编者注
作为城市文化的重要载体，体育文化及会展建筑已成为衡量一座城市开放度、活力和发展潜力的重要指标之一。为推动此类建筑高质量发展，提升绿色化、工业化、数字化建造水平，“建造技术”公众号将以“打造城市活力地标”专栏的形式，分享近年来典型项目的技术创新与应用。
项目概况
三亚体育中心体育场项目位于三亚市吉阳区，为甲级大型体育场，总座位数约4万个，体育场长边长304.4m，短边长268.2m，地上4层，建筑标高45.300m，占地面积31670.8m2，如图1所示。
图1 体育场整体效果图
体育场平面呈不规则五边形，底部为四层混凝土看台，顶部为钢结构雨棚，雨棚通过V型柱和受压环梁分为外层钢结构和内层钢结构。
施工关键技术
施工分工及总体施工流程
按照施工流程剖面，外部钢结构分为四个施工区域，如图2所示。
图2 施工区域
根据结构特点及施工分区，先南北向，后东西向依次安装预埋钢结构件、临时支撑架、内环梁、内环V型柱、外环梁、外幕墙斜柱、屋面横梁，整体钢结构吊装焊接完毕后，卸载拆除临时支撑体系。
对于内环V形柱，考虑本工程结构特点及施工方便钢结构安装，南北区域V形柱安装顺序为先V形柱后圈梁，东西区域V形柱安装顺序为先圈梁后V形柱。
根据施工现场及构件段特点，主要使用2台400t、2台300t、1台200t履带起重机进行吊装。
整体安装流程为：南北区挂篮、内环梁、内环V型柱→东西区挂篮、内环梁、内环V型柱→南北区外环梁、外幕墙斜柱→南北区屋面横梁→东西区外环梁、外幕墙斜柱→东西区屋面横梁→临时支撑挂篮卸载、拆除。
钢结构安装零状态配置的确定
根据结构整体一次成型的计算结果，外围钢结构初始状态与放样零状态存在一定的差距，设计图提供的结构构型为初始状态构型。为使预应力完成后的结构构型与设计的初始状态构型一致，需分两个阶段对外围钢结构进行预偏置。
1）第一阶段通过外围钢结构详细的施工仿真分析及预应力张拉施工仿真分析结果，综合考虑钢结构及预应力张拉施工过程中结构形态的变化，确定预应力张拉施工前外围钢结构的完成形态。
2）阶段2：将钢结构一次成型与施工模拟计算结果相结合，在深化过程中对压环梁进行整形及预偏处理，使钢结构施工模拟得到的结构形态与一次成型形态一致。
地面装配精度控制
钢结构构件为圆管及箱形截面，其中内圈梁、外圈梁箱形截面构件为弧形构件。为便于弧形箱形构件及圆管构件的工厂装配及现场安装定位，在结构模型中布置了箱形梁构件的四条边线及圆管构件端口处边缘的控制点（见图3），给出了断裂边缘定位点的现场安装总体坐标、现场装配局部坐标及工厂装配局部坐标，并在钢结构构件端口位置打孔，以方便现场吊装单元的高空定位、现场运输单元的地面装配定位及工厂件的地面装配定位。
图3 组件端口控制点
另外，由于该举升装置结构特殊，对内环梁举升装置的装配框架进行了设计与验证，保证了地面装配的精度。
临时支撑系统设计
本工程采用分段顶升方式，需设置三圈临时支撑挂篮，根据挂篮受力及结构特点，分为七种类型的临时支撑挂篮，共计126个。
对于南北区域的内环框架，由于V型柱外倾角度较小，框架高度较小，因此采用单框架；对于东西区域的内环框架，由于V型柱外倾角度较大，框架高度较大，因此需要采用双框架，以保证框架承载力和刚度。对于外环框架和中环框架，框架受力不大，因此可以采用单框架。另外，由于V型柱和外幕墙斜柱倾斜角度不同，且混凝土结构不平整，局部高差较大，因此不仅需要针对不同倾斜角度的构件设计相应的临时支撑架顶部工装，还需根据框架底部支撑情况设计不同的底部工装。此外，为了使临时支撑架的顶部和底部工装与构件及下部混凝土结构相匹配，建立了上部钢结构、混凝土结构和框架结构的三维模型，进行碰撞检查。
温度效应对封堵及施工工艺的影响
按施工分区设置4道合拢缝钢结构安装，如图2所示，单道合拢缝由内向外进行合拢，合拢缝杆件吊到高空后，采用临时夹具及安装螺栓固定，待合拢时机合适后对杆件进行对接焊接。
为了评估温度及合拢缝对整体结构的影响，选取整体结构合拢前后两个阶段作为研究对象，分别研究温度升降、合拢缝对整体结构的影响。
研究表明:温度升降对结构整体变形和应力有一定影响,但影响并不显著;通过沿对角线方向设置4个节点,可有效减小温度效应引起的结构不利变形,并可有效释放温度效应引起的结构附加应力。
临时支撑系统卸载
本工程为大跨度空间结构，结构安装时临时支撑结构体系卸载将引起结构内力发生较大的重分布，对结构最终的成型状态影响较大。根据工程结构特点及临时支撑结构体系布置情况，提出4种卸载方案，并进行卸载仿真分析，对比主体结构成型状态、卸载过程中主体结构等效应力与位移的变化、卸载过程中主体结构支座反力的变化、卸载过程中临时支撑框架反力的变化。最终采用先卸载中心柱框架，再从长轴方向逐步卸载南北两侧内外环框架，最后从短轴方向逐步卸载东西两侧内外环框架的同步卸载方案，卸载顺序如图4所示。
图4 卸载顺序
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三亚体育中心体育场钢结构安装关键技术（全文发表于《建设技术》（中英文版）2021年第7期）
