随着大型公共建筑的增多，空间钢结构体系大量涌现。北京2008年奥运会国家体育馆屋架工程选用了双向张弦空间网格结构体系，其上弦为纵横正交的平面桁架，下弦为双向高强预应力张拉索网，之间用钢撑杆连接形成双向张弦桁架，该结构体系形式新颖、承载力高、结构稳定性好，在中国国内、外大跨度屋架尚无施工应用实例。

国家体育馆工程结构下部为型钢混凝土框架-钢支撑-框架剪力墙混合结构体系，该工程比赛馆四周有多层看台，看台框架剪力墙与型钢混凝土框架-钢支撑结构已先于屋架完成；屋架安装方案若采用高空散装或整体提升均存在极大困难；另外工期紧，施工总体安排需要组织立体交叉施工，要求屋架施工必须能最大限度地减少对其他后续分项工程的影响。为优质、高效地完成该工程施工，北京城建集团等单位在施工中提出了"双向张弦桁架带索累积滑移及双向预应力分步、分级施加"的方法，通过1:10模型试验、施工全过程的仿真分析和施工监测等过程控制手段，完成了工程施工任务，取得了经济和社会效益。在成功的施工实践基础上，编制形成《双向张弦钢屋架滑移与张拉施工工法》。

《双向张弦钢屋架滑移与张拉施工工法》的工法特点是：

1.提供了一种大跨度张弦、双向结构采用累积滑移及分步分级张拉的施工方法；

2.累积滑移时安装纵向桁架索体并携带横向桁架索体，既提高了安装效率，又最大限度地减少了对其他工序的干扰；

3.采用计算机控制同步液压爬行器累积滑移，设备自动化程度高，操作方便灵活，安全性好，可靠性高，使用面广，通用性强；

4.根据设计和预应力工艺要求，对钢索、钢桁架张拉端节点和撑杆两端节点进行深化设计；通过对结构整体建模及施工全过程仿真计算、施工监测等手段，用于有效的指导施工过程。

双向张弦钢屋架滑移与张拉施工工法适用范围

《双向张弦钢屋架滑移与张拉施工工法》适用于大跨度双向张弦结构带索累积滑移及预应力张拉施工。

双向张弦钢屋架滑移与张拉施工工法工艺原理

《双向张弦钢屋架滑移与张拉施工工法》的工艺原理叙述如下：

1.双向桁架通过增加支撑点（减小跨度），可以像单向桁架一样采用累积滑移法安装；

2.通过加大组装平台宽度，增加平台上同时拼装桁架的数量，可以提高累积拼装方向（滑移方向）桁架的拼装精度，保证桁架的双向拼装质量；

3.滑移时采取拖带索的方法，既可解决桁架滑移到位后不易挂索的难题，又能保证工程质量、安全，且减少对其他工序施工的干扰；

4.累积滑移的推进装置采用计算机控制同步液压爬行器；

5.通过计算机仿真模拟计算分析，确定各个张拉阶段的主要控制点和相应的理论数值，得出每一步张拉各榀之间相互影响的关系和规律，给出预应力损失的数值，并最终得出每榀需要的张拉力，形成完整的张拉和监控方案。

双向张弦钢屋架滑移与张拉施工工法施工工艺

• 工艺流程

《双向张弦钢屋架滑移与张拉施工工法》的工艺流程见图1。

图1注：图中纵向桁架指垂直于滑移方向的桁架，横向桁架指平行于滑移方向的桁架。

• 操作要点

《双向张弦钢屋架滑移与张拉施工工法》的操作要点如下：

一、深化设计

根据设计及预应力工艺要求，计算出钢索的下料长度，以及索体上撑杆节点的安装位置标记点。完成钢撑杆上、下节点和钢桁架张拉端节点的加工图设计。

二、施工仿真计算

针对具体工程建立结构整体模型，进行施工仿真模拟计算，得出如下结果：

1.根据设计要求的撑杆的垂直状态，给出撑杆节点位置的标记力；

2.验证张拉施工方案的可行性，确保张拉过程的安全；

3.给出每步张拉张拉力的大小，为实际张拉时的张拉力值的确定提供理论依据；

4.给出每步张拉结构的变形及应力状态，为张拉过程中的变形监测及索力监测提供理论依据；

5.根据计算张拉力大小，选择合适的张拉机具，并设计合理的张拉工装。

三、钢索制作

按照深化设计计算出的下料长度进行钢索制作。制作完成的钢索在工厂内要进行预张拉，预张拉力为设计索力的1.2-1.4倍，并在预张拉力等于设计索力的情况下，在索体上标注出每个钢撑杆下节点的安装位置。为便于施工要求每根索体都单独成盘出厂。

四、高空组装平台搭设及桁架拼装

1.国家体育馆桁架在高空组装平台上组拼时是七点支撑，滑移时跨中设支点，变成三点支撑，即三条滑道（详见高空组装平台及滑道示意图2）。双向桁架累积滑移时，横向桁架不像纵向桁架那样可以在高空组装平台上一次拼装成型，而是在滑移过程中逐节间、逐步拼装而成。

2.如果按一般累积滑移作法，横向桁架将在前一节间已受力变形（七点支撑变三点支撑）后才组装。将造成横向桁架拼装质量难以保证。若增加平台宽度，使三榀纵向桁架能同时在高空组装平台上拼装，则可保证横向桁架在前一节间发生形变前拼装后一节间，如此则能较好地提高横向桁架的整体质量。所以高空组装平台搭设的宽度不是一般的满足两榀拼装的需要，而是满足三榀桁架拼装的需要。国家体育馆拼装平台的设计宽度为21米。

五、滑道支撑架及滑移胎架支设

1.双向桁架滑移时基本呈单向（或三边支撑）受力状态，如果在原支座、原跨度条件下滑移，则桁架应力、变形将超出设计允许值。故需增加1~2条支撑，以减小跨度。国家体育馆在跨中增设了一条滑道，使纵向桁架在滑移时变成了三支点。

2.张弦桁架因下弦为钢索，桁架的中滑道支撑点必须在上弦，如此滑道与支撑点存在一定高差，因此要在中滑道上增设滑移胎架。

3.滑移胎架可采用组装式标准架，轨道采用重型钢轨及H型钢梁。中间滑道爬行器与滑移胎架连接，通过耳板和加劲板传力，推动桁架移动。

4.为保证滑移过程桁架同步及滑移胎架在滑移时的稳定性。在滑移胎架水平方向上下各加设钢管桁架梁，在滑移胎架侧向设置交叉撑将滑移胎架连成一个整体排架。通过合理设定、稳定分析、整体有限元分析及合理设置液压爬向器的位置，改善滑移胎架的受力状态等方法，保证了滑移胎架的安全；解决了滑移过程中推力的传递及滑动胎架的稳定。且方便撑杆、双向预应力索的安装和固定支撑架向滑动胎架的转换等一系列难题。

六、液压同步滑移系统安装

液压同步滑移施工采用计算机控制，通过数据反馈和控制指令传递，可全自动实现各个爬行器（平面布置见图3）同步动作、负载均衡、姿态矫正、推力控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能。

滑移设备总体规划布置应满足钢屋架滑移单元滑移驱动力的要求，使每台液压爬行器受载均匀；保证每台泵站驱动的液压爬行器数量相等，提高泵站利用率；确保系统的安全性和可靠性，降低工程风险。爬行器采用TJG-1000型液压爬行器，每台液压爬行器设计额定水平推进力为1000千牛。爬行器的数量根据最大滑移推力计算确定。最大滑移推力由最大滑移单元的重量，按照0.2的滑动摩擦系数计算确定。为减小滑移面的摩擦力，在桁架上高空组装平台前底座和滑道间预先涂抹黄油，黄油中不能存在砂粒等杂物。

七、撑杆及索安装

1.撑杆节点安装和索的安装是交叉进行的，预应力索固定在撑杆下节点。安装基本流程是：撑杆及上节点安装→穿纵向索→纵索安装→纵索索夹节点安装→横索安装→横索索夹节点安装。

2.撑杆重量较大，安装时要借助起重设备（国家体育馆使用的是塔吊）。撑杆上节点的安装已在高空组装平台外，如搭设操作架较困难，可使用吊篮安装。

3.横向索安装

横向索到达现场后全部吊运到高空组装平台后方硬化地面上，索盘与主体结构净距至少1.5米，索体的放置位置详见图4横向索放置平台。由于横向索体的安装高度一直在变化中，因此对应每个索盘位置处脚手架的立杆要避开放索位置，同时该部脚手架横杆采用卡扣连接的方式，以便在索体同其相交时，临时拆除。待调整完索体后再重新连接。在滑移前应将索体提前提运至脚手平台上，并预留出大于滑移距离的长度，以防止因在滑移过程中出现拖索现象而导致推进阻力增大；在滑移时应随时观察索体的预留长度，如果出现滑移使索体绷直的现象，应该立即停止滑移，待索体提运出滑移余量后再继续滑移。

4.纵向索安装

索盘放置于纵索安装平台（详见图5纵索安装平台）一端，安装时由一端向另一端牵引展开。当桁架首根纵索滑移至纵索安装平台上方后，下放索体至索夹高度，开始纵索安装；后续各索均按首根索方法安装（国家体育馆纵索安装平台设置于钢结构的22、23、N、M轴间的桁架网格间，索盘设于索安装平台的南端。）

放纵向索时可采用卷扬机牵引索体。并注意纵向索与横向索体相互关系。放索时，先将牵引绳捆绑在索头上，然后缓慢开动卷扬机，牵引索体放开；每放开5米索体，增加一人对索体进行导向，防止索体在牵引过程中滑落到脚手架外或晃动过大。人员在脚手架上活动时，必须将安全带挂在安全绳上。

5.索夹节点安装

用导链将索提至撑杆下端节点，并注意观察索的走向，防止索被脚手架卡住。安装时，首先将索体外保护拆除，露出内侧PE上做好的索夹节点安装标记，以此标记根据索球的宽度，画出索球的两侧安装位置，按照安装位置将索球固定到索体上，然后将纵向索连同索球一起通过索夹板固定到撑杆下节点上，最后将横向索连同索球一起通过索夹板固定到撑杆上，完成索夹节点安装（图6撑杆下端节点展开图）。

八、同步累积滑移

1.滑移前需充分进行准备工作

主要包括液压爬行器安装及检修调试、爬行器耳板设计、轨道及预埋件安装、液压泵站的检修与调试、电气控制系统检修与试验、计算机同步控制系统、泵站控制柜及各种传感器的检修与调试；爬行速度控制在6～8米/小时；启动时爬行加速度取决于流量增量，通过计算机控制速度曲线，可使滑板初始运动的加速度非常小；液压同步滑移设备系统安装完成后需进行调试，主要内容是检查泵站上所有阀或硬管的接头是否有松动，检查溢流阀的调压弹簧处于是否完全放松状态；检查泵站启动柜与液压爬行器之间电缆线的连接是否正确；检查泵站与液压爬行器主油缸之间的油管连接是否正确；系统送电，检查液压泵主轴转动方向是否正确；在泵站不启动的情况下，手动操作控制柜中相应按钮，检查电磁阀和截止阀的动作是否正常，截止阀编号和液压爬行器编号是否对应；检查行程传感器和位移传感器；滑移前启动泵站，调节到5兆帕左右的压力，伸缩油缸，检查A腔、B腔的油管连接是否正确；检查截止阀能否截止对应的油缸；检查比例阀在电流变化时能否加快或减慢对应油缸的伸缩速度。

2.滑移的同步性控制

屋架在滑移过程中，是沿设定的直线前进的，如果滑道的直线度差，易使滑道产生破坏。因此滑道的施工精度必须较高；液压牵引作业由计算机通过传感器进行闭环控制和智能化控制，实现牵引的同步和负载的均衡，使滑移过程中钢屋架的结构稳定性、同步性和位移偏差满足要求。同步性测控除采用液压滑移系统本身的计算机系统控制外，另外采用全站仪对所有滑道处的行程进行同步性测控。在每个滑道位置上各固定一个反射棱镜，通过测量放线使各点连线垂直于滑道的方向，即各点具有相同的起始位置。在滑移单元沿滑道前方各搭设一个临时观测平台，安置全站仪，分别观测各个反射棱镜，在滑移过程中，各点同时计时，从开始每隔固定时间间隔测量全站仪与反射棱镜间的距离，记录每次监测的距离数据。通过时间、距离记录表可了解较详细的爬行运动状态及同步情况。

九、钢索分步分级对称张拉

1.张拉机具标定

张拉前张拉设备要在专业的检测机构进行标定，并出具标定报告，施工中根据标定报告中的数据进行张拉。

2.张拉控制力原则

根据设计和施工仿真确定的控制张拉力，双向分级、分步对称实施张拉。张拉分为三级，第一级使索力达到设计索力的80%，第二级使索力达到设计索力，第三级根据监测结果对索力进行微调，使最终索力值及结构应力和变形符合设计要求。需要说明的是，在正式张拉前，要完成两个方向预应力钢索的张拉预紧，张拉预紧力为设计索力的20%。

钢索张拉以张拉力控制为主，每台油泵上都安装有经过严格标定的油压传感器和读数仪，通过读数仪显示数据直接控制张拉力大小。同时，对钢索的张拉伸长值及张拉引起的钢结构变形进行量测，检查张拉效果是否与理论数值相符合。如发现异常，应暂停张拉，待查明原因并采取措施后，再继绕张拉。

3.张拉操作要点

张拉前，索头上要安装工作锚、工装承力架、千斤顶和工具锚，对于测量索力的钢索，张拉端与工作锚之间还要加装压力传感器。索头上安装的组件较多，必须小心安放，以保证千斤顶形心与钢索重合，避免张拉时产生偏心。张拉时，先开动油泵，待油泵启动供油正常后再开始给油、加压，给油速度要控制，时间不应低于0.5分钟。当油压力显示张拉力达到钢索张拉控制力时应停止加压并稳住油压、此时将索头上的工作锚拧紧。控紧工作锚后油泵立刻回油，待千斤顶回缸后关闭油泵，此次张拉结束。

十、张拉测量

1.张拉力的测量

油泵上安装经过严格标定的油压传感器，张拉时通过连接到油压传感器的读数仪直接测量。

2.张拉伸长值的测量

把张拉前预应力钢索预紧后的张拉端长度作为原始长度，当张拉完成后，再次测量张拉端长度，两者之差即为实际伸长值。

十一、应力、变形监测

采用激光扫描仪、全站仪、振弦式应变计及相应的数采系统等对累积滑移施工中桁架应力、变形、水平偏移，支撑架及滑移轨道应力等进行全过程监控；采用压力传感器、全站仪、百分表、振弦式应变计等对张拉过程中及完毕后的钢索索力、钢桁架应力、钢桁架变形和支座位移等进行全过程监控。通过监测数据与计算机施工仿真计算数值的比较，控制滑移及张拉施工质量，保证施工安全。

一、材料

《双向张弦钢屋架滑移与张拉施工工法》所用的材料明细如下：

1.钢结构用材

钢结构用材及预应力索等必须满足2005年前的国家规范要求。常用的预应力钢索规格有：5毫米×109毫米、5毫米×187毫米、5毫米×253毫米、5毫米×367毫米。

2.滑轨

滑轨采用50千克/米重型钢轨，中间轨道梁采用H800×500×16×20。

3.滑移胎架及滑移支撑架

滑移胎架及滑移支撑架宜采用拼装式标准架。

4.组装平台

组装平台可采用扣件式钢管脚手。

二、设备

《双向张弦钢屋架滑移与张拉施工工法》所用的设备明细如下：

1.滑移施工常用设备包括：履带吊、液压泵源系统、液压爬行器、计算机控制系统、液压传感器、激光测距仪、全站仪、振弦式应变计、MCU智能采集单元、激光扫描仪等。

2.预应力施工常用设备包括：放索盘、吊装带、卷扬机、倒链、千斤顶和配套油泵、油压传感器和配套读数仪、应变计、百分表、锚索计和全站仪等。施工时，根据预应力钢索数量、索重和索长、钢索张拉力和工期要求以及现场条件具体确定使用设备的种类、型号和数量。

三、劳动组织

《双向张弦钢屋架滑移与张拉施工工法》的劳动组织见表1。

《双向张弦钢屋架滑移与张拉施工工法》的质量控制要求如下：

一、质量验收标准

除遵照执行2005年前的国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300—2001和《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205—2001和《建筑钢结构焊接规程》JG 81—2002、《网架结构设计及施工规程》JGJ 7—1991等规范、规程中有关规定外，该工程还进一步明确了焊接球、铸钢件等质量检验标准，并对钢屋架地面组拼、高空整榀拼装、桁架滑移到位张拉前允许偏差及钢屋架施工完成后的允许偏差制定了验收标准如下：

（一）地面组拼

地面拼装单元的允许偏差应符合表2的规定。

检查数量：按单元数抽查5%，且不应少于5个。

检查方法：用钢尺和拉线等辅助量具实测。

（二）高空整榀拼装

高空拼装桁架允许误差应符合表3的规定。

检查数量：每榀。

检查方法：用钢尺和全站仪等量具实测。

（三）桁架滑移到位张拉前允许偏差

桁架滑移到位张拉前允许偏差应满足表4的规定。

（四）预应力钢索

1.钢索的材料、制作等应符合2005年前的国家产品标准和设计要求，强度等级为1670兆帕。

检查数量：全数检查。

检验方法：检查产品的质量合格证明文件、中文标志及检验报告等。

2.在给定拉力状态下的钢索长度（毫米）误差为±1/5000索长。

检查数量：全数检查。

检验方法：用标定过的钢卷尺测量。

3.对以下项目进行检查，见表5。

在钢索出厂时要提供如下质量证明文件：

1）钢索质量保证书；2）钢丝质量保证书；3）锚具质量保证书；4）PE质量保证书。

（五）钢索张拉施工

1.钢索张拉力数值的允许偏差为±8%。

检查数量：全部检查。

检验方法：在油泵上安装经严格标定的油压传感器，张拉时用读数仪实测。

2.张拉伸长值（毫米）

实际伸长值（△_1s）的偏差控制范围可用式表示：△_1s=（1±b）△₁±c。

式中△₁——理论伸长值；b——取7%；c——取L/2000，且不大于30.0毫米。

检查数量：全部检查。

检验方法：量测实际伸长值并与理论计算值比较。

3.钢撑杆垂直度偏差不大于撑杆长度的1/100。

检查数量：撑杆数量的2%，且不少于3根。

检验方法：用全站仪实测。

（六）钢结构应力及变形监测

预应力索每次张拉完毕后，应用振弦式应变计测量钢结构内力，用全站仪测量钢结构起拱值，用位移计测量支座水平位移值。

检查数量：不少于8个测点。

检验方法：检查记录资料或实测。

二、滑移过程的质量控制

（一）轨道安装的要求

由于轨道的安装精度对滑移施工的顺利进行及结构受力状态有较大影响。因此对轨道的安装精度

需严格控制。轨道的拼焊采用坡口焊，焊接后对焊缝处用角向砂轮打磨平整。轨道安装精度要求如下：

1.直线度控制在4毫米以内；

2.一个柱距内，标高偏差控制在4毫米以内；

3.轨道的结构误差不大于1毫米；

4.同跨度轨道水平投影轨距偏差控制在10毫米以内。

（二）滑移同步性的要求

各滑移轨道不同步控制一般在15毫米以内，最大不超过30毫米。

（三）滑移过程中的桁架竖向位移及杆件应力要求

桁架竖向位移与理论计算值的差异在5毫米以内，杆件应力与理论计算值的差异在10兆帕以内。

（四）结构的稳定性控制

1.深化设计时应对滑移单元的应力和变形、滑移支撑体系等滑移施工全过程进行模拟分析；施工中对主要受力构件、临时支撑构件、焊接节点等进行应力-应变测试。

2.首次滑移时应增加滑移单元及滑移胎架的整体稳定性和抗风能力，并做好试滑移。

三、质量保证措施

（一）由于预应力钢索的可调节量只有±30毫米，因此施工中要严格控制钢桁架的安装精度在相关规范要求范围以内。钢桁架拼装、滑移就位后必须进行钢结构尺寸的检查与复核，根据复核后的实际尺寸对计算机施工仿真模拟的计算模型进行调整、重新计算，用计算出的新数据指导预应力张拉施工，并作为张拉施工监测的理论依据。

（二）钢撑杆的上节点安装要严格按全站仪打点确定的位置进行。下节点安装要严格按钢索在工厂预张拉时做好标记的位置进行，以保证钢撑杆的安装位置符合设计要求。若钢撑杆上节点的安装位置由于钢桁架拼装的精度有所调整，则钢撑杆下节点在纵、横向索上的位置要重新调整确定。

（三）钢索要在防潮防雨的遮篷中存放。成圈产品应水平堆放，重叠堆放时逐层间应加垫木，避免压伤钢索PE护层。钢索安装过程中应注意保护PE护层，避免护层损坏。如出现损坏，应及时修补。为防止钢索PFE护层在安装过程中被其他硬物划坏或被钢桁架拼装焊接的火星烧坏，安装钢索前要用防火布缠包整个索体，待钢屋架安装全部完毕后再进行拆除。

（四）为消除钢索的非弹性变形，保证使用时弹性工作，钢索在工厂内需要进行预张拉。预张力为设计索力的1.2～1.4倍，持荷时间为0.5～2.0小时。在进行张拉伸长值计算和施工仿真计算时，应采用索厂提供的弹性模量。验收时要考虑索厂的弹性模量误差对伸长值的影响。

（五）为保证张拉质量，张拉时采取以张拉力控制为主，用伸长值进行校核的张拉力与伸长值双控的方法。同时布置测点，对张拉施工进行监控。

（六）张拉施工中要采用双向对称、分级、分步张拉，尽可能减少张拉中钢索间索力的相互影响，尽量保持钢索两端张拉的同步。张拉时各张拉点要配备通信工具，保持相互间的联络通畅。张拉操作要严格按技术要求进行，若张拉出现问题或出现监控数据与理论值出入过大的情况，要立即停止张拉，待查明原因并处理后，方可恢复张拉。

（七）在后续的结构施工过程中，如屋面荷载、悬挂荷载的施加步骤和方法，要尽量保证比较均匀、对称、匀速地施工，避免出现过大的集中荷载。

（八）加强专业施工的项目管理，制定质量目标，设置专门质检人员。对施工人员要进行事先培训，合格后方可上岗。施工中严格执行"三按"、"三检"和"一控"，即严格按图纸、按施工方案和施工工艺、按2005年前的国家规范和标准；做到自检、互检和交接检；控制一次验收合格率。

采用《双向张弦钢屋架滑移与张拉施工工法》施工时，除遵照执行2005年前的国家标准《建设工程施工现场供电安全规范》GB 50194—1993（2006年版）和《建筑机械使用安全技术规程》JGJ 33—2001、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ 46—2005、《建筑施工安全检查标准》JGJ 59—99、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ 80—91以及北京市《北京市建筑工程施工安全操作规程》DBJ 01—62—2002、《建设工程施工现场安全、防护、场容卫生、环境保护及保卫消防标准》DBJ 01—83—2003、《建设工程施工现场安全资料管理规程》DBJ 01—383—2006等安全规范、规程中有关规定外，还应注意以下几点：

1.该工法中桁架拼装、焊接、测量、油漆等均在高空组装平台上进行，因此必须保证高空组装平台强度、刚度及稳定性。并做好高空水平及临边防护，作业人员系好安全带，所用工具和安装用零部件，应放入随身佩带的工具袋内，不可随手向下丢掷。

2.索体高空安装需搭设可靠的操作平台；滑移时应放出索体滑移留量，并有专人看护。

3.正式滑移施工前应进行试滑移，检查桁架拼装、变形、水平偏移，支撑架及滑移轨道支设和同步液压滑移系统安装等情况，发现问题及时处理。

4.起重机的行驶道路必须坚实可靠，如在基坑边作业必须对基坑稳定性进行核算，严禁超载吊装，歪拉斜吊。施工前应对吊装用机械设备、吊具、索具等进行检查，凡不符合安全规定的，则禁止使用。

5.钢构件应堆放整齐牢固，防止构件失稳伤人。并搞好防火工作，氧气、乙炔按规定存放使用；电焊、气割时要注意周围环境有无易燃物品后再进行工作，严防火灾发生；氧气瓶、乙炔瓶应分别存放，使用时要保持安全距离，安全距离应大于10米。

6.施工前应了解施工期的气象资料，雨、雪天气不宜安排高空作业，当需高空作业时则必须采取必要的防滑、防寒和防冻措施；遇5级以上强风、浓雾等恶劣天气，不得进行露天攀登和悬空高处作业。

7.高空施工时应避免交叉作业，当无条件避开交叉作业时，不得在垂直方向上操作；下层作业的位置必须处于上层可能坠落的范围之外，不符合上述条件的应设置安全防护层。

8.预应力专业施工的安全控制措施要与整个工程的安全生产管理挂钩，同时建立自身的安全保障体系，由项目负责人全面管理。每个班组要设置安全员一名，具体负责预应力施工作业的安全。

9.预应力施工人员进入现场应遵守工地各项安全措施及要求。要按国家规定正确使用劳动防护用品。

10.施工人员作业时要系好安全带，并且拉好安全绳，严防高空坠落。

11.施工脚手架、钢索安装平台和张拉操作平台以及通道的周边要设置护栏，露空处和工人操作位置的下方要架设安全网。

12.张拉时，油管接头处和千斤顶后端严禁手触、站人：工作人员应站在油泵和千斤顶的两侧。张拉期间操作人员不得擅自离开岗位。

13.油泵与千斤顶的操作者必须紧密配合，在千斤顶就位妥当后方可开动油泵。油泵操作人员必须精神集中，平稳给油、回油。应密切注视油压表读数，张拉后回缸到底时需及时将控制手柄置于中位，以免回油压力瞬间迅速加大，损坏设备、发生危险。

14.高空中准备安装的各种构件和安装、张拉使用的各种机具设备都要妥善放置，避免坠落伤人。

15.施工现场各类孔洞的临边必须有警示和防护设施。施工用电要符合JGJ 46—2005标准。

16.施工机械的操作者和特种作业人员持证上岗，起重机械安装须取得劳动局验收，严格遵守十不吊规定。

17.起重和绑扎用的钢丝绳应有足够的安全系数，要加强日常的检查，凡表面磨损、腐蚀、断丝超过标准的、打死弯、断股、油芯、外露的均不得使用。吊钩应有防止脱钩的装置。

采用《双向张弦钢屋架滑移与张拉施工工法》施工时，除遵照执行2005年前的国家标准《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB 50325—2001（2006年版）和《建筑施工现场环境与卫生标准》JGJ 146—2004以及北京市《建设工程施工现场安全、防护、场容卫生、环境保护及保卫消防标准》DBJ 01—83—2003、《民用建筑工程室内环境污染控制规程》DBJ 01—91—2004等环境保护规范、规程中有关规定外，还应注意以下几点：

1.施工现场应做到道路通畅无阻，排水畅通无积水。

2.构件应按种类、安装顺序分区存放，并需平整、稳妥、垫实，搁置干燥、无积水处，防止锈蚀。

3.在安装过程中，应随时清理构件表面，清除无用的附件（吊耳、卡具、夹具等）。该工程钢屋架施工时，其下部主体结构已施工完成，应注意做好成品保护。钢屋架安装完成后，及时清除临时设施及建筑垃圾，严禁随意处理。

4.焊接时应采取有效措施，避免弧光对其他施工人员及周边环境的影响，焊条、焊丝头及焊渣等设专用容器随时清理。

5.施工用临时配电箱、电缆及焊把线需规划整齐，并有良好的保护措施，做到整洁、安全。

6.工地防腐、防火涂料应设置专用涂料房保管和存放，剩余涂料严禁随地丢弃。钢构件涂刷作业时操作人员应做好防护，对溅落的油漆应及时清理干净。

7.油泵操作人员必须精神集中注意油泵和千斤顶的状态，密切注视油压表读数，若出现渗漏油，应停止作业，并防止液压油遗洒。

8.若出现液压油遗洒，及时清理干净，防止污染其他物品。

《双向张弦钢屋架滑移与张拉施工工法》采取"带索累积滑移及预应力分步分级张拉"方案。与高空散装方案比较有社会、经济效益。

10.1高空散装钢结构至少需要增加1~2台300吨吊装设备，而累积滑移方案则可节省。按1台300吨吊车计，租赁费和进出场费即增加200万元以上；

10.2采用2005年的施工方案，仅在跨内三个轴线内布置了脚手架。若采用满堂红脚手架，脚手架用量为2005年方案的3倍以上。保守估计脚手架用量节约200万元以上；

10.3在钢结构拼装过程中，利用主体结构边梁搭设组装平台，减少拼装平台用钢量100吨，节约50万元；在滑移过程中，利用混凝土边梁作为滑道支撑，减少钢结构用量，节约50万元以上；

10.4减少了滑移到位后再进行预应力索安装的设备及人工费50万以上；利用主体结构边梁搭设组装平台，减少拼装平台用钢量100吨节约50万元；

10.5使用累积滑移的施工方案，实现了看台板及机电工程与钢屋架的交叉施工，保守估计节省工期近3个月。此项经济效益超过100万元。

10.6采用分级、分步对称张拉，减少了张拉设备用量，节约资金约50万元。

从经济效益上看，国家体育馆采用"带索累积滑移及预应力分步分级张拉"施工方案，保守估计节约资金超过700万元。

国家体育馆采用"带索累积滑移及预应力分步分级张拉"施工方案，此方案技术含量高，经济效益显著。带索累积滑移施工需要解决一系列相关技术难题；保证双向桁架拼装质量的拼装技术，适应带索施工的索夹节点设计及带索方法，超高滑移胎架的设计，双向预应力张拉技术等。国家体育馆工程还通过模型试验和计算机仿真分析，找到了施工各步骤、各阶段的关键点和预控值。

现工程已顺利完工，在国家体育馆的工地，没有出现密密麻麻的脚手架，没有出现大量的高空作业，甚至没有吨位奇大的吊机。该方法在提高施工技术水平、安全水平，缩短工期、提高施工组织水平，提高经济效益等方面都发挥了作用，取得了明显的经济效益和社会效益。

该施工方法为同类工程设计、施工提供了借鉴，为2005年后中国相关标准的制定提供参考和依据，推动了中国空间结构的进步，实现了施工的总体部署，获得了社会效益。

注：施工费用以2005-2006年施工材料价格计算

《双向张弦钢屋架滑移与张拉施工工法》的应用实例如下：

一、工程概况

国家体育馆工程为北京2008年奥运会的重点工程，位于北京奥林匹克公园南部，是中心区三大场馆之一，总建筑面积80890平方米，地上四层，地下一层。该工程主体结构形式为框架剪力墙与型钢混凝土框架钢支撑相结合的混合结构体系，比赛馆钢屋架结构形式为单曲面双向张弦桁架钢结构，钢屋架（包括热身馆）投影面积22835平方米，总重量约2800吨。详见图7"预应力索平面布置图"（包括索规格和索力）。

国家体育馆钢桁架安装于2006年5月16日开工，2006年10月15日完成。

国家体育馆从功能上分为比赛馆和热身馆两个馆，比赛馆平面尺寸为114米×144.5米，热身馆平面尺寸为51米×63米，用单向波浪形复合金属屋面有机地把两个馆连在一起，屋架高度约为38～43～34～28米。

二、施工情况

国家体育馆钢屋架工程于2006年5月开工至2006年10月完工，历时五个月，施工中采用了"带索累积滑移及预应力分步分级张拉"方案，高质量、顺利、安全地完成了钢桁架安装任务。屋架施工期间其他工序按计划实现了交叉，保证了施工总体部署的实现。

在滑移安装过程中，8月4日到9月7日间根据施工方案及现场的进度对8根纵向索进行了20%张拉力的预紧。在滑移结束并且完成了比赛馆的钢结构焊接后，在9月25日到9月28日完成了对横向索20%预紧力的张拉。在比赛馆及热身馆全部焊接完成并通过验收后，在10月7日到9日，将所有的索体张拉到80%设计索力，10月10日到11日对所有的索进行了100%设计力的张拉，并超张拉到5%，10月12日到13日完成了索力的微调，张拉示意如图8。

正式张拉时同时张拉4个轴线6根索，每根索两端同时张拉，因此共采用了8台150吨和4台250吨的千斤顶同时进行张拉。

三、实施效果

通过采取工厂预张拉消除索的非弹性变形，保证索初始张拉位置相同；采用三级、十四次对称循环张拉方案和控制张拉时给油速度、持荷时间等一系列措施。对预应力钢索的张拉力和伸长值进行控制。实施结果，索力总体偏差控制在5%以内，伸长值都在验收标准规定的范围之内；张拉起拱变形与理论最大偏差值为9毫米；撑杆的垂直度最大偏移在1%以内。

在钢屋架施工过程中，为了控制钢结构的施工精度和施工安全，对结构形态、就位精度、应力、变形等进行了实时监测，监测结果与理论分析基本吻合，处于预控范围之内。钢屋架施工达到了预期目标。

2008年01月31日，中华人民共和国住房和城乡建设部发布《关于公布2005-2006年度国家级工法的通知》建质[2008]22号，《双向张弦钢屋架滑移与张拉施工工法》被评定为2005-2006年度国家一级工法。 2100433B

荣誉表彰

2011年9月，中华人民共和国住房和城乡建设部发布《关于公布2009-2010年度国家级工法的通知》建质[2011]154号，《穹顶钢结构双向旋转累积滑移施工工法》被评定为2009-2010年度国家二级工法。 2100433B

荣誉表彰

2011年9月，中华人民共和国住房和城乡建设部发布《关于公布2009-2010年度国家级工法的通知》建质[2011]154号，《带狗骨式阻尼器的张弦梁结构施工工法》被评定为2009-2010年度国家二级工法。 2100433B

第一章 工程概况

第一节 哈尔滨国际会议展览体育中心工程概况

第二节 哈尔滨国际会议展览体育中心主馆工程概况

第二章 张统桁架结构设计

第一节 张弦结构的特点及工程应用

一、张弦结构概述

二、张弦结构的特点

三、张弦结构的工程应用

第二节 张弦结构的形式及分类

一、平面张弦染结构

三、空间张弦染结构

第三节 平面张弦染结构的结构性能和一般原则

一、平面张弦染结构的结构性能

二、张弦梁结构的形态定义和力学特性

三、张弦梁结构的预应力特性

四、平面张弦梁结构平面外称定和屋面支撑系统设计

五、张弦梁结构的抗风和抗震设计

第四节 平面张弦梁结构的结构分析方法

一、平面张弦梁结构分析的一般原则

二、平面张弦梁结构预应力分析

三、平面张弦梁结构放样形状的分析

第五节 索拱体系的解析分析方法

一、施加预应力阶段的计算

二、加载阶段的计算

第三章 哈尔滨国际会展体育中心屋盖张弦桁架结构设计

第一节 主馆结构形式介绍

一、整体结构形式简介

二、单榀张弦桁架及其支座

第二节 张弦桁加结构分析与设计

一、张弦架结构参灵敏

二、荷载设计参数选用

三、荷载工况

四、静力分析结果

五、地震作用分析

六、预应力的施加及结构放样形状的确定

七、哈尔滨国际会展体育中心工程设计体会

第四章 大型张弦梁结构的施工方法

第一节 施工方法概述

一、拼装施工法

二、滑移施工法

三、整体吊装法

四、整体提升法

五、整体顶升法

第二节 哈尔滨会展主馆张弦桁架拼装施工技术

一、拼装施工概述

二、散件拼装

三、整体拼装

第三节 哈尔滨会展主馆张弦桁架吊装施工技术

……

第五章 大型张弦梁结构金属屋面系统的设计

第六章 大型金属屋面系统施工

附录

参考文献

2100433B