志为基准，主拱落位后的标高可以通过调节管托垫板调节，就位用管托见下图。

※管口对接采用工装件便于高空落位和调整。

6.4.3主拱的合拢

主拱合拢段的安装采取整散结合的方法安装。

由于主拱大量采用铸钢节点，为了便于合拢段顺利安装，合拢段又分为整装段和散装段，整装段用600t履带吊整体吊装，散装段采用高空散装法安装，合拢段安装见下图所示。

6.4.4主拱与屋面连接杆件安装

主拱与屋面连接杆件在主拱合拢并焊接完成后安装，用300t和150t履带吊吊装，卷扬机和手拉葫芦配合。

安装前检查主拱和屋面箱梁上连接点处的位置（三维坐标）、杆件下料尺寸。因为屋面梁安装和主拱合拢均考虑温度变化和焊接变形的影响，主拱与屋面梁连接杆件可以正常安装。

6.5温度变形和焊接收缩对钢结构施工的影响

6.5.1温度变形和焊接收缩对屋面安装的影响

考虑温度变形和焊接收缩影响，屋面环梁、系杆施工时预留六个口先不安装，在卸载前安装，见下页所示。4根内圈环梁HL1-13在所有屋面所有静荷载施加完毕后，根据现场实际长度加工、安装。

6.5.2焊接收缩对主拱变形的影响

主拱分段对口时，对口间隙预留焊缝收缩对安装长度的影响，根据以往经验为3mm左右，具体尺寸待焊接模拟试验结果再定。

根据焊接收缩数据，主拱在地面整体组装时采取无余量组装，安装时也预留焊接收缩量就位。

6.5.3温差对主拱合拢的影响

主拱地面整体组装时的温度和合拢时的温度可能存在温差，如果温差过大，主拱长度方向将产生变形，从而导致合拢散装段无法正常安装。根据以往经验公式：△l=α*L*△T得出±10℃时，一半主拱的长度变形值约为24mm，在施工允许偏差范围内。

根据主拱施工期间对应的南京市多年气温统计变化曲线，取温度变化的中间值，设定主拱地面组装合拢后的检查温度为10℃，安装合拢段的温度设定在10±10℃范围内主拱可以正常合拢。

南京市日平均气温变化曲线见下图。

6.6屋面箱梁和主拱的反变形控制

6.6.1屋面箱梁的反变形控制

在加工、地面组装时根据每榀屋面箱梁的变形值采取预起拱；现场分段安装时根据悬挑端的变形值进行反变形安装，支承台架的标高根据支承点处的预起拱值设定。

6.6.2主拱的反变形控制

因为主拱为倾斜45°的斜拱，在平面内和平面外都有变形，所以，在下料、拼装、地面整体组装时根据X、Y、Z三个方向的变形量预起拱；现场分段安装时根据分段点的变形值进行反变形安装，支承台架的标高根据支承点处的预起拱值设定。

7.支承台架卸载方案

7.1几种卸载方案比较

屋盖钢结构在支承台架上安装完成后，必须对支承台架体系进行卸载，完成结构体系形成。

由于结构传力途径不明确，受力复杂，支承台架卸载过程既不能改变设计模型，又不能对构件的力学性能改变较大，为了能保证结构体系可靠、稳步形成，我们对各种卸载方案进行了技术比较和论证。

7.1.1各种方案论述

(1) 方案一：屋面支承台架先卸，主拱后卸

屋盖钢结构在支承台架上安装完成后，先卸屋面支承台架，再对主拱支承台架卸载。

本方案构思详见下页附图（略）。

(2) 方案二：主拱先卸载，屋面分区卸载

屋盖钢结构在支承台架上安装完成后，先对主拱支承台架进行整体同步卸载，让主拱先完成部分变形；再对屋面支承台架分三个区卸载。

本方案构思详见后页附图（略）。

(3) 方案三：主拱先卸载，屋面分级卸载

屋盖钢结构在支承台架上安装完成后，先对主拱支承台架进行整体同步卸载，让主拱先完成部分变形；再根据结构最终变形量进行同步分级卸载，让屋面载荷逐步作用到主拱上，主拱和屋面变形稳步完成。

本方案构思详见后页附图。（略）

7.1.2方案的技术比较和分析

7.2卸载方案确定

7.2.1卸载流程

经过计算、分析和比较，卸载方案选用“主拱同步卸载，屋面同步分级分批卸载”。

卸载的施工流程为：

（1）南北区悬索状钢管内预应力索先张拉；

（2）主拱的支承台架同步卸载； 

（3）屋面同步分级卸载。

支承台架分步卸载平、立面示意图见下页。

7.2.2主拱卸载设施的架设

主拱卸载采用液压千斤顶同步卸载方案，即：两榀主拱的20组支承台架同步卸载，经过计算和分析，只对下弦和后弦管卸载。

卸载设置专用卸载设施——卸载用管托和螺旋千斤顶，每个点布置2台千斤顶，下弦管用2台50t螺旋千斤顶，后弦管用2台100t千斤顶，千斤顶的布置见下图。

卸载设施与支承台架或主拱连接可靠，防止倾倒和高空落物。

7.2.3主拱卸载过程

    主拱卸载过程见下图（略）。

7.2.4屋面分区卸载设施的架设

7.2.5屋面同步分级卸载过程

屋面支承台架卸载采取同步分级分批进行，支承台架卸载分三批操作：

第一批：3、4、7、10、13、17、19、21、23、25、27、28、40；

第二批：1、2、5、6、8、9、11、12、14、15、16、18、20、22、24、26、29；

第三批：30～39。

根据屋面支承台架各支承点的屋面变形量分级卸载，卸载步骤：

（1）第二批支承台架的千斤顶卸载总行程的10%；

（2）第一批支承台架的千斤顶卸载总行程的10%；

（3）第二批支承台架的千斤顶卸载总行程的20%；

（4）第一批支承台架的千斤顶卸载总行程的20%；

（5）第二批支承台架的千斤顶卸载总行程的30%；

（6）第一批支承台架的千斤顶卸载总行程的30%；

（7）第二批支承台架的千斤顶卸载总行程的40%；

（8）第一批支承台架的千斤顶卸载总行程的40%；

（9）第二批支承台架的千斤顶卸载总行程的50%；

（10）第一批支承台架的千斤顶卸载总行程的50%；

（11）第二批支承台架的千斤顶卸载总行程的60%；

（12）第三批支承台架的千斤顶卸载总行程的20%；

（13）第一批支承台架的千斤顶卸载总行程的60%；

（14）第二批支承台架的千斤顶卸载总行程的70%；

（15）第一批支承台架的千斤顶卸载总行程的70%；

（16）第三批支承台架的千斤顶卸载总行程的40%；

（17）第二批支承台架的千斤顶卸载总行程的80%；

（18）第一批支承台架的千斤顶卸载总行程的80%；

（19）第三批支承台架的千斤顶卸载总行程的60%；

（20）第二批支承台架的千斤顶卸载总行程的90%；

（21）第一批支承台架的千斤顶卸载总行程的90%；

（22）第三批支承台架的千斤顶卸载总行程的80%；

（23）第二批支承台架的千斤顶卸载总行程的100%；

（24）第一批支承台架的千斤顶卸载总行程的100%；

（25）第三批支承台架的千斤顶卸载总行程的100%；此时所有支承台架卸载完毕。

7.3屋面卸载与土建预应力施工的配合

屋盖钢结构安装时由屋面和主拱两套支承台架体系承担，支承台架卸载后屋面载荷逐步加载到主拱上。在支承台架卸载的各个阶段主拱对拱脚推力不同，需要拱脚混凝土地梁内的预应力配合施工、张拉。

混凝土地梁内预应力的主要作用有以下两个方面：

1衡钢屋盖在部分活荷载下产生的拱脚推力；

②钢结构安装过程是主拱受力不断转化的过程，拱脚向外的推力逐渐增大，需要在施工过程中对地梁施加预应力，防止拱脚处产生过大的水平位移。

根据以上分析，合理的地拉梁预应力施工顺序应当为：

①在屋面钢结构胎架卸载以前张拉地梁的预应力钢绞线，控制张拉力为20～30％极限张拉力，用以平衡结构正常使用状态下部分活荷载产生的拱脚水平推力；

②卸载过程中，对主拱拱脚处水平位移进行实时监控。当水平位移大于极限值时，对地拉梁施加预应力，使拱脚水平位移减小。卸载过程分步分级进行，结合张拉地梁内预应力钢绞线，使施工过程中拱脚水平位移控制在一定限值以内。

故在主拱成形后，卸载阶段应当根据屋面支承体系受力分析，确定不同施工阶段钢拱拱脚处水平推力变化情况，从而制定出合理的地梁预应力钢绞线张拉方案，用地梁中建立的预应力平衡部分拱脚出承台的水平推力。地梁张拉应当与钢结构施工相结合，每次张拉前，结构分析确定张拉力；张拉时按计算力张拉，伸长值校核，并进行承台、钢拱等位移、应力监测，保证满足结构要求。

7.4支承台架拆除方案

支承台架在屋盖卸载完成后拆除，用300t和150t履带吊分段拆除，卷扬和手拉葫芦配合。

拆除时注意的安全事项：

※在确认拆除段与下段或锚固件（预埋件）彻底脱离后，才能起吊和移动；

※拆除过程中，拆除段拉设溜绳，防止与已安构件、或混凝土结构碰撞；

※未拆除段及时拉设风缆绳，防止倾翻。

7.5屋面钢箱梁下圆环形下腹架安装

屋面钢箱梁下圆环形下腹架在支承台架拆除后安装，使用吊机为300t和150t履带吊，安装时用卷扬和手拉葫芦配合，高空焊接时搭设简易操作平台。

8.屋面箱形钢梁及主拱安装后的定期变形测量

屋面箱形钢梁及主拱，从安装焊接完到结构体系形成后，要定期测量变形，并将过程测量数据及时反馈到卸载控制人员、设计等有关部门。

8.1变形测量控制点的布设

8.1.1屋面钢箱梁变形测量控制点的布设（仅为一个区）

（1）与主拱有连接杆件的屋面箱梁（SKL-1～17）

测量控制点布置在主拱与屋面钢箱梁连接杆件部位，测量表格见下表。

箱 梁

测量控制点布置在支承台架支承部位，测量表格见下表。

箱 梁

（1）主拱测量控制点布设在主拱支承台架的支承处，每组支承台架设置三个点，见下图。

    （2）测量表格

支承台架

变形测量控制点仪器可以通视的点吊装前贴上测量标志反光片，如屋面箱梁的悬挑端部，避免高空操作的危险；仪器不能通视的点采用吊线锤和仪器测量相结合的方法测量。

8.3测量记录的整理和分析

测量的数据及时记录、整理，提出书面报告，交主管工程师、项目总工和顾问组专家进行分析。

8.4监控结果的信息传递

测量数据的信息和分析结果反馈给设计监理和主管设计师，做到及时、准确。

8.5测量结果的意见返回

设计监理、主管设计师及项目总工对监控结果给出书面意见，并及时传达到底层管理人员。

9. 施工验算

9.1屋面梁支承台架

根据屋面梁支承台架的平面布置情况和受力情况，屋面梁支承台架拟采用截面形式为Φ609×12的焊接钢管。

9.1.1截面特性

A=πdt=π×597×12=22506mm2

ix=iy=0.35d=0.35×597=208.95mm=20.9cm

λ=l/i，截面为b类。

9.1.2承载力计算

l=15m时,  λ=l/i=1500/20.9=71.8,   查表得φ=0.74

N=φAf=0.74×22506×215=3580745N=3580.7KN

l=20m时,  λ=l/i=2000/20.9=95.7,   查表得φ=0.583

N=φAf=0.583×22506×215=2821015N=2821KN

l=25m时,  λ=l/i=2500/20.9=119.6,   查表得φ=0.439

N=φAf=0.439×22506×215=2124229N=2124.2KN

l=30m时,  λ=l/i=3000/20.9=143.5,   查表得φ=0.331

N=φAf=0.331×22506×215=1601639N=1601.6KN

l=35m时,  λ=l/i=3500/20.9=167.5，  查表得φ=0.255

N=φAf=0.255×22506×215=12331N=1233.9KN

9.2主拱支承台架

根据主拱的分段情况和主拱支承台架的平面布置情况，主拱支承台架拟选用由角钢组成的格构式支架，如图所示：

9.2.1组合截面规格为1000×1000

组合截面规格为1000×1000，单肢采用L90×8的角钢、缀条采用L63×8的角钢，缀条间距为1m。

①截面特性

角钢L63×8的截面特性：A=9.51cm2、Ix=34.5cm4、ix=1.90cm、ix0=2.4cm、iy0=1.23cm、z=1.85cm

角钢L90×8的截面特性：A=13.9cm2 

Ix =109cm4 、ix=2.76cm、

ix0=3.48cm、iy0=1.78cm、z=2.52cm  

组合截面特性：A=4×13.9=55.6cm2

Iy=Ix=4[106+13.9×(50-2.52)2]

=125766cm2   

iy=ix=√(I/A)=47.6cm  

长细比λ=l/i，截面为b类。

换算长细比λ0x=√[λx2+40（A/A1x）]   

λ0y=√[λy2+40（A/A1y）]

A/A1x=(4×13.9)/(2×9.51)=2.9    

A/A1y=(4×13.9)/(2×9.51)=2.9

λ1=l/i=100/1.78=56.2＞0.7λmax，需验算单肢的稳定性。

②承载力计算

l=15m时,  λx=λy=l/i=1500/47.6=31.5

换算长细比λ0x=λ0y=33.3,   查表得φ=0.924

N=φAf=1104549N=1104.5KN

l=20m时,  λx=λy=l/i=2000/47.6=42

换算长细比λ0x=λ0y=43.4,   查表得φ=0.885

N=φAf=1057929N=1057.9KN

l=25m时,  λx=λy=l/i=2500/47.6=52.5

换算长细比λ0x=λ0y=53.6,   查表得φ=0.84

N=φAf=1004136N=1004.1KN

l=30m时,  λx=λy=l/i=3000/47.6=63

换算长细比λ0x=λ0y=63.9,   查表得φ=0.786

N=φAf=939584N=939.6KN

l=35m时,  λx=λy =l/i=3500/47.6=73.5

换算长细比 λ0x=λ0y=74.3,   查表得φ=0.724

N=φAf=865469N=865.5KN

3单肢承载力

λ1=l1/i1=1000/17.8=56.2， 查表得φ1=0.827

N1=φ1A1F=247149N=247.1KN

9.2.2组合截面规格为1500×1500

组合截面规格为1500×1500，单肢采用L90×8的角钢、缀条采用L63×8的角钢，缀条间距为1m。

①截面特性

组合截面特性：A=4×13.9=55.6 cm2     

Iy =Ix=4[106+13.9×(75-2.52)2]=292510 cm4   

i y=ix=√(Ix/A)=72.5 cm  

λ=l/I，截面为b类。

②承载力计算

l=15m时,  λx=λy=l/i=1500/72.5=20.7

换算长细比λ0x=λ0y=23.3,   查表得φ=0.959

N=φAf=11463N=1146.4KN

l=20m时,  λx=λy=l/i=2000/72.5=27.6

换算长细比λ0x=λ0y=29.6,   查表得φ=0.937

N=φAf=1120090N=1120.1KN

l=25m时,  λx=λy=l/i=2500/72.5=34.5

换算长细比λ0x=λ0y=36.1,   查表得φ=0.914

N=φAf=1092596N=1092.6KN

l=30m时,  λx=λy=l/i=3000/72.5=41.4

换算长细比λ0x=λ0y=42.8,   查表得φ=0.888

N=φAf=1061515N=1061.5KN

l=35m时,  λx=λy=l/i=3500/72.5=48.3

换算长细比λ0x=λ0y=49.5,   查表得φ=0.858

N=φAf=1025653N=1025.7KN

9.2.3组合截面规格为1000×1000

组合截面规格为1000×1000，单肢采用L90×10的角钢、缀条采用L63×8的角钢，缀条间距为1m。

①截面特性

角钢截面特性：Ix=129 cm4、A=17.2cm2、ix =2.74cm、ix0=3.45cm、iy0=1.76cm、z0=2.59cm     

组合截面特性：I x=Iy=2[129×2+17.2×2×（50-2.59）2]

=155158 cm4  

A=4×17.2=68.8cm2、ix=iy=√(Ix/A)=47.4cm  

A/A1x=A/A1y=(4×17.2)/(2×9.51)=3.62

②承载力计算

l=15m时,  λx=λy=l/i=1500/47.4=31.6

换算长细比λ0x=λ0y=33.8,   查表得φ=0.923

N=φAf=1365.3kN

l=20m时,  λx=λy=l/i=2000/47.4=42.2

换算长细比λ0x=λ0y=43.8,   查表得φ=0.883

N=φAf=1306.1KN

l=25m时,  λx=λy=l/i=2500/47.4=52.7

换算长细比λ0x=λ0y=54.1,   查表得φ=0.838

N=φAf=1240KN

l=30m时,  λx=λy=l/i=3000/47.4=63.3

换算长细比λ0x=λ0y=.4,   查表得φ=0.784

N=φAf=1160KN

l=35m时,  λx=λy =l/i=3500/47.4=73.8

换算长细比λ0x=λ0y=74.8,   查表得φ=0.721

N=φAf=1066.5KN

③单肢承载力

λ1=l1/i1=100/1.76=56.8＞0.7λmax，查表得φ1=0.824

N1=φ1A1f=304.7KN

9.2.4组合截面规格为1500×1500

组合截面规格为1500×1500，单肢采用L90×10的角钢、缀条采用L63×8的角钢，缀条间距为1m。

①截面特性

组合截面特性：Ix= Iy=4[129+17.2×(75-2.59)2]=361249 cm4  

ix=iy=√(Ix/A)=72.5cm  

②承载力计算

l=15m时,  λx=λy=l/i=1500/72.5=20.7

换算长细比λ0x=λ0y=23.9,   查表得φ=0.957

N=φAf=1415.6kN

l=20m时,  λx=λy=l/i=2000/72.5=27.6

换算长细比λ0x=λ0y=30.1,   查表得φ=0.936

N=φAf=1384.5KN

l=25m时,  λx=λy=l/i=2500/72.5=34.5

换算长细比λ0x=λ0y=36.5,   查表得φ=0.912

N=φAf=1349KN

l=30m时,  λx=λy =l/i=3000/72.5=41.4

换算长细比λ0x=λ0y=43.1,   查表得φ=0.887

N=φAf=1312.1KN

l=35m时,  λx=λy =l/i=3500/72.5=48.3

换算长细比λ0x=λ0y=49.8,   查表得φ=0.855

N=φAf=12.7KN

9.2.5剪力计算

V=(Af/85)×√(fy/235)=(55.6×215×102)/85=14063N=14.1KN

作用于一侧缀条的剪力Vb=V/2=7KN

9.2.6缀材计算

Nt=Vb/ncosα=(7000×103)/cos45O=99N

N=rAf=0.86×9.51×102×215=175839N＞Nt，符合要求。

λ=1800/12.3=146＜200，符合要求。

9.2.7计算结果

临时支承胎架承载力

根据主拱临时支承横梁的布置和受力情况，今选择两根受力最不利的支承横梁进行计算，主拱临时支承横梁拟采用焊接H型钢。

9.3.1 ①号梁（截面为H900×450×16×30）

1截面特性

A=450×30×2＋840×16=40440mm2

Ix=450×30×2×4352＋450×303÷12＋16×8403÷12

=5901.4×106mm4

Wx=Ix/(h/2)=13.1×106mm3

b/t=217÷30=7.2＜13√（235/fy）

=13

取γ=1.05

2承载力计算

σ=Mx/γWx=(10P×2700÷11610)/(1.05×5901.4×106)

=3.344×10-5P＜215

P＜.29×105N=29KN

τ=VS/Itw=（10P÷11610）/（840×16）=5.710×10-5P＜125

P＜21.×105N=21KN

3刚度验算

ν=Mxl2/10EI

=（10P×2700×11610）/（10×2.06×105×5901.4×106）=2.297×10-5P＜l/750=11610/750=15.5

P＜6.74×105N=674KN

9.3.2 ②号梁（截面为H800×400×16×30）

①截面特性

A=400×30×2＋740×16=35840mm2

Ix=400×30×2×3852＋400×303÷12＋16×7403÷12

=4098.6×106mm4

Wx=Ix/(h/2)=10.2×106mm3

b/t=192÷30=6.4＜13√（235/fy）

=13  

取γ=1.05

②承载力计算

σ=Mx/γWx=（20P×5110÷8000）/（1.05×4098.6×106）

=4.2×10-5P＜215

P＜50.13×105N=5013KN

τ=VS/Itw=（5110P÷8000）/（16×740）=5.395×10-5P＜125

P＜23.17×105N=2317KN

③刚度验算

ν=Mxl2/10EI

=（20P×5110×8000）/（10×2.06×105×4098.6×106）

=1.399×10-5P＜l/750=10.67

P＜7.63×105N=76.3KN