世博會演藝中心工程施工技術(shù)一、工程簡介上海世博演藝中中心，中國2010年上海世界界博覽會永久久性場館之一一，位于“世博園”核心區(qū)域。造造型呈飛碟狀狀，在不同角角度、不同時時間會呈現(xiàn)不不同形態(tài)。其其設(shè)計理念為為：文化與科科技的融合，現(xiàn)現(xiàn)代與未來的的對話，中國國與世界的交交響。演藝中心用地面面積672422.6m2，總建筑面面積1259445m2，其中地上上為單層的18000座多功能劇劇場及環(huán)繞主主場館的周邊邊六層建筑，建建筑面積為739411m2，地下建筑筑為兩層，建建筑面積為520044m2，建筑檐口口高度為26.5m。演藝中心是國內(nèi)內(nèi)首個容量可可變的室內(nèi)大型演藝藝場館。通過過多功能機械械布景的不同同分隔，世博博演藝中心可可以從18000座的體育館館，轉(zhuǎn)變?yōu)?2000座和8000座的大型演演出場所，直直至成為舒適適、精巧的4000座劇場。能能滿足大中型型綜藝演出、體體育賽事、集集會慶典等多多功能的使用用需求。世博演藝中心于于2008年1月開工，并并將于2009年12月竣工。工工期非常緊湊湊，如何做好好有效的施工工協(xié)調(diào)也是一一個難點。二、關(guān)鍵施工技技術(shù)（一）基坑施工工：大直徑圓圓形支撐系統(tǒng)統(tǒng)的施工；復復雜條件下基基礎(chǔ)底板周邊邊環(huán)板作為換換撐的施工技技術(shù)研究。（二）勁性結(jié)構(gòu)構(gòu)施工：斜鋼鋼管混凝土施施工工藝的研研究及檢測；；勁性節(jié)點施施工質(zhì)量控制制。（三）大跨度懸懸挑鋼結(jié)構(gòu)施施工技術(shù)：飛飛碟形超大屋屋蓋空間自平平衡鋼結(jié)構(gòu)施施工技術(shù)（四）直立鎖邊邊系統(tǒng)施工方方法：負風拉拉力下非典型型節(jié)點直立鎖鎖邊系統(tǒng)受力力測試三、基礎(chǔ)施工本工程基坑面積積約為25800m2，開挖深度度深達11.4m，屬超大深深基坑工程。（一）周邊環(huán)境境：場地為原原有廠區(qū)及部部分碼頭拆遷遷后空地，且且基坑北側(cè)為為拆除原有防防汛墻回填黃黃浦江區(qū)域。場場地內(nèi)存在大大量舊建筑物物拆除后遺留留下的混凝土土基礎(chǔ)、回填填用拋石、建建筑垃圾等。因為主體結(jié)構(gòu)支支撐的108根勁性柱由由基礎(chǔ)地板開開始升起，同同時由于主體體地下室結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計的進度度問題，圍護護形式、支撐撐方案的選擇擇將對后續(xù)施施工工期帶來來很大影響。在在工期緊張的的情況下對圍圍護方案作出出優(yōu)選才能做做到最大程度度縮短工期，減減少時間成本本。（二）圍護形式式：結(jié)合各種種實際情況，本本基坑工程選選用鉆孔灌注注樁結(jié)合止水水帷幕作為圍圍護體。采用用鉆孔灌注樁樁作為圍護體體與主體結(jié)構(gòu)構(gòu)的設(shè)計關(guān)聯(lián)聯(lián)程度相對較較小且鉆孔灌灌注圍護樁施施工上比較靈靈活，一般情情況下遇到障障礙物可通過過局部調(diào)整樁樁位即可避開開施工，可在在一定程度上上減小樁基等等地下障礙物物等對本基坑坑工程的影響響程度。（三）支撐形式式：考慮到本工程工工期要求高，為為加快基坑土土方工程出土土速度，以及及確保支撐系系統(tǒng)完全避讓讓主體地下結(jié)結(jié)構(gòu)勁性柱，以以便為后續(xù)的的主體結(jié)構(gòu)工工程創(chuàng)造有利利的施工條件件，從而縮短短總工期，本本工程采用圓圓環(huán)支撐系統(tǒng)統(tǒng)的支撐方案案：圓環(huán)支撐撐內(nèi)環(huán)直徑達達128m，第一道支支撐內(nèi)環(huán)為1900××900，第支撐布置置平面圖二道支撐內(nèi)環(huán)為為2600××1300。并將主體體結(jié)構(gòu)的施工工路線和換撐撐并列為兩條條施工路線，大大大的縮短了了施工周期。（四）換撐技術(shù)術(shù)：本工程底板換撐撐是又一縮短短工期的關(guān)鍵鍵性的決定，結(jié)結(jié)合原結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計承臺反梁梁的布置特點點，利用主體體結(jié)構(gòu)和裙房房結(jié)構(gòu)交接位位置的后澆帶帶，將主體結(jié)結(jié)構(gòu)的底板施施工的工期從從環(huán)撐的換撐撐周期中間剝剝離出來。利利用裙房底板板內(nèi)靠近環(huán)向向后澆帶的反反梁，形成底底板換撐環(huán)梁梁。底板結(jié)構(gòu)構(gòu)平面布置圖圖在主體結(jié)構(gòu)以外外的底板結(jié)構(gòu)構(gòu)完成后，即即可進行第一一道支撐的換換撐，進而進進行周邊地下下室結(jié)構(gòu)的施施工。中間主主體結(jié)構(gòu)且包包括底板施工工完全避開了了環(huán)撐的障礙礙和換撐的工工期影響，成成為一個獨立立施工體系。底板換撐環(huán)梁布布置圖（五）基坑施工工流程。1、圍護體、工工程樁、鋼立立柱及立柱樁樁施工。2、第一道砼圍圍檁和砼內(nèi)支支撐形成。3、基坑分塊對對稱開挖，確確保圓環(huán)支撐撐均勻受力。第一道支撐達到設(shè)計強度的80％后，按照1－2－3－4－5-6進行中心島開挖，同時穿插施工第二道支撐。土方開挖分塊圖圖4、第二道支撐撐全部形成并并達到設(shè)計強強度的80％后，按照第一一皮土流程一一樣進行中心心島式開挖，因因此首先形成成裙房基礎(chǔ)底底板及周邊換換撐板帶，見見下圖。5、待周邊裙房房底板砼達到到設(shè)計強度的的80％后，拆除除第二道支撐撐，見下圖。6、向上施工--6.6000標高地下一一層樓板結(jié)構(gòu)構(gòu)，并設(shè)置周周邊換撐板帶帶和在內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)缺失區(qū)域域設(shè)置換撐。7、待地下一層層樓板結(jié)構(gòu)達達到設(shè)計強度度的80％后，拆除除第一道支撐，見右右圖。8、施工地下室室頂板，待結(jié)結(jié)構(gòu)達到設(shè)計計強度后，密密實回填周邊邊土體，拆除除地下結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)部換撐。演藝中心在20009年年底必須須竣工投入使使用，因此必必須緊抓施工工進度，確保保如期完工。由由于其主體結(jié)結(jié)構(gòu)的復雜性性，以及基礎(chǔ)礎(chǔ)形式的特殊殊性，最后選選用了128m直徑的環(huán)形形支撐圍護體體系，將主體體結(jié)構(gòu)從128m直徑環(huán)撐中中直接穿出，不不受支撐體系系的影響；且且精心設(shè)計了了底板換撐的的形式，直接接利用底板原原有反梁形成成換撐反梁，將將中間主體結(jié)結(jié)構(gòu)的底板結(jié)結(jié)構(gòu)施工也完完全獨立于支支護體系，支支撐的拆除只只和周邊裙房房結(jié)構(gòu)存在關(guān)關(guān)聯(lián)，和中間間主體結(jié)構(gòu)的的底板施工沒沒有任何的聯(lián)聯(lián)系。大直徑圓形環(huán)撐撐的選用，確確保了上海世世博演藝中心心工程主體結(jié)結(jié)構(gòu)施工的關(guān)關(guān)鍵線路的順順利進行，不不受環(huán)撐影響響，大大的節(jié)節(jié)約了施工工工期。五、飛碟形超大大屋蓋空間自自平衡鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)施工技術(shù)（一）屋蓋鋼結(jié)結(jié)構(gòu)吊裝技術(shù)術(shù)。屋蓋結(jié)構(gòu)由通長長桁架、徑向向桁架、屋蓋蓋中心環(huán)向桁桁架相互連接接，形成一個個自平衡受力力體系。長向向桁架跨度135.77m，重達70t，數(shù)量眾多多的徑向桁架架每榀重達25t，且施工作作業(yè)投影面積積達到近2.6萬m2。采用普通通的吊裝設(shè)備備根本不能滿滿足施工要求求，為此現(xiàn)場場采用2臺1000噸米、2臺2000噸米，共4臺大型塔吊吊及1臺550噸履帶吊來來吊裝鋼構(gòu)件件。針對構(gòu)件的大小小、重量、吊吊裝位置，采采取不同吊裝裝方案，或單單機吊裝就位位、或雙機雙雙肩抬吊、或或雙機接力吊吊裝。通過事事先對吊裝工工況的設(shè)計，與與構(gòu)件加工廠廠協(xié)調(diào)，在構(gòu)構(gòu)件合理位置置安裝吊耳，確確保構(gòu)件的起起吊及一次就就位成功。（二）不同施工工階段的空間間自平衡屋蓋蓋加載比例控控制技術(shù)。屋蓋施工分為滑滑動支座支撐撐、支撐柱鉸鉸接兩個階段段，由于邊界界約束條件不不同，桁架的的撓度及內(nèi)力力變化很大。因因此，需要研研究不同施工工階段的加載載比例，以找找到減小屋蓋蓋對支座產(chǎn)生生水平推力及及保證桁架剛剛度之間的平平衡點。在鋼屋蓋施工階階段，在屋蓋蓋中心區(qū)域設(shè)設(shè)置豎向支撐撐系統(tǒng)，先完完成環(huán)向桁架架區(qū)域內(nèi)的結(jié)結(jié)構(gòu)安裝，屋屋蓋徑向桁架架在地面立拼拼后由塔吊整整段吊裝到位位，內(nèi)側(cè)擱置置在內(nèi)圈結(jié)構(gòu)構(gòu)上，外側(cè)擱擱置在鋼框架架柱頂上；徑徑向桁架對稱稱安裝，桁架架間的連系桿桿件和剩余的的環(huán)向桁架構(gòu)構(gòu)件后補。臨時支撐編號臨時支撐由于巨型懸臂桁桁架與屋蓋桁桁架施工中均均設(shè)置了豎向向支撐，為了了使這些結(jié)構(gòu)構(gòu)達到設(shè)計的的使用狀態(tài)，在在結(jié)構(gòu)安裝完完成后需進行行卸載。卸載載的順序及相相關(guān)工藝根據(jù)據(jù)計算機模擬擬及計算結(jié)果果確定。為選擇合理的加加載順序，將將支撐內(nèi)力安安全快速的傳傳遞給永久支支撐，并保證證屋蓋在加載載過程中的變變形合理、強強度安全，對對臨時支撐系系統(tǒng)拆除過程程進行全過程程計算機仿真真模擬，對支支撐進行了反反力和穩(wěn)定性性驗算，并在在加載同時對對整體屋蓋鋼鋼結(jié)構(gòu)進行變變形驗算。加載原則滿足以以下原則：須須保證臨時支支撐結(jié)構(gòu)處于于安全狀態(tài)，保保證不會發(fā)生生整體失穩(wěn)；；須保證鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的變形協(xié)協(xié)調(diào)；在滿足足上述條件基基礎(chǔ)上，步驟驟次數(shù)盡可能能少、每步幅幅度盡可能大大。根據(jù)所確定的加加載原則，采采用有限元計計算，通過大大量計算，最最終確定一條條拆除臨時支支撐結(jié)構(gòu)的路路徑，首先分分步加載8-11榀桁架的8道支撐，然然后再分步依依次按照從內(nèi)內(nèi)向外的加載載順序逐步進進行加載，第第二步在進行行到一定程度度的加載后，拆拆除最外圍的的臨時支撐。在在調(diào)節(jié)過程中中對于支撐反反力較小或者者接近于支撐撐自重的桿件件在下一加載載步中予以直直接拆除，至至第22步完全拆除除所有支撐，加加載結(jié)束。六、負風拉力下下非典型節(jié)點點直立鎖邊系系統(tǒng)受力測試試本工程上、下殼殼幕墻采用直直立鎖邊系統(tǒng)統(tǒng)作為屋面底底板。但通過過深化圖紙發(fā)發(fā)現(xiàn)，因金屬屬幕墻的分塊塊，直立鎖邊邊系統(tǒng)中的鋁鋁合金夾具并并沒有全部直直接固定于鋁鋁合金固定座座上，部分夾夾具直接固定定在了直立鎖鎖邊鋼板之上上，造成了屋屋面?zhèn)髁w系系上的不明確確。同時固定定與直立鎖邊邊鋼板上的受受力節(jié)點在設(shè)設(shè)計荷載時并并沒有考慮。為為此特別將實實際出現(xiàn)的各各種節(jié)點樣式式，通過施加加模擬風荷載載的方式，對對連接節(jié)點及及傳力系統(tǒng)進進行試驗，以以保證實際使使用時幕墻系系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)安安全性能。（一）屋面板模模型A。試驗加載方法：：施加50％的設(shè)計荷荷載，加壓過過程不少于3秒，荷載持持續(xù)3秒，記取相相應(yīng)荷載取值值和荷載位移移；依次施加加500N的荷載，加加壓過程不少少于3秒；拉力達達到最大值后后記錄位移，繼繼續(xù)施加荷載載，直到無法法施加荷載為為止，荷載持持續(xù)10秒，無明顯顯變化后記取取相應(yīng)荷載取取值和荷載位位移曲線。設(shè)計荷載：單點點受力測試模模型A（兩個夾具具）允許的設(shè)設(shè)計荷載一為為7.2KN，拉力最大大值9KN，允許的設(shè)設(shè)計荷載二為為8.3KN，拉力最大大值10.388KN，測試模型型如下：試驗結(jié)果：首次次加載至7.7kN時，由于測測點1和測點2與加載鋼梁梁相碰，停止止加載，取消消測點1和測點二。加加載至11.2kkN時，板肋明明顯折彎、板板面已屈曲。卸卸載后的殘余余變形量：測測點3為2.89mmm；測點4為2.09mmm。滿足設(shè)計計要求。（二）屋面板模模型B。試驗加載方法：：施加50％的設(shè)計荷荷載，加壓過過程不少于3秒，荷載持持續(xù)3秒，記取相相應(yīng)荷載取值值和荷載位移移；依次施加加500N的荷載，加加壓過程不少少于3秒；拉力達達到最大值后后記錄位移，繼繼續(xù)施加荷載載，直到無法法施加荷載為為止，荷載持持續(xù)10秒，無明顯顯變化后記取取相應(yīng)荷載取取值和荷載位位移曲線。設(shè)計荷載：單點點受力測試模模型B（四個夾具具）允許的設(shè)設(shè)計荷載一為為7.2KN，拉力最大大值9KN，允許的設(shè)設(shè)計荷載二為為8.3KN，拉力最大大值10.388KN，測試模型型如下：試驗結(jié)果：加載載至19.3kkN時，加載鋼鋼梁已變形，無無法繼續(xù)加載載，停止加載載。卸載后的的殘余變形量量：測點1為2.58mmm；測點2為2.98mmm；測點3為2.43mmm；測點4為3.76mmm。滿足設(shè)計計要求。（三）屋面板模模型C。模擬屋面板系統(tǒng)統(tǒng)，在負風拉拉力F作用下屋面面板的受力情情況,采用滑移支支座并使其單單點受拉，考考慮滑槽固定定座最大可能能安裝偏差100mmm進行模擬安安裝，對以上上受力形式進進行拉力測試試。試驗加載方法：：施加3.6KN的設(shè)計荷載載，加壓過程程不少于3秒，荷載持持續(xù)3秒，記取相相應(yīng)荷載取值值和荷載位移移；依次施加加500N的荷載，加加壓過程不少少于3秒；拉力達達到最大值后后記錄位移，繼繼續(xù)施加荷載載，直到無法法施加荷載為為止，荷載持持續(xù)10秒，無明顯