世博会演艺中心工程施工技术

世博会演艺中心工程施工技术一、工程简介上海世博演艺中心，中国2010年上海世界博览会永久性场馆之一，位于“世博园”核心区域。造型呈飞碟状，在不同角度、不同时间会呈现不同形态。其设计理念为：文化与科技的融合，现代与未来的对话，中国与世界的交响。演艺中心用地面积67242.6m2，总建筑面积125945m2，其中地上为单层的18000座多功能剧场及环绕主场馆的周边六层建筑，建筑面积为73941m2，地下建筑为两层，建筑面积为52004m2，建筑檐口高度为26.5m。演艺中心是国内首个容量可变的室内大型演艺场馆。通过多功能机械布景的不同分隔，世博演艺中心可以从18000座的体育馆，转变为12000座和8000座的大型演出场所，直至成为舒适、精巧的4000座剧场。能满足大中型综艺演出、体育赛事、集会庆典等多功能的使用需求。世博演艺中心于2008年1月开工，并将于2009年12月竣工。工期非常紧凑，如何做好有效的施工协调也是一个难点。二、关键施工技术（一）基坑施工：大直径圆形支撑系统的施工；复杂条件下基础底板周边环板作为换撑的施工技术研究。（二）劲性结构施工：斜钢管混凝土施工工艺的研究及检测；劲性节点施工质量控制。（三）大跨度悬挑钢结构施工技术：飞碟形超大屋盖空间自平衡钢结构施工技术（四）直立锁边系统施工方法：负风拉力下非典型节点直立锁边系统受力测试三、基础施工本工程基坑面积约为25800m2，开挖深度深达11.4m，属超大深基坑工程。（一）周边环境：场地为原有厂区及部分码头拆迁后空地，且基坑北侧为拆除原有防汛墙回填黄浦江区域。场地内存在大量旧建筑物拆除后遗留下的混凝土基础、回填用抛石、建筑垃圾等。因为主体结构支撑的108根劲性柱由基础地板开始升起，同时由于主体地下室结构设计的进度问题，围护形式、支撑方案的选择将对后续施工工期带来很大影响。在工期紧张的情况下对围护方案作出优选才能做到最大程度缩短工期，减少时间成本。（二）围护形式：结合各种实际情况，本基坑工程选用钻孔灌注桩结合止水帷幕作为围护体。采用钻孔灌注桩作为围护体与主体结构的设计关联程度相对较小且钻孔灌注围护桩施工上比较灵活，一般情况下遇到障碍物可通过局部调整桩位即可避开施工，可在一定程度上减小桩基等地下障碍物等对本基坑工程的影响程度。（三）支撑形式：考虑到本工程工期要求高，为加快基坑土方工程出土速度，以及确保支撑系统完全避让主体地下结构劲性柱，以便为后续的主体结构工程创造有利的施工条件，从而缩短总工期，本工程采用圆环支撑系统的支撑方案：圆环支撑内环直径达128m，第一道支撑内环为1900×900，第支撑布置平面图二道支撑内环为2600×1300。并将主体结构的施工路线和换撑并列为两条施工路线，大大的缩短了施工周期。殊（四）换撑技刺术：凑本工程底板换烦撑是又一缩短迈工期的关键性侄的决定，结合载原结构设计承盆台反梁的布置逃特点，利用主概体结构和裙房佩结构交接位置照的后浇带，将锦主体结构的底番板施工的工期谋从环撑的换撑假周期中间剥离躲出来。利用裙谁房底板内靠近巾环向后浇带的盾反梁，形成底竹板换撑环梁。垮底板结构平面说布置图氧在主体结构以嗓外的底板结构伤完成后，即可催进行第一道支表撑的换撑，进斑而进行周边地洁下室结构的施银工。中间主体盏结构且包括底辽板施工完全避梢开了环撑的障那碍和换撑测的工期影响，豆成为一个独立愁施工体系。说底板换撑环梁采布置图浅（五）基坑施荣工流程咳。国1魂、叶围护体、晓工程桩、而钢立柱及立柱驳桩施工密。营2普、胞第一道砼围檩旬和砼内支撑形倒成螺。令3晋、屠基坑分块对称属开挖，确保圆皮环支撑均匀受辣力。市第一道支撑都达到设计强度凝的助8探0腹％开后，扩按照煤1瞧－走2辫－素3引－扭4乞－者5-6贺进行中心岛开纽挖纳，躬同时穿插纤施工第二道朗支撑想。秃土方开挖分块易图带4尘、倒第岂二重道支撑全部形仗成季并达到设计强准度斥的少8北0叹％淘后，只按照第一皮土满流程一样进行伞中心岛式开挖否，因此首先形续成裙房法基础底板及周走边换撑板带即，见访下图钢。帅5帽、碎待周边裙房底慕板砼达到断设计强度蜓的点8导0勒％后，拆除第半二道支撑，见仗下愁图。艺6钢、极向上施伐工雄-6.60售0棉标高地下一层岭楼板结构，并适设置周边换撑煮板带和在内部榴结构缺失区域最设置换撑。丙7际、地待宗地下一层楼板渠结构奋达到设计强度疼的弄8晃0选％后，拆除第肢一进道井支撑滔，见右图。灵8踏、迎施工地下室顶坑板，待结构达焰到设计强度后码，密实回填周犯边土体，拆除堂地下结构内部仍换撑。蹦演艺中心粒在富200览9新年年底必须竣厦工投入使用，钥因此必须紧抓船施工进度，确慧保如期完工。惊由于其主体结返构的复杂性，炒以及基础形式牌的特殊性，萄最后选用了女128m剪直径的环形支究撑围护体系，宅将主体结构从料128m俘直丹径环撑中直接廊穿出，不受支伪撑体系的影响害；且精心设计玩了底板换撑的听形式，直接怜利用底板原有伯反梁形成换撑各反梁暂，旧将中间主体结恩构的底板结构浙施工也完全独宏立于支护体系尚，支撑的拆除漠只和周边裙房垂结构存在关联协，和中间主体紧结构的底板施晓工没有任何的偏联系。度大直径圆形环丛撑的选用，确授保了上海世博赴演艺中心工程雹主体结构施工冶的关键线路的把顺利进行，不阀受环撑影响，堪大大的节约了茫施工工期。困五、飞碟形超护大屋盖空间自尼平衡钢结构施绝工技术沿（一）屋盖钢瞒结构吊装技术抗。浮屋盖结构陈由祸通长桁架普、括径向桁架尊、屋盖中心环贴向桁架相互连递接，咽形成一个自平探衡受力体系。淋长向桁架陷跨度率135.7m认，冤重衬达玻70煤t江，数量众多的亮径向桁架每榀膨重苦达蒙25批t脑，且施工作业贴投影面积达到渴近希2.星6衔万唐m眼2毁。采用普通的盘吊装设备根本千不能满足施工恐要求，鄙为此现场采勺用熟2圾台鹿100晒0添吨米弦、惩2屡台国200颂0搅吨米，茶共疏4拨台大型塔吊板及困1昨台容55锣0拿吨履带吊来吊割装钢构件。扔针对构件的大漂小、重量、吊扮装位置，采取健不同吊装方案治，或单机吊装泰就位、或双机钱双肩抬吊、或扯双机接力吊装鉴。通过事先对暑吊装工况的设逃计，与构件加衡工厂协调，在圾构件合理位置职安装吊耳，确逢保构件的起吊罗及一次就位成密功。扰（二）不同施鞠工阶段的空间飘自平衡屋盖加静载比例控制技南术都。仰屋盖施工分为政滑动支座纽支撑、支撑柱违铰接两个阶段娇，由于边界约舌束条件不同，块桁架的挠度及难内力贺变化很大。栏因此，需要研幅究不同施工阶币段的加载比例下，以找到减小植屋盖对支座产馋生水平推力及呈保证桁架刚度瞒之间的平衡点僵。刚在钢屋盖施工键阶段，在屋盖鹿中心区域设置剥竖向支撑系统岂，先完成环向喜桁架区域内的匙结构安装，屋庙盖径向桁架在尾地面立拼后由利塔吊整段吊装侨到位，内侧搁痰置在内圈结构谷上，外侧搁置区在钢框架柱顶扔上；径向桁架老对称安装，桁达架间的连系杆树件和剩余的环零向桁架构件后位补。临时支撑编号临时支撑淡由于巨型悬臂亡桁架与屋盖桁伶架施工中均设蓬置了竖向支撑采，为了使这些刊结构达到设计废的使用状态，商在结构安装完乞成后需进行卸同载。卸载的顺治序及相关工艺阔根据计算机模暂拟及计算结果欲确定。边为选择合理的臂加载公顺序，将支撑什内力安全快速哑的传递给永久封支撑，并保证快屋盖组在星加载签过程中的变形寸合理、强度安药全，对嘴临时任支撑系统伐拆除过程祝进行全过程谁计算机仿真模民拟蚀，对支撑进行践了反力和稳定各性验算，并在曾加载馋同时对整体窑屋盖对钢结构进行变基形验算。具加载蛇原则满足福以下原则强：须保证临时盲支撑结构处于涂安全状态，保之证不会发生整涛体失稳；须保沃证钢结构的变瓣形协调；在满哀足上述条件基独础上，步骤次纤数尽可能少、狸每步幅度尽可英能大。基根据所确定的栽加载余原则，采用有工限元计算，通妄过大量计算，锡最终确定一条量拆除临时支撑芬结构的路径，熔首先分步斜加载盐8-1仁1贼榀桁架喉的镇8狡道支撑，然后暖再分步依次按孩照从内向外的则加载晕顺序逐步进行驳加载行，第二步在进裤行到一定程度第的滋加载野后，拆除最外东围的临时支撑抄。在调节过程驱中对于支撑反盒力较小或者接尊近于支撑自重贫的杆件在下一保加载以步中予以直接凳拆除，至斑第登2辫2碎步完全拆除所件有支撑，理加载坛结束。向六、负风拉力压下非典型节点么直立锁边系统当受力测试肿本工程上、下乡壳幕墙采用直配立锁边系统作后为屋面底板。蚁但通过深化图岛纸发现，因金巷属幕墙的分块温，直立锁边系差统中的铝合金导夹具并没有全建部直接固定于甲铝合金固定座确上，部分夹具让直接固定在了答直立锁边钢板柳之上，造成了药屋面传力体系贞上的不明确。销同时固定与直枪立锁边钢板上孕的受力节点在武设计荷载时并川没有考虑。为旧此特别将实际滨出现的各种节忙点样式，通过碎施加模拟风荷忙载的方式，对亿连接节点及传营力系统进行试耻验，以保证实蜓际使用时幕墙雨系统的结构安耕全性能。摘（一）屋面板块模优型兆A纲。升试验加载方法吩：组施姐加穿5酷0益％的设计荷载合，加压过程不锄少膜于糠3拜秒，荷载持盗续唯3套秒，记取相应率荷载取值和荷壮载位移；依次爷施爸加爬500低N散的荷载，加压丑过程不少拣于姻3黄秒；拉力达到诱最大值后记录绿位移，继续施疑加荷载，直到像无法施加荷载雷为止，荷载持睬续做1幸0惜秒，无明显变勤化后记取相应受荷载取值和荷巨载位移曲线。电设计荷载：寨单点受力测试辞模芬型破A毛（两个夹具）近允许的设计荷拳载一搬为淋7.2K裤N辜，拉力最大叠值活9K择N常，允许的设计日荷载二贵为豪8.3K狱N姿，拉力最大撑值浸10.38K抱N睁，测试模型如祸下：张试验结果：首店次加载婶至赖7.7k敏N政时，由于测胃点伙1于和测霞点逼2捐与加载钢梁相喝碰，停止加载东，取消测碗点低1犹和测点二。加晃载沃至标11.2k何N敬时，板肋明显申折弯、板面已抢屈曲。卸载后苏的残余变形量饺：测丑点难3胜为商2.89mm智；测傻点芒4同为脏2.09mm矛。满足设计要绳求。景（二）屋面板疤模傲型缠B苦。捉试验加载方法究：绵施槐加昨5甲0是％的设计荷载说，加压过程不鲜少贵于控3栏秒，荷载持制续跌3倾秒，记取相应奸荷载取值和荷奇载位移；依次章施腔加主500姨N轰的荷载，加压姨过程不少吩于俘3剩秒；拉力达到丧最大值后记录桌位移，继续施搂加荷载，直到范无法施加荷载伯为止，荷载持关续姑1舱0芳秒，无明显变棍化后记取相应汉荷载取值和荷刻载位移曲线。棍设计荷载：保单点受力测试潮模型估B练（四个夹具）行允许的设计荷辟载一忆为劝7.2K桶N移，拉力最大旺值戴9K情N吐，允许的设计但荷载二为为质8.3K屡N睁，拉力最大焰值断10.38K喘N忠，测试模型如蕉下：狗试验结果：加菌载贞至耳19.3k勤N锐时，加载钢梁怜已变形，无法念继续加载，停蛋止加载。卸载寻后的残余变形撑量：测猪点宪1好为纺2.58mm建；测搅点段2蚀为瓣2.98mm天；测清点贼3期为低2.43mm钥；测疾点枝4何为扬3.76mm报。满足设计要炕求。您（三）屋面板思模姓型蝴C陆。屯模拟屋面板系查统，在负风拉忆力踪F提作用下屋面板撑的受力情个况变,泥采用滑移支座宪并使其单点受正拉，考虑滑槽娱固定座最大可醒能安装偏差惭100mm戒钞进行模拟安装涌，对以上受力臭形式进行拉力售测试丝。蛛试验加载方法呆：虎施挥加薪3.6K慎N轰的设计荷载，徐加压过程不少淘于厌3痒秒，荷载持按续返3转秒，记取相应崭荷载取值和荷棕载位移；依次挣施望加吴500签N莲的荷载，加压逐过程不少忌于方3卫秒；拉力达到叫最大值后记录手位移，继续施您加荷载，直到肯无法施加荷载蔑为止，荷载持饿续夺1狸0道秒，无明显变颗化后记取相应照荷载取值和荷物载位移曲