国家体育场（鸟巢项目）建设
国家体育场（鸟巢项目）概况
建设地点：奥林匹克中心
比赛时功能：田径、足球
外形：椭圆马鞍形
建筑面积：25.8万平方米
长度：330m；宽度：280m；高度：40.7~69.2m
席位数量：110,000
顶开：182m×124m
国家体育场（鸟巢工程）的设计特色
国家体育场屋盖结构平面投影为椭圆形，顶面为较平整的马鞍面；屋盖洞口近似为椭圆形国家体育场鸟巢钢结构工程施工技术，由两段椭圆段和两段圆弧段组成。
看台为钢筋混凝土结构，外围护为钢结构。钢筋混凝土结构与钢结构完全分离。钢结构由24根组合钢柱和24根屋架组成国家体育场鸟巢钢结构工程施工技术，形成网状（斜）网格结构，形似中国瓷器的裂纹和“鸟巢”的形状，故名“鸟巢”。
主桁架上弦杆及屋面次结构截面尺寸均为1000×1000mm；下弦杆主截面尺寸为800×800mm，靠近组合柱局部为1200×1000mm；组合柱及立面次结构构件截面尺寸均为1200×1200mm。
钢结构总重约4万吨，其中桁架1.4万吨，组合柱约1.3万吨，次结构1.2万吨，楼梯及马道5000吨。钢板厚度>34mm时采用Q345；>36mm时采用Q345GJ；少量采用Q460、Q460ML钢。
主桁架、次结构、组合柱均采用焊接箱形截面，杆件连接主要采用焊接。
结构部件
结构部件
主体结构由24根钢格构柱支撑，每根钢格构柱由两根1200×1200mm2箱形钢柱和一根菱形钢柱组成（顶、底板钢板厚90～100mm，其它钢板厚50～80mm）。
结构柱
结构柱
结构柱
主体结构均为大截面箱型构件，节点为空间多根杆件汇聚之处；次结构节点复杂多变，规律性较小。
钢结构节点图
国家体育场屋盖由钢结构和膜结构组成，膜结构又可分为屋面围护结构和声学吊顶，屋盖上部维护结构采用单层ETFE膜材料，下部声学吊顶采用单层PTFE膜材料，屋盖开口内环桁架采用防水PTFE膜材料。
ETFE膜厚度为250微米，无色透明，透光率≥87％。拉伸强度≥50N/mm2，弹性模量≥965N/mm2。
PTFE下弦声学天花板膜材料吸声率≥70%，透光率≥30%。
楼板采用无粘结预应力混凝土，大悬臂梁采用有粘结预应力混凝土，采用7根φs5（φs15）钢绞线，A=139mm2，等级1860N/mm2；
体育场内部看台
钢结构施工技术
钢结构与混凝土结构施工同时进行，施工难度较大。
由于杆件组装而成的桁架均为曲面，且设计要求曲线变化圆滑、自然，因此对焊工水平、焊接设备、组装架的要求都很高。
钢结构现场拼装安装精度要求高，精度控制难度大。
由于钢结构曲线、曲面复杂且不断变化，计算机模拟生产和安装情况十分困难。
杆件空间交叉角小，局部超厚钢板、高强钢Q460钢、铸钢件焊接列入专项攻关课题，采取有效预防措施，现场焊接难度大，焊接材料总消耗量约两百吨。
部分钢构件组成的刚架具有不规则曲面，这种巨型钢结构的拼装安装需要进行三维测量与控制，拼装安装难度很大。
大跨度巨型钢结构屋盖支撑数量多、分布面积大，卸载过程控制难度大。
钢结构的防腐处理比较困难。
主体结构共分为258个安装单元，其中平面桁架单元163个、空间桁架单元24个、钢柱安装单元72个，安装单元空间桁架最大重量163t、平面桁架94t，最大长度42m。
根据钢结构安装总体方案确定的分阶段对称安装原则，钢结构安装分为I、II两个区域，I区为P21钢柱至P8钢柱区域，II区为P9钢柱至P20钢柱区域。
主体结构安装顺序遵循对称、同步的原则，并尽快在安装区域形成局部稳定。一般分为三阶段、八个区域。第一阶段安装1、2区；第二阶段安装3、4区；第三阶段安装5、6、7、8区。
立面二次结构在支撑塔卸载前，随钢组合柱的各阶段安装一起进行。
支撑塔卸载后，安装顶部底座结构。
支撑塔身：四肢采用外径351无缝钢管，四个接地下节为φ351×16，其余上部杆件均为φ351×12；水平平面内腹杆为φ219×8，斜平面内腹杆为φ180×6，四肢对角垂直平面内腹杆均为φ140×4。
塔连接桁架：弦杆为φ219×8，腹杆为φ140×6。
支撑塔示意图
鸟巢建设过程中，主体钢结构的重量主要由78根临时钢柱支撑。卸荷就是要整体、分阶段、同步地缓慢、稳步地拆除这78根柱子产生的78个受力区域，让鸟巢由依靠外力支撑变成完全靠自身支撑。
鸟巢外环、中环、内环按需分布78个应力点，其中外环24个、中环24个、内环30个。卸载过程分为7个大步骤，每个大步骤又包括5个小步骤，顺序为外环、中环、内环、中环、内环。
卸载的每个小步骤分为三个部分：
第一步，将千斤顶升起，使其能将木块支撑在一起；
第二阶段，将钢柱顶端第一层垫块拆除，此时该区域受力完全由千斤顶支撑；
第三阶段，千斤顶缓慢下降，直至到达第二垫块的高度，此时该点的力又由钢柱和千斤顶共同承担。
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