国家体育场鸟巢工程钢结构加工制作介绍精编版

国家体育场鸟巢立面次结构及钢梯安装方案国家体育场鸟巢是中国北京2008年奥运会的主体育场馆，也是一座标志性建筑。

本文将介绍国家体育场鸟巢立面次结构及钢梯安装方案。

一、鸟巢立面次结构鸟巢立面次结构主要由钢结构组成，其基本组成结构包括竖向拉杆系统、水平主梁系统和排水系统。

竖向拉杆系统：竖向拉杆系统是鸟巢立面次结构的主要支撑系统，共有24个支撑点分布在鸟巢外壳的主横梁下方。

拉杆采用了高强度钢材，直径为145毫米，采用了两条拉杆交叉操作，用于支撑鸟巢外壳，并传递竖向荷载。

水平主梁系统：水平主梁系统是组成鸟巢立面次结构的另一个重要组成部分，它由约48根半径为38毫米的主梁组成，主梁之间相连成网格状结构。

水平主梁系统承载鸟巢外壳竖向风荷载的同时，也能承载由鸟巢悬臂板传递下来的横向荷载，并将荷载传递到竖向拉杆系统中。

排水系统：排水系统是鸟巢立面次结构最终完善和保证使用寿命的关键部分，它主要由双排水槽和水口组成，排水槽沿主横梁位置相对较高的一侧设置。

双排水槽的作用是收集从鸟巢外壳顶部流下的雨水，将其引导到排水口进行排除。

二、钢梯安装方案在鸟巢立面次结构内设置了大量的钢梯，以方便维修人员进行日常维护和检查。

钢梯一般设置在主横梁的两侧，呈环状分布，每个环上约有20多级钢梯，高度达到了70多米。

钢梯的安装是个十分艰巨的工程，需要经过详细的规划和安排，下面是具体的安装方案：1. 钢梯部件制造首先需要在制造厂进行生产和制造，制造完成后进行运输，并进行检验。

2. 安装钢梯导轨在竖向拉杆系统上，首先需要安装钢梯导轨，用以支撑钢梯并保证其稳定性。

3. 安装，连接钢梯脚手架安装好钢梯导轨后，需要搭建支撑钢梯的脚手架，脚手架需要牢固可靠，能够承受钢梯的重量和人员的重量。

4. 安装钢梯安装好脚手架之后，需要通过吊车将钢梯逐一安装到导轨上，整个钢梯的安装过程需要根据方案设计和操作流程进行严格把控，确保安全和质量。

5. 安装钢梯防护设施为了保证维修人员的安全，需要在钢梯上设置防护设施，例如护栏、安全锁等，确保人员在工作过程中不会发生意外。

国家体育场(鸟巢)钢结构安装工程焊接技术3篇国家体育场(鸟巢)钢结构安装工程焊接技术1国家体育场(鸟巢)钢结构安装工程焊接技术国家体育场(鸟巢)是北京市历史悠久、文化底蕴深厚的建筑之一。

作为2008年北京奥运会的主场馆，其耗资巨大，占地面积达21公顷，其中2/3为草坪，1/3为建筑面积。

该建筑采用了高强度的钢结构，为围护结构和支撑结构提供了坚实的支撑和保障。

本文将对国家体育场(鸟巢)钢结构安装工程的焊接技术进行详细介绍。

一、焊接技术选型焊接技术是国家体育场(鸟巢)钢结构安装的关键，主要分为手工焊接、电弧自动焊接和气焊等种类。

此次施工主要以自动焊接为主，手工焊接和气焊仅作为补充使用。

1.电弧自动焊接电弧自动焊技术是目前比较成熟的焊接技术之一，对于大型钢结构的焊接尤为适用。

这种焊接工艺其主要特点是效率高、速度快、工艺控制精度高，焊缝质量好等优点。

此次国家体育场(鸟巢)钢结构安装工程采用电弧自动焊接的主要原因是但是，在焊接过程中，要严格控制温度，防止焊接过程中发生钢材热变形，产生偏差，影响钢结构的稳定性。

2.气焊气焊是一种利用氧、乙炔、氯化钙和氢氧化钠等化学制剂对金属物质进行焊接的技术。

由于国家体育场(鸟巢)中吊屋面中还存在一些复杂的拱形结构，由于其特殊性，所需的钢材比较大，需经过多次裁剪、组装后才能完成拱形结构的焊接。

而气焊技术可以在这种特殊结构下再次运用。

它所需的设备简单，使用方便，工艺可控性高等优点，不仅提高了效率，而且确保了级别，保证了最终焊接质量。

二、焊接工程质量控制在钢结构焊接施工过程中，其焊接质量的稳定性是非常重要的。

为了确保国家体育场(鸟巢)钢结构安装工程焊接的质量，施工人员需对其施工提出详细的要求和标准。

1.焊接工艺的控制焊接前，应进行焊接试样，确保试样强度满足要求。

在焊接过程中，应严格控制焊接速度、温度以及强度等参数，并关注焊接过程中是否出现裂缝、气泡等不稳定因素，以确保焊接成品的稳定性。

1编制依据1.1规范、规程及标准1.2施工图纸及有关文件《国家体育场钢结构设计施工图》2004年12月审查通过的《国家体育场工程施工组织设计》1.3其它2工程概况2.1工程简介国家体育场位于北京市城府路南侧，奥林匹克公园中心区内，是北京2008年奥运会的主体育场。

建筑顶面呈马鞍型，长轴为332.3m，短轴为297.3m，最高点高度为68.5m，最低高度为40.1m。

屋盖中间开洞长度为185.3m，宽度为127.5m。

主桁架围绕屋盖中间的开口放射型布置，与屋面及立面的次结构一起形成了“鸟巢”的特殊建筑造型。

大跨度屋盖支撑在周边的24根桁架柱之上，主桁架尽可能直通或接近直通，并在中部形成由分段直线构成的内环洞口。

为了避免出现过于复杂的节点，4榀主桁架在内环附近截断。

用分段直线代替主桁架空间弯扭曲线弦杆，减少构件的加工难度。

将腹杆倾斜角度控制在60°左右，网格大小尽量均匀，上下弦节点对齐，具有较好的对称性。

桁架柱、弦杆与腹杆形成完整的桁架，腹杆主要连接于外柱与立面次结构的交点。

腹杆轴线与内外柱轴线在同一平面内，腹杆宽度为1200mm，与菱形内柱同宽。

在屋盖上弦采用膜结构作为屋面围护结构，屋盖下弦采用声学吊顶。

主场看台部分采用钢筋混凝土框架－剪力墙结构体系，与大跨度钢结构完全脱开。

屋盖主结构的杆件均为箱型构件，其中，主桁架断面高度为12m，上弦杆截面为1200mm×1200mm～1000mmX1000mm，下弦杆截面为1000mm×1200mm～800mmX800mm，腹杆截面基本为600mmX600mm，主桁架沿洞口斜角交叉布置。

桁架柱为三角形格构柱，，每根格构柱由两根1200mmX1200mm箱型外柱和一根1200mm×1200mm菱形内柱组成，腹杆截面为1000mm×1200mm。

桁架柱上端大、下端小，上端与主桁架相连，下端埋入钢筋混凝土承台内，并将屋盖荷载传至基础。

鸟巢研究报告鸟巢结构形式：“鸟巢”外形结构主要由巨大的门式钢架组成，共有24根桁架柱，现已完成20根桁架柱整柱及2根下柱吊装。

国家体育场建筑顶面呈鞍形，长轴为332.3米，短轴为296.4米，最高点高度为68.5米，最低点高度为42.8米。

传力途径：在保持“鸟巢”建筑风格不变的前提下，新设计方案对结构布局、构建截面形式、材料利用率等问题进行了较大幅度的调整与优化。

原设计方案中的可开启屋顶被取消，屋顶开口扩大，并通过钢结构的优化大大减少了用钢量。

大跨度屋盖支撑在24根桁架柱之上，柱距为37.96米。

主桁架围绕屋盖中间的开口放射形布置，有22榀主桁架直通或接近直通。

为了避免出现过于复杂的节点，少量主桁架在内环附近截断。

钢结构大量采用由钢板焊接而成的箱形构件，交叉布置的主桁架与屋面及立面的次结构一起形成了“鸟巢”的特殊建筑造型。

主看台部分采用钢筋混凝土框架一剪力墙结构体系，与大跨度钢结构完全脱开。

关键构造：鸟巢是一个大跨度的曲线结构，有大量的曲线箱形结构，设计和安装均有很大挑战性，在施工过程中处处离不开科技支持。

“鸟巢”采用了当今先进的建筑科技，全部工程共有二三十项技术难题，其中，钢结构是世界上独一无二的。

“鸟巢”钢结构总重4.2万吨，最大跨度343米，而且结构相当复杂，其三维扭曲像麻花一样的加工，在建造后的沉降、变形、吊装等问题正在逐步解决，相关施工技术难题还被列为科技部重点攻关项目。

“鸟巢”外形结构主要由巨大的门式钢架组成，共有24根桁架柱。

国家体育场建筑顶面呈鞍形，长轴为332.3米，短轴为296.4米，最高点高度为68.5米，最低点高度为42.8米。

为了有效控制构件的最大壁厚，减小焊接工作量，使连接构造比较合理，在设计中采用了高强度的Q460钢材。

Q460钢材，大多数人可能都不了解。

“鸟巢”结构设计奇特新颖，而这次搭建它的钢结构的Q460也有很多独到之处：Q460是一种低合金高强度钢，它在受力强度达到460兆帕时才会发生塑性变形，这个强度要比一般钢材大，因此生产难度很大。

建筑技术第39卷564国家体育场（鸟巢）工程施工新技术综述李久林，杨俊锋，杨庆德，邱德隆，盛宇，张颖（北京城建集团有限责任公司，100088 北京）摘要：国家体育场是2008年北京奥运会的主会场。

其造型呈马鞍形，外壳由钢结构编织成鸟巢状，内部为三层碗状看台混凝土结构。

看台结构存在大量斜柱、斜梁、空间环梁等异形构件。

钢结构总用钢量约4.2万t。

施工中通过采用高强高性能混凝土技术、钻孔灌注桩后压浆技术、HRB钢筋应用技术、Q460高强钢厚板焊接技术、成套箱形弯扭构件加工制作技术等，取得了一系列研究成果，提高了我国建筑技术水平，社会经济效益和环保效益非常显著。

其中7项科技成果填补国内空白，达到国际先进或国际领先水平，完成了国家级工法4项。

本工程已获得结构“长城杯”金杯和中国钢结构金奖。

关键词：体育场；鸟巢；钢结构；混凝土；厚板焊接中图分类号：TU 74 文献标识码：B 文章编号：1000－4726（2008）08－0564－00SUMMARY OF NEW CONSTRUCTION TECHNOLOGIES IN NATIONAL STADIUMLI Jiulin, YANG Junfeng, YANG Qingde, QIU Delong, SHENG Yu，ZHANG Ying(Beijing Urban Construction Group Co.，Ltd.，100088，Beijing，China)Abstract: As the main stadium for 2008 Olympic Games, National Stadium has a saddle-like configuration and a bird nest steel shell while its internal structure is three floors of bowl concrete stands in which a lot of oblique posts and beams as well as spacial ring beams are arranged, with total steel consumption of 42，000 t. Some technologies were applied in the construction, including concrete of high strength and high performance, post pressure grouting into driven cast-in-place pile, applied technology for HRB steel bar, thick plate weld of high strength steel Q460 and fabrication of bending-twisting box components and etc. The research achievements made in the project have improved the construction level of our country, reached remarkable social, economical and environmental benefits. Among them, 7 scientific achievements attain the international advanced or leading level, 4 construction methods completed reach the national level. The project has been awarded “Great Wall Cup” of structure and golden prize of China steel structure.Key words: stadium；bird nest；steel structure；concrete；thick plate weld国家体育场（图1）位于奥林匹克公园中心区南部，是北京2008年第二十九届奥运会的主会场，承担开幕式、闭幕式和田径比赛，赛时可容纳观众91 000人，其中临时坐席11 000个（赛后拆除）。

“鸟巢”用Q460EZ35钢板介绍“鸟巢”用Q460E/Z35钢板介绍20世纪50年代，钢结构建筑自欧洲兴起。

20世纪80年代，我国也加快了对钢结构建筑的研究开发，并建造了一批钢结构建筑。

2002年，国家出台的《国家建筑钢结构产业“十五计划和2015年发展规划纲要》明确了钢结构的发展方向，特别提出高层建筑钢结构用厚板全部国产化的目标，给建筑用钢市场带来了诱人的前景。

高层建筑钢板的特殊性钢结构建筑具有优越抗震性、绿色环保、施工快捷方便、空间利用率高、设计造型别致新颖等诸多优势，现已成为国际上建筑结构的发展方向。

高层建筑钢板主要应用于高层建筑、超高层建筑、大跨度体育场馆以及输变电高塔等受力复杂、可靠性要求高的大型建筑工程，与一般普碳或低合金钢板相比有以下特点：低屈强比——高建钢不仅有足够的抗拉强度和屈服强度，而且具有较低的屈强比。

低的屈强比能使材料具有良好的冷变形能力和高的塑性变形功，吸收较多的地震能，提高建筑物的抗震能力。

焊接性能好——高建钢具有良好的焊接性能，可以做到焊前不需要预热，焊后不需热处理，便于现场施焊。

塑性、韧性高——高建钢具有较高的塑性和韧性，钢板力学性能良好。

屈服强度波动范围小——日本标准JISG3136《建筑结构用轧制钢》中规定屈服强度波动范围不大于120MPa，中国国标GB/T19879-2005《建筑结构用钢板》中规定波动范围为110MPa，使得整个建筑物各部分之间屈服强度尽可能与设计要求值相匹配。

具有抗层状撕裂能力——在采用焊接连接的梁与柱的节点范围内，构件除承受沿原板材长、宽方向的拉力或压力外，并承受沿板厚方向的拉力，因此要求钢板必须具有足够的抗层状撕裂能力。

2005～2006年，舞钢开发了屈服强度为390～460MPa级别的建筑结构用钢板。

随着建筑钢结构向高层、超高层、大跨度方向发展，一些梁与柱的受力越来越复杂、断面越来越大。

断面增大后，增加了施工、焊接的难度，并且容易产生焊接缺陷、降低焊接接头的质量。

国家体育场-鸟巢立面次结构及钢梯安装方案1、编制依据 (4)1.1设计文件 (4)1.2规范、规程及标准 (4)1.3其它 (5)2、工程概况 (5)2.1工程简介 (5)2.2工程特点、难点 (6)2.2.1工程特点 (6)2.2.2工程难点 (6)3、施工部署 (8)3.1施工区域划分 (8)3.2施工组织 (9)3.2.1总包钢结构组织管理体系 (9)3.2.2专业项目部管理组织机构 (10)3.3施工总体程序 (11)3.4施工方法选择 (12)3.5施工进度计划 (12)3.6主要资源计划 (13)3.6.1主要机械设备配置 (13)3.6.2其他辅助机具表 (13)3.6.3劳动力需求 (14)3.6.4测量和监测设备器具配置 (14)4、施工准备 (15)4.1技术准备 (15)4.2现场准备 (15)4.2.1施工总平面布置 (16)4.2.2场区交通组织 (16)4.2.3施工临时用电计划 (16)4.3劳动力准备 (17)4.4机具准备 (18)4.5材料准备 (18)5、施工工艺 (18)5.1立面次结构吊装工艺 (18)5.1.1立面次结构吊装分段 (19)5.1.2吊机选用 (19)5.1.3吊装索具选用 (20)5.1.4安装顺序与工艺流程 (21)5.1.5立面次结构安装工艺措施 (21)5.1.6安装质量控制点 (22)5.2立面钢楼梯吊装工艺 (23)5.2.1 立面钢楼梯安装分段 (23)5.2.2 吊机选用 (24)5.2.3 吊装索具选用 (24)5.2.4 安装顺序与工艺流程 (25)5.2.5 钢楼梯安装工艺措施 (25)5.2.6 安装质量控制点 (26)6、季节性施工措施 (27)6.1雨季施工措施 (27)6.2冬季施工措施 (28)7、技术质量保证措施 (29)7.1质量保证体系 (29)7.2质量保证措施 (29)7.2.1施工过程中的质量控制 (29)7.2.2构件安装的质量控制 (30)7.2.3现场焊接质量控制 (30)7.3质量控制流程 (31)7.3.1安装质量控制程序 (31)7.3.2焊接质量控制程序 (32)8、安全管理措施 (32)8.1安全文明管理保证体系 (32)8.2安全保证措施 (33)8.3安全技术措施 (34)8.3.1构件的吊装作业 (34)8.3.2多点、面高空焊接 (34)8.3.3高空构件的稳定 (35)8.3.4高空操作平台和上下通道的设置 (35)9、附件 (35)1、编制依据1.1设计文件«国家体育场工程钢结构设计施工图»1.2规范、规程及标准18 建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-200119 国家体育场钢结构施工质量验收标准QB/GJJT-GTCG-2005 1.3其它序号名称编号1 国家体育场工程施工组织总设计〔修改初步设计版〕2004.122 国家体育场工程钢结构安装施工组织设计2004.123 国家体育场钢结构工程主结构安装方案2005.74 北京城建集团工程总承包管理体系文件2005版5 国家体育场钢结构工程焊接工艺评定方案CJNC－0012、工程概况2.1工程简介国家体育场位于北京市城府路南侧，奥林匹克公园中心区内，是北京2018年奥运会的主体育场。

体育场馆鸟巢钢架建筑的造型工艺及材料性能优势贾丽欣西安建筑科技大学体育学院陕西西安71 0055体育场馆鸟巢钢架建筑的造型工艺及材料 性能优势贾丽欣西安建筑科技大学体育学院陕西 西安710055体育馆作为一种大型公共建筑，其建筑用 途和建筑规模对建筑设计师提出了挑战，就要 从最容易引起注意的外部屋盖结构入手，找出 创新、创意点，进而奠定整个的建筑空间和建 筑形象的基础。

而在体育馆屋盖的网架结构、折板结构、钢架结构等多种结构中，体育馆的 网架结构的建筑能够在造型和材料性能上发挥图I独特的优势。

该图为我国最具代表性的鸟巢钢架结构建 筑一一“鸟巢”，位于北京整个奥林匹克公园 建筑群的核心位置，基于城市和奥运会的两个 方面开展它的建造空间特点和空间序列。

后现 代的渚如建筑设计时要充分考虑自由、取消建 筑内外的阻隔、加强区域内的内外联系等建筑 理念，也渗入到该建筑中。

整体上，设计者没 有对这个体育馆没有做多余的处理，而是通过 钢架结构的有效组合结构暴露在外，构成建筑 结构的整体外观。

鸟巢类钢架建筑整体上看较 为美观，由一根根交织的钢架相互嵌套，所有 的建筑材料裸露在外，骨架的流动和走向都能 清楚地看到，同时通过不规则线条体现出流动插2性，在不规则的线条变幻中，体会到不一样的 流动感。

体育馆的细部结构，也用交叉错落的 钢架建筑形成了中国传统文化中镂空效果、“哥窑”瓷的纹路，巧妙地将中国元素融入钢 结构设计中。

鸟巢钢架建筑的造型工艺具有独特性，同时它选用的材料也有不可比拟的优势。

因其本 身结构较为轻便、整体刚性好、变形能力强，而适用于适跨度大、建筑专业型强等特点。

而 国家体育馆更是为受力最大的六个部位，选用 了创新性材料的高强抗剪力钢材Q460，这种 建筑材料材质更为均勻、强度高、塑性和物性 好等优势。

从结构上来说，“鸟巢”设汁没有 按照传统的三角桁架方式，甚至是没有使用一 根立柱，只是充分运用了大型门式框架，而是 主要由24根桁架柱、顶面呈鞍形的巨大的门式 钢架组成，这就能充体现钢架建筑材料强度 高、自重轻，低碳环保、构件安全富裕度高等 性能优势。

一、国家体育场大型空间箱形截面扭曲构件的加工技术国家体育场钢结构为空间钢结构，建筑顶面呈鞍形，长轴为332.3m 短轴为296.4m，最高点高度为68.5ｍ，最低点高度为42.8m，屋盖中间开洞长度不186.7m，宽度为127.5m，48榀主桁架围绕屋盖中间的开口放射形布置，配以屋面次桁架形成大跨度屋盖支撑在周边24根组合钢柱上，组合钢柱之间通过立面次桁架相连形成一整体，整体建筑呈独特的“鸟巢”造型。

工程钢结构总重约45000t，所用钢材基本覆盖国内大部分钢材型号及规格，如国内首次轧制并应用于实际建筑工程中的Q460E钢，其它型号有Q235、Q345、Q345GJ以及铸钢件20Mn5V，板厚从8mm到110mm。

1. 弯扭箱形构件壁板放样与展开下料用三维特形软件、计算机CAD放样、展开，该软件只要根据扭曲箱形构件的空间坐标，定出弯扭箱形构件的四条棱线，再输入箱体壁厚，就可自动生成扭曲箱形实体模型，从而可以得到壁板上的任意空间坐标，让程序进行自动对壁板的展开，并同时可以生成箱体内部的加劲肋安装位置线，这样就可根据展开的线型数据，然后将壁板切割数据输入数控切割机进行壁板的下料切割。

2. 弯扭壁板的加工成型弯扭板的加工方案通常有:压模(含数控压模)压制成型，油压机压制成型；三辊卷板机卷制成型等方法。

通过对各种加工方法的整体加工质量、工作效率，特别是在加工过程中避免由于板材点状受力从而造成对母材的损伤及加工成本等各种因素，综合研究分析后，最终确定以“三辊卷板机卷制成型为主，局部配以油压机整形”的加工方案。

首先用三辊卷板机基本卷制成型，然后对照事先做好的弯扭构件木模型，采用油压机进行局部弯曲整形，直至各边钢板与木模型弯扭曲精确对其为止。

3. 弯扭板材加工成型后的检查弯扭板材加工成形质量的好坏，将直接影响到弯扭构件的整体质量，为此，必须对加工成型后的板材进行严格检查，弯扭板材加工成型质量的检验，通常可采用全站仪、数控扫描仪以及传统的样箱检验等方法。

钢构件工厂加工制作1、钢构件工厂加工制作内容根据图纸及以上对空间三角形桁架钢结构截面类型分析得知：桁架杆件截面主要为Φ114*4、Φ140*5、Φ180*6、Φ219*8、Φ245*8、Φ273*10、Φ325*12、Φ325*20、Φ351*12、Φ377*12、Φ377*16、Φ426*16、Φ426*25、Φ500*30、Φ610*18、Φ610*30、Φ813*20、Φ813*30、Φ89*4。

由此可知：本典型桁架工厂加工制作内容主要为钢管相贯线切割、钢管相贯线焊接等。

2、钢管相贯线切割工艺2.1、钢管需相贯线切割种类相贯线切割的质量好坏是保证本工程制作质量的基本前提条件，需要相贯线切割的钢管直径规格主要为Φ114x4~Φ800x30，钢管的相贯面的切割必须用圆管数控相贯线切割机切割，严禁用任何其它切割器械切割。

需相贯线切割的钢管直径规格见下表：2.2、拟投入工程钢管相贯线切割设备我司现有的钢管相贯面切割机多台，可切割钢管规格：Ø60x5mm~Ø1850x100mm。

设备规格系列规格分布有：HID-300EH 、HID-600EH 、 HID-900MTS 、HID-1200MTS 和LMGQ/P-A1850等。

（1）HID-600H 型设备性能说明型号：HID-600EH功能：主要用于管材各种位置联接件的相贯面切断、剖口加工、电脑三维自动控制主要技术参数：可切割管材直径≤Φ600mm 管材臂厚≤60mm管材长度≤12000mm制件精度：长度≤设定值±1.0mm 相贯面曲率≤设定值±1.0mm （2）HID-1200MTS型设备性能说明设备名称相贯面等离子-火焰管材数控切割机设备简图制造厂商北京林克曼公司2.3、钢管端部相贯线切割工艺支管的相贯面切割采用五维或六维相贯线切割机切割成与主管外表面完全吻合的空间曲线形状；支管壁厚大于或等于6mm时应切坡口，支管壁厚小于6mm时可不切坡口,支管切割时应考虑主管为曲杆等因素对切割轨迹的影响, 下料阶段不得采用人工补修的办法修正切割完的支管。

国家体育场鸟巢工程钢结构支撑塔架设计国家体育场鸟巢工程是中国的一项标志性建筑项目，该项目位于北京市朝阳区奥林匹克公园内。

该建筑由水利工程联合设计集团和新加坡DP Architects联合设计，建设起于2003年，直至2008年奥运会期间供人们观看比赛使用。

鸟巢设计采用了传统而简约的中国造型，真正实现了体育场馆与自然环境和谐共生。

钢结构支撑塔架是鸟巢工程中非常重要的一部分，今天我们就来探讨一下它的设计。

一、鸟巢工程钢结构支撑塔架的基本情况钢结构支撑塔架是鸟巢工程的主要支架结构之一。

鸟巢总长度332.3米，宽度296.3米。

钢结构支撑塔架由超过1万吨的高强度钢材组成，总高度为69.2米，采用了航天科技使用的“双于”双层钢壳结构设计，内外各设有一个独立的钢结构体系。

塔架体系内部设置有观赛通道、电气线路、雨水设施等各种必要设施。

塔架和钢球采用符合环保要求的焊接工艺进行组装，在焊接质量上要求非常高，以确保结构的强度和稳定性。

二、鸟巢工程钢结构支撑塔架设计的原则和方法1、结构合理、稳定、刚性好在钢结构支撑塔架设计中，需要考虑到结构合理、稳定并且刚性好的原则，保证塔架系统整体性能优良。

钢结构支撑塔架同时受到地震荷载，风荷载和自重荷载的作用，因此需要运用各种先进的计算方法和技术手段对其进行分析和研究，包括有限元方法、模拟分析、计算机模拟和三维数学模型，以及基础设计等。

2、合适的技术方案在钢结构支撑塔架的设计时，还需要考虑到合适的技术方案。

在设计阶段，必须进行多方面的技术研究和试验，针对不同的道路、气候、地形和地质条件，选择最为适合的设计方案。

三维有限元分析技术能够对塔架的受力、变形等进行精确计算，以便为塔架的制造和施工提供指导。

3、利用钢结构的优势采用钢材结构，体现了钢结构的优势。

钢材具有质量轻、强、抗震的特点，而且经过不同的加工工艺可以制造出各种截面形态的材料，所以可以制造更为复杂的三维结构。

同时，钢材在制造上的耐腐蚀、耐候性等性能也非常注重，保证了建筑的寿命和稳定性。

鸟巢焊接与关键加工技术介绍黄明鑫戴为志长江精工钢结构（集团）股份有限公司一、“鸟巢”采用部分焊接技术●（－）、Q460-Z35焊接性试验研究新技术●（二）、大规模采用电加热预（后）热技术；●（三）、厚板采用SMAW-GMAW-FCAW-G复合新工艺技术；●（四）、大面积采用仰焊技术；●（五）、GMAW、FCAW-G大流量防风技术；●（六）、钢结构低温焊接技术；●（七）、铸钢及其异种钢焊接技术；●（八）、防止冷、热裂纹技术；●（九）、层状撕裂防止和处理技术；●（十）、特殊焊缝处理技术●（十一）、焊接机器人（FCAW-SS）焊接技术的应用●（十二）、钢筋T型焊接接头压力埋弧焊新工艺●（十三）、复杂钢结构应力应变控制技术。

●（十四）、特殊钢结构合拢技术；二、Q460E焊接性试验研究技术Q460E焊接性试验研究流程图三、大规模采用电加热预（后）热技术对δ≥36mm的焊缝和重要焊接节点全部采用电加热,由此保证了焊缝的预热（后热）温度的均匀和准确性，对防止焊接裂纹的产生和控制应力应变起到积极的作用，特别在冬季施工中电加热起到了不可替代的作用。

四、厚板采用SMAW-GMAW-FCAW-G复合新工艺技术●根据350加8mm的坡口特点，打底焊采用SMAW，从而保证根部焊透、减少根部稀释率，提高了焊缝的根部质量。

●填充采用GMA W目的是提高焊接速度，减少焊缝氢含量，保证焊接熔深。

●表面采用FCAW-G主要是为了提高表面成型质量，增加观感效果。

五、大规模采用仰焊技术国家体育场“鸟巢”钢结构工程现场焊缝有62000M。

（仰焊焊缝占20％左右）、所有对接焊缝（含仰焊焊缝）质量检查UT-B-1级。

根据资料统计,仰焊焊缝有12000M以上。

六、GMAW、FCAW-G大流量防风技术GMAW,FCAW-G采用大流量、大规模焊接Q460E，Q345GJD（厚板）在现场施工获得成功七、低温焊接技术国家体育场钢结构工程为进行冬季施工，组织了一次规模很大的低温焊接试验。

国家体育场钢结构焊接
国家体育场，即鸟巢，是中国北京市奥运会的主体育场，也是一座有
着世界级影响力的建筑。

作为中国的标志性建筑之一，鸟巢的钢结构焊接
是该建筑中不可或缺的一部分。

下面将从鸟巢的设计背景、钢结构焊接的
需求和技术要求等方面进行阐述。

其次，钢结构焊接的需求。

鸟巢的钢结构具有很高的复杂性，不同部
分的焊接需要满足不同的技术要求。

例如，屋顶部分需要焊接精密的细节，以确保结构的稳定性和安全性。

建筑的外观也需要进行焊接，以保证整体
的美观性。

钢结构焊接技术要求的高，主要是出于对鸟巢结构的强度和稳定性的
要求。

焊接的质量直接关系到鸟巢的整体安全性，所以必须严格按照设计
要求和相关标准进行操作。

鸟巢的钢结构焊接需要使用高强度的焊材，并
进行相关的非破坏性检测来验证焊接质量。

在钢结构焊接过程中，还需要考虑到鸟巢的施工环境和时间安排。

为
了保证焊接的质量，必须在干燥、无风、无雨等适宜的施工环境下进行。

另外，由于鸟巢是一座大型建筑，施工时间也是非常紧张的，因此焊接作
业必须尽可能高效，以确保按计划完成。

总之，国家体育场(鸟巢)的钢结构焊接是一项高要求、高难度的工作。

它涉及到鸟巢整体的稳定性和安全性，对焊接工艺的要求非常高。

在焊接
过程中，需要严格按照设计要求和相关标准进行操作，并在适宜的环境下
进行。

这样才能保证鸟巢的整体质量和安全性。

北京城建精工钢结构工程有限公司提要：国家体育场钢结构安装工程，主桁架分项根据安装实际情况被分成空间立体桁架和平面桁架两种吊装单元。

空间立体桁架的多对口对接、平面桁架的翻身过程稳定性是该分项工程的重难点。

关键词：鸟巢钢结构、空间巨型桁架、龙门吊、三机抬吊、安装工艺一、工程简况国家体育场位于北京市城府路南侧，奥林匹克公园中心区内，是北京2008年奥运会的主体育场。

建筑顶面呈马鞍型，长轴为332.3m，短轴为297.3m，南北跨度结构相对标高为42.246m，东西跨度结构相对标高为69.900m，屋盖中间开洞长度为185.3m，宽度为127.5m。

主桁架围绕屋盖中间的开口放射形布置，与屋面及立面的次结构一起形成了"鸟巢"的特殊建筑造型。

大跨度屋盖支撑在周边的24根桁架柱之上。

主桁架尽可能直通或接近直通，并在中部形成由分段直线构成的内环。

钢结构总量约4.6万吨，构件截面均为箱形截面，其空间位置复杂多边，形体宏大、美观。

国家体育场主桁架共有48榀，分别由外围24榀桁架柱开始向中间延伸，在中间形成椭圆形的环。

主桁架总用钢量约14000吨，桁架柱约17020吨，主桁架与桁架柱一起共同形成如图1.2所示的主要承力体系。

主桁架的轴线高度为12m，上下弦及腹杆均为箱形截面构件。

目前工程主结构构件加工制作、拼装已经完成，现场主结构安装接近尾声，钢结构安装重量已经超过四分之三，其中桁架柱已安装完成，鸟巢形体初现端倪。

二、主桁架分段及设备选择打垮度空间巨型桁架的吊装分段很重要，不仅要考虑各分段重量、安装作业半径和国内、现有吊机资源的匹配，同时各分段在支撑塔架上的临时固定及相互搭接各分段间吊装顺序的确定同样是施工的关键。

根据支撑塔架的设置及主桁架的空间交叉情况，将屋盖主桁架共分成182吊。

其中，内环吊装单元共96吊，空间桁架16吊，平面桁架80吊；外环吊装单元共86吊，均为平面桁架。

综合考虑体育场主桁架大型构件的吊装，主桁架最终选用一台CC4800型800T履带吊和CC2800型600T履带吊吊装。

国家体育场（鸟巢）工程钢结构支撑塔架设计封叶剑曹峰崔明芝魏义进摘要：本文主要是对国家体育场主桁架安装过程中所使用的支撑塔架的设计过程进行介绍，并对支撑塔架卸载过程中监测到的支撑塔架应力情况进行分析，从而总结出大吨位支撑体系设计时应注意的问题。

关键词：支撑塔架、抗侧力体系、空间排架、格构式柱、应力比国家体育场为2008年北京奥运会的主体育场，建筑顶面呈马鞍型，大跨度屋盖支撑于周边24根桁架柱上。

主桁架围绕屋盖中间开口呈放射形布置，与桁架柱、顶面及立面次结构一起形成了“鸟巢”的特殊建筑造型。

主桁架尽可能直通或接近直通，并在中部形成由分段直线构成的内环，构件截面均为箱形截面，其空间位置复杂多变，形体宏大、美观。

1．支撑布置及设计技术条件国家体育场屋盖钢结构属大跨度空间巨型桁架结构，构架自重产生的内力所占比例较大。

根据钢结构安装施工组织设计，钢结构总体安装采用分段吊装高空对接的方法（也简称散装法）施工，在结构施工过程中设置了78个支撑点，支撑点设置在主桁架下弦交叉节点的位置，如下图所示。

支撑塔架设计的技术条件来源于支撑卸载分析的结果，它给出了整体、分级同步的卸载过程中，各个支撑点在各个卸载子步的反力情况。

统计其中每个点在所有步骤中的最大反力就是施加在支撑塔架上的使用荷载。

同时，在桁架的安装过程中，虽然支撑塔架所受的竖向力没有在卸载过程中相应支撑点最大反力大，但先内环、后外环的安装顺序使得施工过程主桁架独立承受的风荷载很大，并作为一个水平集中荷载施加在塔架的柱顶。

因此，主桁架在安装过程中所受的风荷载也是支撑塔架受力分析的一个控制工况。

国家体育场的建筑顶面呈双曲马鞍形，最高点高度为69.1m，最低点高度为40.7m。

这样的屋盖外形也决定其安装过程中的支撑塔架的顶面整体外形也呈马鞍形、塔架高，这是支撑设计的又一技术条件。

2．体系选型支撑塔架的柱身选用3×3m格构柱，为提高支撑塔架的整体刚度和稳定性，在支撑塔架的顶部设置水平支撑体系，支撑体系仍采用格构式桁架结构。