【導讀】由北側建筑、中心建筑和南側建筑（203. 區(qū)——地下主機房）三部分構成。202區(qū)大劇院主體建筑由歌劇院、戲劇院、音樂廳組成（見圖2）。分部承擔殼體鋼結構工程的制作及安裝任務。國家大劇院主體建筑鋼結構橢球體殼體為一超大空間的殼體，東西長約212m，南北約144m，高約46m。整個鋼殼體由頂環(huán)梁、梁架構成骨架；梁架之間由連桿、斜撐連接。方案對施工涉及的整個過程進行了規(guī)劃，確保施。工過程能如終處于受控狀態(tài)之下。本方案針對性強、指導性。強、可操作性強。本方案工藝先進合理，采用了多種新技術、新工藝，各項保證措施齊全、合理，是難得一見的精品方案。頂環(huán)梁通長采用φ，中間矩形框采用矩形箱型梁。A類梁架共46榀，B類梁架共102榀。整個結構待殼體完全形成后，方為穩(wěn)定的空間結。殼體構件在工廠加工成運輸單元，運至施工現場，在現場拼裝成吊裝單元進行吊裝。最后在殼體安裝完成后拆除M440D塔式起重機。

　　

【正文】 網架的支點標高隨下部的混凝土結構的頂面而變化，但是同一圈網架的支撐面可以保持在同一標高， S0支撐面標高定為 ， S1支撐面標高定為 23m， S2標高定為 36m。 為方便拆裝，網架結構的節(jié)點形式選為螺栓球節(jié)點。 根據網架結構只能在網格點受力的特性，而各榀梁架的分段點不可能在網格點上，因此在網架支撐面層上設置支點的轉換層，將梁架各分段點處的豎向荷載傳遞到網格點上（見圖 31）。 圖 31 轉換層設置 網架 作為承力結構，使用時應當定期檢查網架的變形情況和網架落點混凝土結構的受力情況，檢查的方法是觀測整個網架的變形。如變形過大或出現網架桿件屈服等意外情況，應當分析作用在網架上的力是否超出預先的設計值，及時對網架進行加固處理。 針對網架網格桿件不能受較大力的特性，一定要注意將支點的豎向力，全部通過轉換層傳遞到網架節(jié)點上。 分段梁架長約 30m，但它的厚度有的僅為 60mm。這類梁架吊裝時平面外穩(wěn)定必須引起注意。采取的措施主要是以下兩條。 ，必須使用 10m長的鐵扁擔，以 減小鋼絲繩的夾角引起的水平力。 ，空中回直，然后單機吊裝。 ，結合懸掛腳手架，兩側用腳手管加固，增加側向剛度（見圖 21P38） ，時間是冬春；而安裝在北京，時間在夏秋，地域跨度超過 1000km，時間間隔在半年左右； ，從初夏到秋天； ，屬細長構件，在日照的影響下，每時每刻都在變化，變形很難控制； 殼體體量大，溫差影響很大。經計算：溫差 1176。 C 時，混凝土底環(huán)梁（周長約 600m）周長相差為 6mm；鋼結構頂環(huán)梁（周長約 160m）周長相差為 2mm。 （ 1） 使用統(tǒng)一標定的鋼尺，制作與安裝時以標準溫度（ 20176。 C）進行換算； （ 2） 使用全站儀等高級精密測量工具時也要設定標準溫度； （ 3） 在夜晚 9:00至凌晨 6:00進行測量、校正。 如前所述，由于整個吊裝階段，從初夏到秋天，所跨時段較長，溫度變化大，有可能隨著梁架安裝數量的增加，溫度變形 在環(huán)向的效應愈益明顯，引起梁架平面外的變形值超標。因此，吊裝階段擬設置12道溫度變形縫，變形縫設在不可見區(qū)域，且在斜撐區(qū)的兩側對稱設置（見圖 32） 。溫度縫的數量可由初期階段的連續(xù)觀察結果作適當調整。 溫度縫的構造處理為：在不可見部分，連桿與套管的連接暫不焊接固定；在可見部分，暫未設置溫度變形縫。若需增設，則留縫處的連桿與鑄鋼件暫不焊接固定。 在結構安裝完成后再進行溫度縫的處理。選擇適當時機，由上而下同時逐環(huán)焊接連接余留的焊口，使整個結構形成整體。 圖 32 溫度縫布置圖 CC2800 M440D SK560 以上見實施細則。 第 7 章 質量保證措施 （圖 33） 圖 33質量管理體系 根據 GB/ISO9000系列標準要求，建立組織、職責、程序、過程和資源五位一體的質量保證體系。 ISO9000GB/T19000系列標準要求建立項目質量管理體系，落實本工程項目各崗位的職責，建立質量責任制制度。通過全面、綜合的質量管理以控制鋼結構施工流水過 程中各道工序的質量要求和工藝標準。 根據國家大劇院建設單位委員會和北京雙圓工程監(jiān)理公司關于在國家大劇院工程質量控制實施“雙控”的指示和要求、工程總承包聯(lián)合體及鋼結構分部的施工組織設計，建立項目質量監(jiān)督計劃。 堅持以技術進步來保證施工質量的原則。為確保工程質量、全面完成任務，施工前，技術部門應認真、詳細地做好技術交底工作，確保做到每個施工人員心中有數。 技術交底要按照崗位責任制逐級進行交底。交底對象為基層施工技術人員、班組長和操作工人。 技術交底完畢后，應及時填寫施工技術 交底記錄。 建立鋼結構施工的預檢制度并嚴格執(zhí)行。 構件吊裝前須進行構件驗收及預檢。不需現場拼裝的構件由加工廠出貨時同時提供質量保證書。吊裝前須對吊裝構件進行預檢；拼裝構件自現場拼裝后進行質量檢驗合格后，方可吊裝。 現場吊裝前應對前道工序交付的結構進行檢驗，以確保下道的質量。 、專檢和交接檢三檢制 認真落實自檢、專檢和交接檢三檢制，質量負責部門應對施工作業(yè)隊實施全面、有效的控制管理，保證工程質量。 （ 1） 每個操作崗位應對完成的部位隨時 進行自檢，凡質量不符合標準的，要及時修正。 （ 2） 自檢紀錄表中，校正資料由校正工記錄，焊接資料由電焊工記錄。 班組或工種工序間交接時，應由施工負責人組織各工種負責人進行交接檢查，認真檢查上道工序質量，上道工序質量合格后，方能進行下道工序施工。 項目經理 項目副經理 項目工程師 安全員 施工員 機管員 材料員 預算員 資料員 技術員 質量員 施工班組 施工班組 施工班組 （ 1） 質量專檢人員應對單位工程進行質 量抽查，若發(fā)現問題及時督促施工現場整改。 （ 2） 在整個結構安裝工程尚未完成時，對于其中完成部分需要進行下道工序施工時，必須會同監(jiān)理進行分層、分階段驗收，并簽辦驗收手續(xù)。 （ 3） 結構安裝工程中的隱蔽工程分項，必須在下道作業(yè)前，由施工負責人組織監(jiān)理和專職質量人員共同檢查驗收，并簽辦隱蔽工程驗收單。 第 8 章 關鍵過程 本工程施工關鍵過程為：焊接和巨型鋼殼體的整體卸載。 為保證這兩項關鍵過程的順利完成，要求施工時嚴格按照本施組執(zhí)行。對于焊接，整個工藝應在焊接工藝評定合格的基礎上實行；對于整體卸載，應事先經過周密計算，確定卸載順序及卸載量，卸載必須要求計算依據，卸載時必須嚴格統(tǒng)一管理。 第 9 章 安全保證措施 杜絕重大安全事故。 （圖 34） 圖 34安全保證體系 本工程位于北京市中心，情況特殊；工程的結構特點又決定了高空交叉作業(yè)多，所以安全生產尤其重要。為了有條不紊地組織安全生產，必須組織所有的施工人員學習和掌握安全操作規(guī)程和安全生產、文明施工條例；成立以項目經理為首的安全保證體系，并制定安全生產保證措施以有效地防止安全事故的發(fā)生。 所有參加本工程施工人員都必須嚴格執(zhí)行國家和有關部門頒發(fā)的安全生產規(guī)章制度，切實做好安全生產自身 保護工作； . 所有參加本工程施工人員進場施工前都必須經過專業(yè)安全培訓或安全教育，持證上崗； 根據本工程的施工特點，指派專職安全員駐場監(jiān)督。班組設專職安全員貫徹專管和群管相結合形成一個強有力的安全網； 根據不同施工內容，布置有針對性的安全措施，做到按時、認真、有要求、有布置、有臺帳、有檢查； 所有機械設備均不得帶病作業(yè)。班前應進行試運轉，并檢查所有的安全裝置是否有效，確認無誤后方可作業(yè)； 項目經理 項目副經理 專職安全員 腳手搭設施工班組 吊裝施工班組 校正施工班組 電焊施工班組 吊裝機械 施工班組 運輸施工班組 倉庫、進場施工班組 ； ；起吊前必須確認索具與構件連接可靠； ； 起吊構件必須掛好圍繩，速度必須均勻；嚴禁突然制動或變換方向，下落時應低速穩(wěn)放、防止傾倒； ； 、螺栓等必須放在工具袋內，所有散件必須收集在容器內，并不超過平口，嚴禁散落； 。 料。由于國家大劇院地處北京市中心，且為鋼結構，安全要求極高，嚴禁發(fā)生火災，竹笆等易燃材料絕對不允許使用； ； ，腳手的每個節(jié)點都應扣牢； 。 。 選派與工程難易程度和技術復雜性相適應的電工進駐現場進行用電操作。此類專業(yè)人員應熟練掌握用電基本知識和技能，做好本職工作。施工現場應建立安全用電管理制度，各類人員必須認真執(zhí)行。 現場使用的各種電動工具和設備均應符合相應的國家、行業(yè)標準，并有產品合格證和使用說明書。 。 。 （大于 1515kW） 均需單獨設置配電箱，一機一閘或單獨配置電源，防止過載。 對現場使用的電器和設備要經常組織檢查，對電線絕緣、接地接零、漏電保護器等是否完好，必須定期指定專業(yè)人員測試。 ： （ 1） 自動開關跳閘后，在沒有查清原 因前，嚴禁合閘； （ 2） 本工程嚴禁帶電接地； （ 3） 嚴禁非電工在配電箱內亂接亂拉用電線。 ，預防觸電事故發(fā)生。 M440D塔吊必須設置防雷裝置，經檢驗合格后方可作業(yè)。 ，對必須連續(xù)工作的設備，應指定專人看護。 （圖 35） 圖 35防火安全保證體系 項目經理（防火責任人） 項目副經理（主管消防工作領導） 專（兼）職消防管理人員 施工班組組長 重點防火部位責任人 （１） 施工平面圖上應標明重點防火部位。 （２） 易燃、易爆、危險物品的安全管理（氧氣、乙炔、液化石油氣、汽油、柴油、香蕉水、油漆等） 1） 氧氣、乙炔、液化石油氣儲存?zhèn)}庫（或其他儲存設施）應采用阻燃材料搭建，庫頂部采用輕型材料（瓦楞板），倉庫必須通風。倉庫的設置部位應遠離辦公生活區(qū)，與之間距 25m 以上，間距達不到可采用非燃燒防火實體墻。 2） 氧氣、乙炔瓶庫（或其他儲存設施）二者設置間距不得少于 2m； 使用時氧氣、乙炔二瓶間距不得少于 5m；與明火作業(yè)點間距不得少 于 10m；夏季高溫應對氧氣、乙炔瓶（庫）采取有效的遮陽 措施。 3） 油庫設置應遠離辦公生活區(qū)，與之間距 25m以上，周圍應設置非燃燒防火實體墻，其高度不得低于 2m，庫內電氣設備應配置安全保險裝置，并落實避雷措施。 4) 油漆、香蕉水等危險物品倉庫（或其他儲存設施）應采用阻燃材料搭建，倉庫必須透氣、通風良好，庫內電氣設備應配置安全保險裝置。 、割作業(yè)防火安全 （１） 施工現場焊、割作業(yè)必須符合防火要求，嚴格執(zhí)行“十不燒”規(guī)定。 （２） 焊、割作業(yè)嚴格執(zhí)行動用明火審批制度，做到“二證、一機、一監(jiān)護” ，即：焊工操作證、動用明火許可證、滅火機到位、監(jiān)護 人落實。 （３） 焊、割作業(yè)前應清除周邊、下方易燃易爆危險品和其他可燃雜物；高空、臨邊焊割設置火花接收器，防止火星墜落引起火災事故。 （４） 立體交叉施工時，焊、割作業(yè)應做好協(xié)調工作，避開與明火作業(yè)相抵觸的其他施工作業(yè)。 根據現場防火要求和施工進度，按 GBJ140— 90(1997 年修訂版）《建筑滅火器配置設計規(guī)范》合理配置滅火器。一般臨時設施區(qū)、施工區(qū)域每 100m2配置兩只滅火器；油庫、危險品庫應配置足夠數量、種類合適的滅火器。重點防火部位應設置防火警示標志。 由我鋼結構分部承擔安裝的國家大劇院超級橢球鋼殼體空間體形龐大，最大安裝高度約 46m，長軸212m，短軸 143m，占地面積非常大。由于地處天安門廣場，四周相對空曠，無高聳大建筑物，國家大劇院實為該地區(qū)最高的建筑物，根據工期安排，鋼結構安裝期間正值 8 月，屬有雷雨季節(jié)，因此為保證鋼結構工程的正常安全施工，特制定本夏季防雷措施。 針對大劇院鋼殼體的特殊結構形狀，如果采用傳統(tǒng)的避雷措施顯然不能很好的解決問題。鋼結構吊裝期間，現場雖有一部固定式塔吊，但根據計算表明，塔吊的防雷范圍不能覆蓋全 部殼體，為此特制定如下的措施。 一套完整的防雷裝置包括接閃器、引下線和接地裝置。根據有關資料（注）表明：建筑物的金屬屋面可以作為建筑物的接閃器，然后通過引下線和接地裝置，把雷電流泄入大地。 國家大劇院的接地裝置現已全部安裝在四周的地下結構內，根據機電分部提供的資料，沿混凝土底環(huán)梁（一周約 700m）一周，設計設置了 42個接地裝置的引出節(jié)頭，即不到 20m就有設置 1個。鋼結構安裝時，每一件構件安裝到位后，要求立刻與就近的引出節(jié)頭連接，從而達到安裝階段避雷的目的；另外，現場施工塔吊安裝， 使用時也必須與引出節(jié)點連接。 （ 1） 施工期間應與當地氣象部門密切聯(lián)系，根據提前預報的雷雨預報，做好各項準備。 （ 2） 雷雨時應現場停止施工。 （ 3） 鋼結構構件與引出節(jié)頭的連接（即下引線）采用截面不小于 25mm2的導線，實際操作可以考慮利用報廢的電焊龍頭線（截面為 35mm2） ，但事先應檢查電焊龍頭線的導電性。電焊龍頭線兩頭配銅節(jié)頭，再與構件及引出節(jié)頭連接。 (4)S S S0 網架支撐安裝時就需要接通引出節(jié)頭，由于網架支撐為螺栓球節(jié)點形式，導電性不一定可靠，因此要求多設接頭點 。具體要求為沿周邊每隔 30m設置 1個防雷下引線。待網架支撐上的鋼轉換層安裝完成后，將下引線接頭轉移到轉換層上，接頭點距離可適當放寬，為 40m設置 1個。 （ 5） 頂環(huán)梁與梁架分段安裝時，每段構件安裝到位后用下引線與轉換層接通。 （ 6） 應定時檢查避雷裝置的導電性，有問題的應及時接通。 （ 7） 塔吊的避雷裝置經檢驗合格后方可作業(yè)。 注：參考資料為《電氣安全工程》勞動保護專業(yè)叢書編審委員會編 第 10章 工程設備、要料匯總 （表 101）。 焊接設備 一覽表 表 101 序號 設備名稱 規(guī)格 數量 備注 1 直流弧焊