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XX大剧院壳体钢结构安装工程施工组织设计

第三章主要机械选用及性能一览表 6

第四章施工总平面布置 8

第五章施工工艺及施工方法 25

第六章主要施工技术措施 86

NY／T 3022-2016 离网型风力发电机组运行质量及安全检测规程第七章质量保证措施 94

第九章安全保证措施 98

第十章工程设备、要料汇总 109

第十一章施工管理人员配备计划 116

第十二章劳动力配备计划 118

第十三章施工进度计划 120

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。

202区大剧院主体建筑由歌剧院、戏剧院、音乐厅组成（见图2）。

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。

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102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。

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；

1.1.2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，对构件的制作放样及安装顺序要求颇高。

建设单位：国家大剧院建设单位委员会

监理单位：北京双圆工程咨询监理有限公司

钢结构主承包：联合体钢结构分部

由顶环梁、梁架和连杆等组成的钢壳体的制作、安装。

北京市优质工程“长城杯”、国家优质工程“鲁班奖”。

2.4《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。

主要机械选用及性能一览表

CC2800600t履带

主臂：60m副臂：84m

第一作业区吊装第二、三、四作业区上段梁架吊装

主臂：60m副臂：84m

M440D塔吊安装、拆除

拆装QM18、SK560柱靴安装第二、三、四作业区下、中段梁架吊装

第五作业区吊装柱靴安装

拆装600t主机下段梁架抬吊拼装梁架

注：以上的起重量均未扣吊钩自重。

施工总体布置以壳体为中心，分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）

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：

大型机械和构件进出场信道位于±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：

图3各施工区域划分及标高位置图

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。

4.4大型机械和构件进出场信道

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

CC2800（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M440D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）

图5CC2800停机位置

各吊机吊装范围见图6。

施工时剖面图见图7、图8。

4.6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）。

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）。

塔式起重机的安装与拆除选用QM18与M440D塔吊，拆装时

4.6.2.3QM18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）。

4.7.1.1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

CC2800履带吊采用定点吊装，下设2.7m×8m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600t履带吊专用路基箱铺设，中间部分轨道采用钢筋混凝土基础，见图11。

图11600吨路基箱布置图

混凝土用量V=A×L=0.40m2×920m=368m3

构件拼装区中，胎架的具体布置详见图3施工平面布置图。胎架布置规则是在适应场地形状的要求下，保证相互之间的间距大于5m，

即满足50t级履带吊开行，梁架的胎架应布置在吊机工作半径内，以减少构件的二次搬运。场地地面荷载要求为12t/m2。拼装平台拟采用路基箱上设置胎架的方法，在拼装平台使用时，定期测量平台的沉降和变位情况，实时调整，保证拼装胎架的精确度。

4.8施工临时用电布置（详见施工用电组织设计）（另详）

如前吊装作业区共划分为五个作业区，除第一吊装区为顶环梁吊装，其他四个作业区的吊装均为梁架节间吊装。根据吊装作业区划分，

壳体吊装顺序按四个步骤进行：

第一步骤：顶环梁的吊装；

第二步骤：梁架节间吊装从壳体四个斜撑区同时开吊。四个区域第一榀吊装的梁架分别是位于E18轴、E56轴、W18轴和W56轴四榀梁架。然后，以此为中心对称进行相邻梁架的吊装。斜撑区十个梁架节间完成后，进行斜撑吊装。连杆安装随梁架同步进行，以形成稳定体系。至少在完成1/3连杆的固定工作后，才能开始相临梁架的吊装工作。

第三步骤：斜撑区域吊装完毕后，四个作业区继续同步作业，以斜撑区为中心，对称进行其他梁架节间吊装，最终四个作业区分别在W01轴~E01轴、E37轴~E38轴、W37轴~W38轴梁架节间收尾。

第四步骤：拆除SK560塔式起重机，同时补缺W70、W71、W73和W74轴的下段梁架，使壳体最终合龙。

第五步骤：所有构件全部吊装完毕，按经过计算的卸载顺序进行整体卸载。

第六步骤：待屋面恒载全部作用在壳体上后，对梁架柱靴下进行细石混凝土（C60）浇筑。

土方开挖及基坑支护施工方案图13施工整体顺序流程图

5.3.1吊装构件说明

5.3.1.1主要吊装构件分段

（1）顶环梁圈周环梁分段

除南北二侧，环梁平面呈折线型椭圆，总长度约160m，环梁截面为Φ1117.6×25.4mm钢管，总重量约为500t。根据设计对环梁分段的要求和环梁制作、运输、吊装要求，环梁和其内的箱形梁共分为14段，分段位置及尺寸要求见图14。

根据设计对梁架分段要求，结合具体施工时的需要，长轴、短轴均分为四段，分段位置：

柱靴：柱靴底向上1.2m处断开；

GBT50692-2011标准下载下段：柱靴分段线—R13；

中段：R14—R26；