国家体育场（鸟巢）工程主钢结构吊装技

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国家体育场（鸟巢）工程主钢结构吊装技

国家体育场（鸟巢）是北京2008年奥运会的标志性建筑之一，其独特的设计和复杂的施工技术堪称世界建筑史上的奇迹。作为一项极具挑战性的工程，鸟巢主钢结构吊装技术在施工过程中发挥了至关重要的作用。

鸟巢主钢结构由巨大的钢构件组成，总用钢量约为4.2万吨，单个构件重量最大可达数百吨。为了确保吊装过程的安全性和精确性，施工单位采用了先进的计算机模拟技术和三维测量技术，对每个构件的位置、受力情况以及安装顺序进行了详细的规划。同时，针对不同位置的构件，采用了地面拼装与分段吊装相结合的方式，既减少了高空作业的风险，又提高了施工效率。

吊装过程中，施工单位使用了多台大型履带式起重机和塔式起重机，其中部分起重设备的最大起重量超过1000吨。这些设备通过精确的协同操作，将钢构件逐步吊装到位，并通过临时支撑体系进行固定，直到整个结构形成稳定的受力体系。

此外，为了应对复杂的空间结构和严格的精度要求，施工团队还创新性地采用了预应力张拉技术，以调整钢结构的变形并保证最终形态符合设计要求。经过两年多的努力，鸟巢主钢结构成功合龙，展现了中国建筑行业的技术水平和创新能力。

总的来说南京市浦口区江浦街道巩固村拆迁安置房施工组织设计，鸟巢主钢结构吊装技术的成功实施，不仅为北京奥运会提供了世界级的场馆，也为全球大型复杂钢结构工程的建设积累了宝贵经验。

个管式吊耳，主吊索采用两根0110绳圈和200t卸扣 态，副吊点为柱分段下端，采用一根074绳圈兜住内 柱下端。 (2）翻身时，主吊机逐步起杆，副吊机随着主吊 机起杆动作逐步前行，保证两吊机起杆和前行的速度 一致，最终实现构件逐步直立。 (3）随着构件逐步扳起，主吊机受力逐步增大、 副吊机受力逐步减小；当主吊机的吊绳通过构件重心 位置时进入构件翻身向直立工序转换的临界状态，此 时主吊机臂杆停止起升，副吊机退出工作，而设于两外 柱上端副吊索开始受力。 (4）随着副吊受力的继续增大并配合吊机动作， 下柱逐步实现空中直立；此时配合副吊索绳长的进一 步调整完成桁架柱下柱的空中姿态调整；调整过程中 辅助以两台经纬仪在相互垂直的两个方向进行跟踪检 查，当桁架柱内柱的垂直度符合要求后则下柱空中姿 态调整结束进行吊装就位工序。 桁架柱上柱翻身、直立时，其吊索具配置、操作与 下柱基本相同。

当桁架柱下、上柱在空中姿态调整至同就位状态 致后，进行桁架柱的吊装就位作业，其操作要点同单 机吊装构件就位要求

桁架柱的安装质量将直接影响主桁架的最终安装 质量及顶面次结构的安装。因此，必须对影响桁架柱安 装质量的因素进行测量控制，同时要对桁架柱的安装 质量进行控制，具体质量控制点如下： （1）柱脚各管口的中心和标高； (2）桁架柱内柱垂直度和桁架结构的相对间距； （3）桁架柱侧弯、扭曲及牛腿的翘曲； (4）上下段桁架柱的对口偏差、坡口角度和间隙。

4.7桁架柱安装稳定措施

桁架柱安装时，均采用独立悬臂安装的顺序，且由 于桁架柱从下至上成发散的趋势，即头重脚轻，因此桁

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架柱吊装就位后的稳定性至关重要，由于采用了本 2.4对策所述的安装稳固措施，从而保证了桁架柱的整 体稳定及安装精度（图11)

图11桁架柱稳固措施

国家体育场主钢结构共有48福主桁架，吊装时， 遵循分区对称、尽早形成独立稳定区域的原则，按照3 个阶段8个区域的吊装顺序进行施工。具体施工时，南 北两区同步使用1台800t和1台600t吊车进行外圈 和内圈主桁架的吊装。为充分利用现场场地条件，内圈 主桁架提前吊装，与桁架柱吊装的第二个阶段同步进 行，并尽早形成南北方向的稳定区域。同时确保内环 600t履带吊尽早退场，并最终由外环800t履带吊进 行屋面主桁架的分区合拢工作。

为保证吊装进度和工程质量，桁架柱分段时遵循 以下原则： （1）分段长度和重量应满足吊机性能要求； (2）充分考虑吊装分段的吊装顺序和相互搭 接关系； (3）尽量避免前后吊装分段的接口数量过多，避 免支撑胎架的过大偏心受力，避开顶面次结构，牛腿悬 挑长度不宜过长，保证各吊装分段的稳定性； (4）为方便桁架安装，分段口应垂直于地面，且 上下弦分段点在同一平面内。 按照上述原则，主桁架共分为182段，其中平面桁 架共166段.立体桁架共16段。

5.2主桁架吊装工艺流程

主桁架脱胎一主桁架翻身摆放→分段吊装→就 位一临时固定→校正调整及稳定设施设置一焊接→吊 机松钩一相邻段吊装。

责北区外圈主桁架的吊装，两台CC2800型600t履带 吊分别负责南背北区的内圈主桁架的吊装。具体吊机 性能参数从略。

5.4吊点、吊耳及吊索具设置

根据空间立体桁架的分段情况，立体桁架的吊装 采用三点吊装，一点用定长绳圈，其他两点采用滑轮 组。三个吊点均设置在析架腹杆K形交叉节点劲板对 应的上表面，同时，三吊点的平面投影连线形成的三角 形将重心包含在内。主吊点设置在受力最大的吊点上， 辅吊点于其他两个受力相对较小的吊点。立体主桁架 吊装因不存在翻身采用板式吊耳，如图5，吊索具设置 如图12

图12立体桁架吊索具配置

平面桁架的吊点设置除考虑就位时对吊点、绳索 具的要求外，还需兼顾脱胎、翻身时的工艺要求。因此， 主桁架主副吊点设置时根据其就位时的姿态，并保证 就位时主副吊绳与大地垂线的夹角大致相等，且吊点 尽量设置在主桁架节点区域或非节点区域但有劲板的 地方。平面主桁架吊装采用板式吊耳，如图5，其吊索 具布置图如图13。

图13平面桁架吊索具配置

5.5立体桁架吊装工艺

主体桁架共16个吊装单元。形成钢结构屋盖的内 环，吊装时采用CC2800型600t大型履带吊在内圈场 地进行吊装。立体桁架吊装时不存在翻身、回直工序， 构件脱胎后经构件调平工序即可通过吊机转臂、负载 行走等动作即吊装就位。但是，由于立体主析架吨位 大，分担到滑轮组上的受力也大，故采用多门滑轮组， 调平过程跑绳行程长。传统调节工具采用葫芦调整，速 度慢，更换行程次数多。本工程采用小型汽车吊来抽滑 轮组跑绳，由于汽车吊高，整体调整过程更换行程的次 数少，抽绳快，效率高。

平面桁架吊装时，采用两种吊装工艺：南区外圈主 衍架均在龙门吊拼装场地拼装，吊装时采用两台龙门 吊配合主吊机实现翻身动作，然后由主吊机单机吊装 就位（简称三机吊装）；内圈及北区外圈主桁架吊装采 用单机翻身、就位作业（简称单机吊装）。

5.5.2.1三机吊装

（1）脱胎时800t履带吊提升主桁架的上弦，两 台龙门吊提下弦。三机抬吊三吊点，平面投影范围包含 重心，保证三点同时受力；同时，过重心垂直构件上下 弦的辅助线到两龙门吊点的距离相等，确保两龙门吊 均载，且便于在翻身过程中监测、控制。 (2）脱胎后翻身，翻身时为监控桁架下弦两头均 衡提升，在下弦吊挂两盘卷尺监测下弦离地距离。当两 头离地距离不等时，调整两龙门吊吊钩使构件两端平 衡。由于龙门吊钩下没有测量构件重量的仪器，这里通 过控制两吊点至重心线的垂直距离及翻身过程中两点 平衡，确保了两龙门吊均匀受力（图14）。

(3）构件调平的要点是主桁架各安装对口点的 相对高差应符合设计的最终相对高差。通过调整动滑

轮组的长度，将构件各安装段口的相对高差调整到设 计要求。构件地面调平的目的是将大量的高空调整、校 正工作在地面来完成。 （4）构件翻身调平后，吊车开行至就位点就位， 为合理使用大型吊机，采用卡马板就位的方式就位。根 据吊装构件的长度、重量、重心位置，计算上下弦断口 卡马板临时固定受力需要的卡马板规格、长度、焊缝长 度。先焊接上下弦上表面卡马板，构架到达安装就位位 置，校正合格后将其他三面卡马板焊接完毕，吊机即可 松钩。 (5）多机抬吊作业要将原机额定起重能力降效 20%

5.5.2.2单机吊装

单机吊装时，其调平与就位工序操作要点同三机 吊装。其不同点主要是单机吊装脱胎及翻身动作合 为一，其操作要点如下： （1）脱胎前，将主桁架下弦下面的拼装胎加固或 替换为专用翻身马凳（图15），以能承受构件翻身时对 其产生的荷载为准：

(2）脱胎和翻身时，吊机逐步起杆使主桁架上弦 逐步抬吊起，以下弦的专用翻身马凳为支点、以下弦为 轴逐步实现构件翻身；当翻身到一定程度后，停止翻身 动作，用电动葫芦拉紧辅助吊绳，整个桁架吊装单元三 点受力；重复上述动作，最终完成构件的脱胎和翻身动 作（图15）。

由于主桁架跨度大，受温度变化的影响较大，所！ 须对桁架分段的安装质量进行严格的控制，以确 沟的最终外形尺寸符合设计要求，具体质量控制， 下： （1） 桁架柱与主桁架连接处管口中心与标高； (2) 2 各分段桁架的管口中心与标高； (3) 主桁架垂直度和侧向弯曲； （4）相邻段主桁架的对口偏差和间隙

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1202.基础2001202片石砼5.7主桁架安装稳固措施

主桁架安装高度高，风载较大，在未形成分块稳定 单元之前，主桁架分段安装单元的侧向稳定性较差，为 保证主桁架的安装精确和施工过程的安全性，采取了 本文2.4对策所述的安装稳固措施（图16）。

图16主桁架安装稳固措旗

图16主桁架安装稳固措意

(a）首个主桁架单元：（b）其余主桁架单元

a首个主桁架单元：（b）其余主桁架单元

在吊装方案讨论过程中得到周文瑛、刘树屯、关忆 卢和刘子祥等国内知名钢结构专家的大力支持和帮 助，在本文编写过程中得到国内知名钢结构专家路克 宽的悉心指导和帮助sjg 16-2017标准下载，在此表示诚挚的感谢。