中建体育场钢结构罩棚施工方案

儋州市体育中心“一场两馆”项目

体育场钢结构罩棚施工方案

中国建筑一局（集团）有限公司

二〇二〇年七月

目录

1.编制依据..........................................................1

1.1法律法规....................................................1

1.2国家标准....................................................1

1.3行业标准....................................................2

1.4施工图纸....................................................2

1.5设计软件....................................................2

2.工程概况..........................................................2

2.1工程简介....................................................2

2.2体育场钢结构概况............................................3

3.施工部署.........................................................12

3.1施工管理目标...............................................12

3.2钢结构施工整体思路.........................................12

3.3工程重难点分析及解决对策...................................14

3.4施工管理组织机构及岗位职责.................................15

3.5施工平面部署...............................................19

4.施工进度计划.....................................................21

4.1施工进度计划横道图.........................................21

4.2施工进度保证措施...........................................22

5.施工准备与资源配置计划...........................................23

5.1施工准备...................................................23

5.2施工资源配置计划...........................................25

6.施工方法及工艺要求...............................................28

6.1测量方案...................................................28

6.2健康监测方案...............................................36

6.3现场焊接方案...............................................42

6.4现场拼装方案...............................................56

6.5临时支撑方案...............................................60

6.6吊装方案...................................................65

6.7卸载方案...................................................81

7.质量管理保障措施.................................................90

7.1质量管理体系...............................................90

7.2质量控制流程...............................................94

7.3原材料和构配件的质量保证控制措施...........................96

7.4构件形状尺寸保证控制措施...................................99

7.5拼装质量保证控制措施......................................100

7.6焊接质量保证控制措施......................................101

7.7大跨度结构焊接变形的分析和控制措施........................103

7.8钢结构验收标准............................................104

8.安全保障措施....................................................110

8.1安全管理体系..............................................110

8.2安全管理制度..............................................111

8.3安全管理内容..............................................114

8.4安全管理措施..............................................115

8.5安全防护总体部署..........................................121

9.文明施工措施....................................................125

9.1防止环境污染措施..........................................125

9.2防止噪声污染措施..........................................126

9.3防止光污染的保证措施......................................126

9.4防止大气污染的保证措施....................................126

10.特殊环境施工工艺...............................................127

10.1雨季施工措施.............................................127

10.2高温施工保证措施.........................................129

10.3雷雨、大风施工措施.......................................131

10.4夜间施工措施.............................................132

11.应急管理措施...................................................133

11.1应急准备和响应工作流程...................................133

11.2钢结构施工危险源分析.....................................134

11.3应急预案.................................................135

12.附录...........................................................140

12.1最危险分块吊装就位计算...................................140

12.2极端情况支座反力.........................................141

12.3施工过程中最大支座反力位置计算及混凝土结构计算...........144

12.4卸载过程计算.............................................149

1.编制依据

1.1法律法规

序号名称编号实施日期

1中华人民共和国建筑法第十三届全国人大第十次修订2023年4月23日

2中华人民共和国计量法第十三届全国人大第六次修订2018年10月26日

中华人民共和国环境保

3第十二届全国人大第八次修订2015年1月1日

护法

中华人民共和国安全生

4第十二届全国人大第十次修订2014年12月1日

产法

5中华人民共和国消防法第十三届全国人大第十次修订2023年4月23日

6建设工程质量管理条例中华人民共和国国务院令第714号2023年4月23日

建设工程安全生产管理

7中华人民共和国国务院令第393号2004年2月1日

条例

《危险性较大的分部分

8住房与城乡建设部令第37号2018年6月1日

项工程安全管理规定》

关于实施《危险性较大的

9分部分项工程安全管理建办质[2018]31号2018年6月1日

规定》有关问题的通知

建筑业10项新技术

10建质函[2017]268号2017年10月25日

（2017版）

1.2国家标准

序号名称编号

1《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

2《建筑抗震设计规范》GB50011-2010

3建筑设计防火规范GB50016-2014

4钢结构设计规范GB50017-2017

5冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018-2002

6建筑结构可靠性设计统一标准GB50068-2018

第1页共162页

7工程测量规范GB50026-2007

8钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2023

9建筑防腐蚀工程施工规范GB50212-2014

10建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2013

11水泥基灌浆材料应用技术规范GB/T50448-2015

12建筑施工组织设计规范GB/T50502-2009

13钢结构焊接规范GB50661-2011

14建设工程施工现场消防安全技术规范GB50720-2011

15钢结构工程施工规范GB50755-2012

16建筑钢结构防火技术规范GB51249-2017

17重要用途钢丝绳GB8918-2006

18焊接与切割安全GB9448-1999

19大型铸钢件通用技术规范GB/T37681-2023

20起重机械安全规程GB6067.1-2010

21钢结构防火涂料GB14907-2018

22焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定GB11345-2013

23低合金高强结构钢GB/T1591-2018

24建筑结构用钢板GB/T19879-2015

25厚度方向性能钢板GB/T5313-2010

26碳素结构钢GB700-2016

27低合金钢焊条GB/T5118-2012

28空间网格结构技术规程JGJ7-2010

1.3行业标准

序号名称编号

1空间网格结构技术规程JGJ7-2010

2建筑变形测量规范JGJ8-2016

3钢网架焊接空心球节点JG/T11-2009

第2页共162页

4钢筋焊接及验收规程JGJ18-2012

5建筑机械使用安全技术规程JGJ33-2012

6施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2005

7建筑施工安全检查标准JGJ59-2011

8建筑施工高处作业安全技术规范JGJ80-2016

9钢结构高强螺栓连接技术规程JGJ82-2011

10建筑施工门式钢管脚手架安全技术标准JGJ/T128-2023

11建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2011

12建筑施工起重吊装安全技术规范JGJ276-2012

13钢结构钢材选用与检验技术规程CECS300-2011

1.4施工图纸

序号图纸名称出图单位出图日期

1体育场结构施工图悉地国际设计顾问（深圳）有限公司

2体育场钢结构深化设计图武汉创巍工程技术服务有限公司

1.5设计软件

序号软件名称版本用途

1SAP2000结构设计分析

2Tekla19.0钢结构深化设计

3MidasGEN2023V2.1施工验算

2.工程概况

2.1工程简介

儋州体育中心“一场两馆”项目建成后将作为2023年第六届海南省运动会

的主要比赛场馆，是对海南省体育发展成果的一次大检阅。省运会结束以后，儋

州市体育中心未来能够承办国内一流体育赛事、文艺演出，成为服务全民的健身、

第3页共162页

培训、体育基地，为儋州市民提供品质、时尚生活的平台，成为儋州市的新名片、

新地标。

项目位于儋州市北部湾大道与中兴大街交汇处，西临第五中学和体育中心旧

址，交通方便。儋州市体育中心“一场两馆”项目由体育场、体育馆、游泳馆三

个单体组成，设计标准为乙级，占地面积243714m²，总建筑面积101805.7m²（地

上建筑面积99028.7m²，地下建筑面积2777m²）。

表2-1

序号项目内容

1工程名称儋州市体育中心“一场两馆”项目

2工程地址儋州市那大镇体育东片区

3建设单位儋州市旅游和文化广电体育局

4设计单位悉地国际设计顾问（深圳）有限公司

5监理公司中铁华铁工程设计集团有限公司

6质量监督儋州市建设工程质量安全监督站

7施工总包中国建筑一局（集团）有限公司

8技术咨询同恩（上海）工程技术有限公司

9监测单位海南大学土木建筑工程学院

10质量目标确保海南省“绿岛杯”、“中国钢结构金奖”、“鲁班奖”

2.2体育场钢结构概况

第4页共162页

桁架体系水平支撑

结构整体

V型支撑

（1）体育场钢结构罩棚采用径向悬挑主桁架+环向次桁架+系杆+水平支撑

结构体系。其中径向主桁架采用了平面片桁架结构，环沿主桁架面外间隔布置环

向片桁架，节间较大处设环向系杆，悬挑前端沿环向设三角桁架，增加环向刚度，

协调悬挑端部位移的不均匀性。根据建筑效果设环向系杆，整个钢结构罩棚沿环

向设12道径向交叉支撑，1道环向交叉支撑。为提高屋面的整体刚度和稳定性，

第5页共162页

屋面沿柱网采用一跨一撑的方式分别设置了里圈支撑和外圈支撑，最小管径Φ

180*6，最大管径Φ600*5，钢结构总重量约5025吨，构件规格详见表2-2。

表2-2-1

序号名称规格重量（t）

Φ325*12、Φ351*14、P377*16、

弦杆

Φ402*18、Φ450*20、Φ500*20

1径向桁架1791.734

Φ180*8、Φ219*8、Φ245*10、Φ299*12

腹杆

、Φ325*12

Φ245*10、Φ273*10、Φ325*12、Φ

弦杆

351*14、P377*16、Φ402*18、Φ450*20

2横向桁架1403.109

Φ180*8、Φ219*8、Φ245*10、Φ273*10

腹杆

、Φ299*12

Φ245*10、Φ299*12、Φ325*12、Φ

3交叉撑695.123

351*14、P377*16、P402*18

4内圈支座斜撑Φ402*18、Φ450*20、Φ500*20556

5铸钢件/232.456

6外圈支座斜撑Φ600*25346.647

7合计5025.069

（2）悬挑主桁架共72榀，每榀桁架分为上榀桁架和下榀桁架，每两榀上榀

桁架合为一块吊装单元，共36块吊装单元。下榀桁架每榀为一个吊装单元。具

体如下表。

1）上榀桁架36块吊装单元清单

表2-2-2

序号分块编号位置悬挑长度（m）桁架质量（t）

1FK11轴36.34369

2FK33轴35.53366

3FK55轴33.80868

4FK77轴31.33760

第6页共162页

5FK99轴28.15853

6FK1111轴25.36050

7FK1313轴23.21040

8FK1515轴22.04135

9FK1717轴21.54531

10FK1919轴21.47431

11FK2121轴22.44831

12FK2323轴24.19139

13FK2525轴25.91933

14FK2727轴27.00533

15FK2929轴27.04335

16FK3131轴25.89038

17FK3333轴24.91538

18FK3535轴24.46237

19FK3737轴24.37337

20FK3939轴24.63138

21FK4141轴25.30746

22FK4343轴26.57836

23FK4545轴27.17534

24FK4747轴26.55534

25FK4949轴25.10733

26FK5151轴23.27233

27FK5353轴21.82031

28FK5555轴21.42430

29FK5757轴21.76732

30FK5959轴22.48347

31FK6161轴24.18543

32FK6363轴26.69651

第7页共162页

33FK6565轴29.70658

34FK6767轴32.64864

35FK6969轴34.78767

36FK7171轴36.07767

2）下榀桁架72榀吊装单元清单

表2-2-3

序号轴线号单片重量（t）

11/2轴14.801

22/3轴14.653

33/4轴14.406

44/5轴14.114

55/6轴12.806

66/7轴12.077

77/8轴11.521

88/9轴10.564

99/10轴9.712

1010/11轴8.520

1111/12轴7.835

1212/13轴8.760

1313/14轴7.439

1414/15轴11.191

1515/16轴11.188

1616/17轴10.324

1717/18轴10.335

1818/19轴9.989

第8页共162页

1919/20轴9.960

2020/21轴9.988

2121/22轴9.994

2222/23轴11.514

2323/24轴11.513

2424/25轴10.805

2525/26轴10.806

2626/27轴7.573

2727/28轴7.797

2828/29轴8.650

2929/30轴9.517

3030/31轴9.474

3131/32轴10.593

3232/33轴10.276

3333/34轴10.333

3434/35轴10.823

3535/36轴10.741

3636/37轴10.761

3737/38轴10.741

3838/39轴10.823

3939/40轴10.333

4040/41轴10.276

4141/42轴10.593

4242/43轴9.474

4343/44轴9.517

4444/45轴8.650

第9页共162页

4545/46轴7.797

4646/47轴12.449

4747/48轴12.448

4848/49轴10.463

4949/50轴10.462

5050/51轴10.232

5151/52轴10.231

5252/53轴9.973

5353/54轴9.971

5454/55轴10.933

5555/56轴10.935

5656/57轴10.498

5757/58轴10.495

5858/59轴6.806

5959/60轴7.439

6060/61轴8.760

6161/62轴7.835

6262/63轴8.520

6363/64轴9.712

6464/65轴10.564

6565/66轴11.521

6666/67轴12.191

6767/68轴12.882

6868/69轴14.155

6969/70轴14.406

7070/71轴14.653

第10页共162页

7171/72轴14.805

7272/1轴14.855

（3）钢结构主要节点

表2-2-4

序号部位图纸模型

主桁架根

部V撑与

1

外支座处

节点

主桁架中

部V撑与

2

内支座节

点

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主次桁架

下弦拐弯

3

节点；杆件

变径节点

主次桁架

上弦拐弯

4节点

主桁架端

5部下弦节

点

主桁架端

6部上弦节

点

（4）体育场典型剖立面图

第12页共162页

图2-2-1体育场建筑立面图

图2-2-2体育场建筑剖面图

图2-2-3东西侧剖面典型构件图

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图2-2-4南北侧剖面典型构件图

3.施工部署

3.1施工管理目标

表3-1

施工质量确保海南省“绿岛杯”、“中国钢结构金奖”、“鲁班奖”

施工安全海南省建筑施工质量安全标准化观摩工地；AAA级安全文明标准化工地。

施工进度严格照工期完成工程建设，包括节点工期目标的完成，满足业主的各工期要求。

施工环境确保住房和城乡建设部绿色施工科技示范工程

3.2钢结构施工整体思路

3.2.1吊装施工总体思路及流水段划分

体育场钢罩棚由径向悬挑主桁架+环向次桁架+系杆+水平支撑结构体系组成：

根据钢结构设计图纸结合本工程混凝土结构及吊车性能综合分析，马鞍形主桁架

共72榀，考虑马鞍型罩棚不能一次吊装完成，将桁架进行分块（每榀分成上、

下两榀），再组合安装：内场72片上榀主桁架与桁架间次桁架，可在内场拼装

组合成36块桁架分块。一个吊装单元的吊装流程：提前吊装底部V型柱并做好

支撑，吊装顶部水平段前先把顶部斜撑杆吊到待安装位置放好，然后吊车在场内

第14页共162页

吊装最顶部水平段，在吊车不松勾的情况下进行测量定位并利用格构柱顶部千斤

顶进行调整，然后在场外安装最顶部斜撑，完成后在场外吊装7字型吊装单元，

上部与水平段连接、下部与V型柱连接，全部焊接好后吊车松勾（一个吊装单元

吊装完成用时一天）。整体吊装顺序：从22轴开始逆时针方向施工5榀后，顺

时针方向开始吊装，最后在56轴位置合拢。在场内东看台使用300t履带吊车、

西看台用400t履带吊进行吊装；外场72片下榀主桁架在外场拼装，用110t履

带吊进行单片吊装。吊装完成两个吊装单元后，吊装第三个吊装单元的同时进行

前面两个吊装单元补杆作业。

图3-2-1整体吊装流水段划分平面图

3.2.2卸载施工总体思路及示意图

根据体育场钢结构整体卸载过程计算结果分析，确定最优的卸载方式为从短

第15页共162页

轴方向开始，四个方向同时进行卸载。总体分6大施工步，每个施工步又分4~18

个施工子步；第1施工大步首先对外圈72个1#支撑进行分区整体卸载（此时不

对内圈2#支撑进行卸载），卸载至脱离主桁架后直接拆除各1#支撑；第2-6施

工大步对2#支撑进行分区整体卸载，每步卸载10mm，部分支撑卸载至第2大步

结束后开始脱离主桁架，但为保证卸载整体变形均匀，对所有已经脱离桁架的支

撑不进行拆除，继续保留至第6施工大步最后再整体卸载10mm。此时，所有内

圈72个支撑整体脱离主桁架，再将各2#支撑拆除。

图3-2-2144个支撑点卸载方向示意图

3.3工程重难点分析及解决对策

表3-3

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编号重难点分析解决措施

1）以管口和原设计定位点作为控制点，在

本工程钢结构骨架为空间三CAD中生成局部坐标和三维定位尺寸。

维坐标控制系统，坐标定位

2）桁架拼装阶段根据现场实际情况每片桁架

1、工程整体与数据输出量大，安装精度

单独设一个坐标系；桁架安装阶段控制好高

为曲面造型，要求高。而钢管桁架成型需

空原位组装各关键点三维坐标。（预起拱值

结构几何尺要三个阶段：构件工厂装配

根据施工模拟分析确定）

寸精度控制钢、吊装单元地面拼装、结

难度大构高空安装，如何减小制作、3）安装过程中，对关键部位进行原位监测，

拼装、安装过程中带来的误记录结构变形数据，为下一步安装提供依据。

差是本工程重难点之一。每安装完成一个单元结构后，进行整体校正，

待复核结果满足要求后，再进行焊接施工。

1）本工程管桁架为空间曲面

桁架，且构件具有不同程度1）根据分片的结构特点，编制合理拼装和焊

2、异形管桁的空间弯扭特征。现场吊装接工艺方案。

架单元的现单元多，拼装量大；2）拼装时采用设计合理的刚性胎架作为拼装

场拼装难度胎架。

大2）地面拼装，焊接易引起整

体变形；且拼装的吊装单元3)现场场馆内外分别设置足够的拼装区域及

为空间曲面，尺度大，数量构件堆放区域，桁架尽量靠近安装位置附件

多，拼装进度控制及测量定进行拼装，尽量减少场内二次转运。

位是本工程重难点之一。

1）本工程钢为管桁架结构体1）施工过程仿真模拟——运用仿真技术，模

3、工程钢结系，吊装单元多为空间曲面，拟施工过程，为施工提供参考。施工前，通

构为空间网构件施工过程中受力情况与过3D3S、Midas等大型结构分析软件，对安

格结构，施工整体结构区别较大。装过程中的几个重要阶段进行模拟分析。

为高空作业，

施工安全风2）本工程最大安装高度达2）施工过程中搭设必需的防护设施，包括钢

险高。44.2米，下方无直接支撑，爬梯、防护绳、防护网、挂篮、伸臂车等，

高空作业安全防护搭建较难。确保施工过程中防护到位。

1）总包统一协调与各专业，各劳务配合工作，

制定好各专业施工进度计划和施工流程。

本工程与钢结构相关专业包

4、本工程建

括屋面、幕墙、机电等各专2）钢结构深化设计和制作应包含所有连接在

筑功能复杂，

业，专业之间的配合和预留主体钢结构上的连接件和吊挂件，避免现场

钢结构与各

直接关系到建筑功能的实现，焊接对主体钢结构的损伤。同时将施工现场

专业配合难

需要各专业协同配合深化设可能出现的矛盾化解在深化设计阶段。

度大

计、施工等各环节。

3）派专人就施工平面布置、交通组织，同其

他相关单位进行协调。

1）油漆厂家出具产品说明书、材料安全数据

手册MSDS、施工工艺指导书等技术文件。

5、施工环境本工程地处热带地区，常年

对涂装要求湿度高，大气环境腐蚀类别2）施工时应严格、正确地按照产品说明书、

高高，对本工程钢结构够的耐施工工艺指导书进行施工，并配合涂装检查

久性是极大的考验工程师的涂装检查工作。

第17页共162页

编号重难点分析解决措施

3）严格控制除锈质量，对构件边角钝化处理，

严格控制涂装遍数和涂装时间，对环境进行

实时监测，杜绝在不良天气下涂装等。

4）防火涂料及时跟进施工，避免防腐涂装过

长时间暴露在高腐蚀大气环境中。

正式施工前首先系统的开展工艺试验及评定

等技术核定工作，优选出合适的焊接工艺；

强化组对焊口工序的核检，确保交付给焊接

6、本工程多管桁架相贯线焊接位置多，

施工的接头组对质量首先符合优质焊缝的条

为相贯线全焊缝样式各异，焊缝等级要

件；系统的开展工前对机具、焊材、主要辅

位置焊接，加求高。工程地处海南，常年

材、环境、加热准备、坡口质量验评、气象

之海南多雨多雨，现场焊接作业条件差，

预知，工中对工艺参数、技法、层温、层厚，

天气，焊接质高空焊接平台搭设、安全防

工后对面观质量、保温及附件清理、完善焊

量控制难度护措施设置难度大，对焊工

后环境保持等以及内在质量验评等技术管理

大操作、焊缝成形质量影响大。

环节，确保本工程焊接施工受控，并在焊接

过程中增加防雨、防风措施，以保证焊接质

量和焊接安全。

3.4施工管理组织机构及岗位职责

表3-4

序号姓名项目职务岗位职责

1贺云飞项目经理全面负责项目各项工作

2胥鹏执行经理全面负责项目部日常管理工作

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2张禹生产经理全面负责项目部生产管理工作

全面负责工程的技术工作，负责工程图纸审核，编制

3洪立功技术经理

施工方案解决现场施工技术问题

4刘恒安全总监全面负责现场安全

全面负责检查施工质量是否符合要求，填写报验资料，

5张怀龙质量总监

报监理验收。

6刘骁商务经理全面负责项目部商务管理工作

7曾旭物资经理负责材料的采购，进场验收和收发料。

8段为民钢结构顾问负责项目钢结构工程生产管理工作。

（1））项目经理：

贯彻执行国家、地方政府的有关法律、法规、方针、政策和强制性标准，执

行企业管理制度。全面负责工程工期、质量、安全、文明施工及成本等目标跟踪

管理，协调和监督各职能部门的运作状况，对项目整的管理进行规划,对进入现

场的生产要素进行优化配置和动态管理。在授权范围内负责与企业管理层、劳务

作业层、协作单位、发包人、劳务分包人和监理工程师等的协调，解决项目中出

现的问题。主持项目工作会议，审定和签发对内对外的重要文件。参加业主、总

包、监理招开的现场会，执行会议决定的有关工程事项。

（2）项目生产经理：

负责本工程生产管理，根据施工进度，安排各项施工生产任务。注重施工进

度关键线路，把握分部分项工程节点工期，保证工期目标的最终实现。主持内部

生产会议，协调和解决施工生产难点和矛盾，确保工程顺利进行。参加业主方主

持的工程会议，协调劳务分包商的穿插工序，提供必要的方便施工的条件。

按照本工程的物资准备计划和机械进、退场计划，并结合工程进度，分阶段

组织物资的采购、调配和进场，以及设备的进、退场，保证施工顺利进行。督促

和检查分管的职能部门工作，调动职能运作活力。

（3）项目技术负责人：

认真贯彻执行国家颁布的有关技术规范、规程和标准。主持和组织钢结构工

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程施工图的内部会审，汇集图纸质疑事项，提请设计院澄清和解决。主持本工程

施工组织设计的编制，并注重实施过程中的改进措施。对施工范围内的工程进行

技术管理，编制施工方案及作业指导书，编制与调整各级施工进度计划等。注意

现场安全生产动态，布置各项安全设施，并对项目安全生产负技术责任。负责项

目工程技术管理工作，按照相关技术管理规定，参加或主持工程项目的设计交底

和图纸会审，作好会审记录，参与或主持项目的施工组织设计的编制及修订工作。

规划施工现场及临时设施的布局。主持处理施工中的技术问题，参加质量事故的

处理和一般质量事故技术处理方案的编制。负责项目承建工作的设计变更、材料

代用等技术文件的处理工作。组织除地基基础分部和主体分部以外的的分部分项

工程质量验收工作。

（4）安全部：

对施工过程中的生产安全、文明施工、临建、消防、保卫等进行综合管理，

建立安全责任制，监督特种作业持证上岗。对进场工人进行安全知识教育，并在

施工前进行安全技术交底。在项目上督促执行安全责任制。在现场设置安全标志。

定期进行安全检查，对事故隐患督促整改。协助上级主管部门处理各种工作事故。

及时向项目经理汇报项目安全状况。项目经理交办的其他任务。

（5）质量部：

对施工范围内的工程质量进行跟踪监督与控制，随时掌握各分项工程的质量

情况，并建立工程质量档案。熟悉并掌握设计图纸、施工规范、规程、质量标准

和施工工艺,执行国家颁发的关于建筑安装工程质量检评标准和规范。负责