国家体育馆双向张弦结构预应力施工技术
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国家体育馆屋面柔性防水层施工技术
� 接缝处理：相邻卷材之间接缝采用搭接方法， � � � � 搭接宽度 � ； 为保证卷材防水层质量， 在卷材 � 涂刷配套基层处理剂： 应涂刷均匀， 不露底 � 不 堆积� 搭接作业完成后， 使用配套密封胶对搭接缝再密封�
� � 铺设大面防水层： 待基层处理剂干燥后， 弹出 � 码固定座节点加强处理： 在大面卷材铺贴完 � 毕后， 须对 码固定座进行附加增强处理， 以提高柔 基准线， 试铺卷材， 并根据 码固定座的位置裁口以 及屋面坡度， 自下而上大面积铺贴粘霸 （图 ） ； 遇到 自粘卷材 性防水层的整体密闭性� 铺贴附加增强层时， 为了不 影响防水层上的玻璃棉降噪层及铝合金屋面板的安
� 南北向长 2 12 . 5
�该馆主体为框架剪力墙型钢筋
混凝土钢支撑混合结构， 钢屋架为大跨度双向预应力 张弦钢结构体系， 呈扇形波浪曲线 �场馆外立面为玻
� 璃幕墙， 屋面为铝合金防水板， 屋面面积约 2 4 000 （图 1 ） �
2
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压型钢板底板内
4. 2 作业条件 1 ） 施工单位须具有相应的国家建筑防水工程专 业施工资质 � 2 ） 操作工人须经防水专业培训， 持有防水专业施 工岗位证书 � 3 ） 基层满足设计和规范要求， 前道工序质量验收 合格后， 方可进行防水层施工 �
厚镀锌压型钢板底板 方通檩条二次结构� 屋面
厚喷覆式吸声层
2 柔性防水层材料 2. 1 选材原则 国家体育馆金属屋面体系集吸音� 隔音 � 保温 � 降 噪� 防水等功能于一体， 屋面形式独特， 壳体体积庞
1
工程概况 荣获 2 008 年度中国建设工程鲁班奖 �第八届詹
国家体育馆设计简要回顾
６ 玻 璃 幕 墙体 系 ． 竖 向 内藏 式 吊杆 与 水 平 向大 跨 度 玻 璃 肋 受 力 体 系 ：竖 向 由
内藏 吊杆传 递至项部钢梁 ， 发挥材 料抗 拉特型 ， 将截 面尺寸优化 至最 小 ； 水平荷载通过 内外双 侧玻 璃肋传 递至混凝土柱 ， 玻璃肋 彩釉处理 ， 既满足受力要求又达 到遮 阳效果。
３ 运 动 员 竞 赛 同 层 ．
运 动员从大 巴下车进场 馆到运动 员进行 比赛 ， 有相 关设 所 施及场地 （ 身 ／ 热 比赛 ） 均设 置在 同层 ， 并将 比赛 场地 与热 身场 地之间 的距离尽 可能缩短 ， 为运动员提供 方便 。 （ ） 二 科技设计
１ 太 阳 能 光 电技 术 ． ７ 双 向 张 悬梁 屋 架 ．
充分考虑各类残障观众 的需 求 ， 盲道 、 无障碍坡道 、 电梯 、 卫
生问 、 带陪伴席 的无障碍席位等 ， 体现人文关怀。
２ 二Ｏ ／ 八 鳇 翳 ６ ０ 月 年
维普资讯
０ ｐｃ ｌ ｏ ｍｎ ｌＯ ８Ｓｅｉ ｌ ８ ａＣ ｕ
３ 水 源 热 泵 技术 ．
采 用 水 源 热 泵 系统 ，为赛 后 场 馆 运 营 提 供 生 活 热 水 及 冬 季
值 班采暖热水 ， 提高一 次能源利 用率。恒 有源三联供 ， 制备生活 热水、 辅助用房 空调 。
４ 场 馆 智 能化 ．
采 用 智 能化 监 测 和控 制 系 统 ，对体 育 场 馆 内 各 类 机 电设 备 的 运 行 、 全 状 况 、 源 使 用 和 管 理 等 实 行 自动 监 视 、 量 、 制 安 能 测 控 与 管理 。安 放 报 警 、 电视 监 控 、 电子 巡 更 、 备监 控 等 。 设
育 馆钢 屋架 工程 由 １ ４榀 桁 架组 成 ， 总用 钢量 为 ２８ ０ ， 目 ０ ｔ是 前国 内空 间跨度最 大 的双 向张弦钢 屋 架结构体 系。选择 双 向 张弦钢屋 架 的轻钢 结构体 系 ，最 大化 地减 少 了用钢量 。减 少 了用 钢量 ， 也就是 大 大减 少 了材料 生产 、 运输 、 装 中 Ｃ 安 Ｏ 等
内藏 吊杆传 递至项部钢梁 ， 发挥材 料抗 拉特型 ， 将截 面尺寸优化 至最 小 ； 水平荷载通过 内外双 侧玻 璃肋传 递至混凝土柱 ， 玻璃肋 彩釉处理 ， 既满足受力要求又达 到遮 阳效果。
３ 运 动 员 竞 赛 同 层 ．
运 动员从大 巴下车进场 馆到运动 员进行 比赛 ， 有相 关设 所 施及场地 （ 身 ／ 热 比赛 ） 均设 置在 同层 ， 并将 比赛 场地 与热 身场 地之间 的距离尽 可能缩短 ， 为运动员提供 方便 。 （ ） 二 科技设计
１ 太 阳 能 光 电技 术 ． ７ 双 向 张 悬梁 屋 架 ．
充分考虑各类残障观众 的需 求 ， 盲道 、 无障碍坡道 、 电梯 、 卫
生问 、 带陪伴席 的无障碍席位等 ， 体现人文关怀。
２ 二Ｏ ／ 八 鳇 翳 ６ ０ 月 年
维普资讯
０ ｐｃ ｌ ｏ ｍｎ ｌＯ ８Ｓｅｉ ｌ ８ ａＣ ｕ
３ 水 源 热 泵 技术 ．
采 用 水 源 热 泵 系统 ，为赛 后 场 馆 运 营 提 供 生 活 热 水 及 冬 季
值 班采暖热水 ， 提高一 次能源利 用率。恒 有源三联供 ， 制备生活 热水、 辅助用房 空调 。
４ 场 馆 智 能化 ．
采 用 智 能化 监 测 和控 制 系 统 ，对体 育 场 馆 内 各 类 机 电设 备 的 运 行 、 全 状 况 、 源 使 用 和 管 理 等 实 行 自动 监 视 、 量 、 制 安 能 测 控 与 管理 。安 放 报 警 、 电视 监 控 、 电子 巡 更 、 备监 控 等 。 设
育 馆钢 屋架 工程 由 １ ４榀 桁 架组 成 ， 总用 钢量 为 ２８ ０ ， 目 ０ ｔ是 前国 内空 间跨度最 大 的双 向张弦钢 屋 架结构体 系。选择 双 向 张弦钢屋 架 的轻钢 结构体 系 ，最 大化 地减 少 了用钢量 。减 少 了用 钢量 ， 也就是 大 大减 少 了材料 生产 、 运输 、 装 中 Ｃ 安 Ｏ 等
国家体育馆屋面柔性防水层施工技术
国家体育馆屋面柔性防水层施工技术
叶军;王永成;许光宇
【期刊名称】《中国建筑防水》
【年(卷),期】2010(000)003
【摘要】国家体育馆屋面在铝合金屋面防水板下,还设有一道自粘卷材柔性防水层.文中介绍了防水层选材、材料特点及其施工工艺、质量验收要点,指出该工程的成功对金属结构屋面的防水处理具有指导和借鉴意义.
【总页数】4页(P23-26)
【作者】叶军;王永成;许光宇
【作者单位】北京科顺建筑材料有限公司,北京,100142;北京科顺建筑材料有限公司,北京,100142;北京科顺建筑材料有限公司,北京,100142
【正文语种】中文
【中图分类】TU231
【相关文献】
1.国家体育馆金属屋面施工技术 [J], 史育童;邓建明
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3.刚性防水屋面加铺柔性防水层 [J], 钟金方
4.铁路明洞柔性防水层施工技术 [J], 碗国建
5.国家体育馆双向张弦结构预应力施工技术 [J], 徐瑞龙;秦杰;张然;李国立;王泽强;陈新礼
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大跨度预应力钢结构在体育馆工程中的应用.pptx
4.2.2预应力索张拉
按施工方案，张拉施工分3级由两端向中间双方向对称 施工。第一张拉至80%设计索力；第二次张拉100%设计 索力，并超张拉5%；第三级进行索力微调，调整到设计 值。分级张拉施工顺序如下图所示（第一级为1-7号图， 第二级为8-14号图，第三级根据监测情况对个别索调整。 ）
第一次张拉9,22，E,M轴线张拉到80%设计力，分别为 980.1060.1360.1360KN.
2.预应力技术于大跨度空间钢结构特色和优势
(1) 可以改变结构的受力状态，满足设计人员所要求的结构 刚度、内力分布和位移控制。
(2) 通过预应力技术可以构成新的结构体系和结构形态(形 式)，如索穹顶结构等。
(3) 预应力技术可以作为预制构件(单元杆件或组合构件)装 配的手段，从而形成一种新型的结构，如弓式预应力钢结 构。 (4) 采用预应力技术后，或可组成一种杂交的空间结构，或 可构成一种全新的空间结构，其结构的用钢指标比原结构 或一般结构可大幅度降低，具有明显的技术经济效益。
桁架预应力钢索采用挤包双护层大节距扭绞型缆索，定 位撑杆（撑杆为圆管，截面为219×12mm，最长为 9.248m）。上端与桁架结构的下弦采用万向球绞节点连接， 下端与索采用夹板节点连接，纵横向索穿过钢撑杆下端的 双向节点，形成双向张拉空间索网，索端与钢结构相连处 设计为铸钢节点。(图2.3.4)
4.2 钢结构预应力施工
4.2.1预应力索的安装
索的安装穿插在钢构件的安装过程中，索盘放置在结 构外地坪上，纵横向拉索使用捯链辅助牵引，随钢结构一 起滑移，但索不张拉，仅预紧。索规格主要有4 种:5×109,5×187,5×253,5×367.横向钢索预张力中间索 最大2000KN，端部索最小1100KN；纵向钢索预张力中间 索最大1600KN，端部索最小1300KN，张拉过程中，考虑 纵横向索相互影响和张拉先后顺序对索力影响，需超张拉， 横向双索最大张拉力达到2730KN,纵向单索最大张拉力达 到1850KN。
【国家自然科学基金】_张弦梁结构_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801
2012年 序号 1 2 3 4 5
科研热词 非线性分析 缺陷 稳定性分析 拉索 张弦梁
推荐指数 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
推荐指数 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
2014年 科研热词 静力性能 荷载缓和体系 简捷计算法 空间结构 找形分析 找力分析 形状确定 张弦梁结构 内外双重张弦网壳结构 推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1
科研热词 张弦梁结构 双向张弦梁 风洞试验 预应力水平 非均匀温度场 超越荷载 荷载位移曲线 结构温度响应 结构性能 结构工程 索网形状 温度作用取值 正方形刚性索穹顶结构 易损性曲线 整体刚度 数学模型 抗风优化 平面张弦梁 平衡荷载 失效模式 太阳辐射 大跨屋盖结构 复形法 可靠性灵敏度 双随机 几何参数 优化设计 不确定性 一阶方法
推荐指数 5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
2011面 施工技术 施工仿真 支持向量机 损伤识别 拉索 找形分析 形状确定问题 形状确定 小波包 大跨空间钢结构 初始几何缺陷 刚架结构 主成分分析 推荐指数 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4
奥运场馆建设中的大跨度钢结构预应力施工技术
ｍｏ ｉ ｒｎ ｅ ｉ ｃｕ ｅ ． ｎｔｉ ｇ ａ ｎ ｌ ｄ ｄ ｏ ｒ
Ｋ ｙ ｗ ｒ ｓ ｌ ｐ ａ ｅ ｒ ｅｔ ｂａ ｔｎ ｔ ｃ ｒ； ｓｓｅ ｄ ｄｍ ； ｐ ｓｅｓ ｔ ｌｓ ｕｔ ｅ ｅ ｏｄ ：Ｏｙ ｉ Ｇ ｍ ｓ ｐｏ ｃ； ｅｍ ｓ ｇ ｓ ｔ ｅ ｕｐｎ － ｏ ｅ ｒ ｔ ｓ ｄ ｓ ｅ ｔ ｃ ｒ； ｍ ｃ ｊ ｉ ｒ ｕ ｒ ｕ ｅｒ ｅ ｅ ｒ ｕ
对 于双 向张 弦结 构来 说 。由于 各榀拉 索 之 间空 间
作 用 明显 。后批 张拉 的钢 索会对 国立 ，张 然 ，钱英欣
（ 京 市 建 筑 工 程 研 究 院 ．０ ０ ９ 北 京 ） 北 １０ ３
要 ：０ ８ ２ ０ 年奥 运 会 中 有一 部 分场 馆 使 用 了大 跨 度预 应 力钢 结构 这 种效 率高 、 代 感强 的 结 构形 式 ， 中 现 其
些场馆 的施工技术在 国际上也属领先水平 。预应力施工技术是大跨度预应力钢结构施工的核心技术 ， 本文根
Ａｂ ｔａ ｔ ｒｓ ｅｓｄ Ｓｅ ｌＳｒｃｕｅＰ Ｓ ｓ ａ ｏ ｔ ａ ｄｎ ｔ ｃ ｒ ｙ ｅ ｈｃ ｐ ｅ ｒｖ ｒ ｏ ｅｎ ｓ ｌ． ｓｒ ｃ：Ｐ ｅｔ ｓｅ ｔｅ ｔ ｔｒ（Ｓ ）ｉ ｕｓ ｎ ｉｇ ｓ ｕ ｔ ｅ ｔ ，ｗ ｉｈ ａ ｐ ａ ｅｙ ｍ ｄ ｒ ｔ ｅ ｒ ｕ ｔ ｒ ｕ ｐ ｙ
Ｔｈｓ ｋｎ ｆ ｓｒ ｃｕ ｅ ｓ ａ ｐ ｉｄ ｎ ｓ ｍｅ ｓａ ｉ ｍｓ ｂ ｉ ｏ ０ ８ ｉ ｉｄ ｏ ｔ ｔｒ ｉ ｐ ｌ ｉ ｏ ｔｄ ｕ ｕｌ ｆｒ ２ ０ Ｏｌｍｐ ｃ ｕ ｅ ｔ ｙ ｉ Ｇａ ｓ ｍｅ ．Ｈｏ ｗ ｔ ｏ ｔ ｌ ｈ ｐｅ ｔｅ ｓ ｏ ｃ ｎ ｒ ｔｅ ｒ ｓｒ ｓ ｏ ｉ ｔｅ ａ ｌ ｉ ｔｅ ｏ ｅ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｉ ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｔｅ ｒ ｓｒｓ ｉｇ ｅ ｈ ｏｏ ｉ ａ ｃ ｕ ｔｄ ｎ ｅ ａｌ ｏｒ ｎ ｈ ｃ ｂｅ ｓ ｈ ｃ ｒ ｔｃ ｎ ｌｇ ． ｎ ｈ ｓ ａ ｅ ， ｈ ｐ ｅ ｔｅ ｓｎ ｔｃ ｎ ｌｇ ｙ ｓ ｃ ｏ ｎｅ ｉ ｄ ｔｉ ｆ ７
Ｋ ｙ ｗ ｒ ｓ ｌ ｐ ａ ｅ ｒ ｅｔ ｂａ ｔｎ ｔ ｃ ｒ； ｓｓｅ ｄ ｄｍ ； ｐ ｓｅｓ ｔ ｌｓ ｕｔ ｅ ｅ ｏｄ ：Ｏｙ ｉ Ｇ ｍ ｓ ｐｏ ｃ； ｅｍ ｓ ｇ ｓ ｔ ｅ ｕｐｎ － ｏ ｅ ｒ ｔ ｓ ｄ ｓ ｅ ｔ ｃ ｒ； ｍ ｃ ｊ ｉ ｒ ｕ ｒ ｕ ｅｒ ｅ ｅ ｒ ｕ
对 于双 向张 弦结 构来 说 。由于 各榀拉 索 之 间空 间
作 用 明显 。后批 张拉 的钢 索会对 国立 ，张 然 ，钱英欣
（ 京 市 建 筑 工 程 研 究 院 ．０ ０ ９ 北 京 ） 北 １０ ３
要 ：０ ８ ２ ０ 年奥 运 会 中 有一 部 分场 馆 使 用 了大 跨 度预 应 力钢 结构 这 种效 率高 、 代 感强 的 结 构形 式 ， 中 现 其
些场馆 的施工技术在 国际上也属领先水平 。预应力施工技术是大跨度预应力钢结构施工的核心技术 ， 本文根
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国家体育馆：“会发电”的场馆全方位践行三大理念
先进 的优化系 统集 成技 术，实 现各 种类型 建筑物 冬季供 暖 、 夏季 制冷 、
提 供 日常生 活热水 。 系统的 “ 该 单井
局部设 置遮 阳百 页， 降低能耗 。国家 体育 馆针 对项 目区 内的 屋顶 、下沉
广场 、 绿地 、 道等 不 同下垫面 类型 坡
打破 以往 观众 上二 层高 架平 台的概 念， 利用地 形上 下半层 ， 采用大 坡道
工 中应 用钢渣 回填 ，利 用炼钢 产 生 的废钢 渣 ，经 加工 应用 到建筑 业 配
重 回填 ， 消纳 了工业 产生 的废 料， 推 广 了新 技术 、 材料 、 工艺 。 同时 新 新 发展 了循环 经济 ，具有 良好综 合社 会 和经济效 益 。 体育馆 幕 墙玻 璃应 用 了高 性 能
度 绿色 的 电能， 与火力 发 电相 比， 该 项 目不 但 能节约标 准煤 ，减排 二氧
化 碳 、 氧化硫 等， 二 还能 减排粉 尘和 烟 尘 。国家体 育馆 工程从 现浇 清水 混 凝土 看台板 ， 到精美 的装修 ， 所用 材 料全 部符合 奥运 工程 建材 的环 保 指 标，真 正做 到 了用绿 色建材 营造 绿 色建筑， 实现 “ 绿色奥运 ” ！ 在人 文奥运 方 面， 国家体 育馆
的方 式使 观众 更 易抵 达入 口门厅 ，
抽灌” 技术 系 国内外首创 ， 具有 国际 先 进水平 。 由于 井水就地 原位 回灌 ， 所 以既不 消耗水 ， 也不污 染水 ， 不会 破坏 地 下水的 正常分 布 ，也不会 因 为移 砂而造 成取 水井塌 陷 和 回灌 井
提 出 了可靠 的雨洪 利用 形式 ，形成 了完 整 的雨洪 利用方 案 。项 目区 内 收集 的雨水 用 于绿地 浇 灌，平 均每 年能满 足约 ７％ ０的灌溉 需求 。 体育馆 还运 用 了光伏 发 电，该馆 １０千伏 ０
运动场馆大跨度后张法预应力梁施工工法
运动场馆大跨度后张法预应力梁施工工法运动场馆大跨度后张法预应力梁施工工法一、前言近年来，运动场馆的建设越来越多，其中大跨度的运动场馆是比较常见的类型之一。
针对大跨度运动场馆的建设，后张法预应力梁施工工法被广泛应用并取得了良好的施工效果。
本文将介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点后张法预应力梁施工工法是一种先制预应力梁，在施工现场进行后张拉钢筋的施工方法。
相比于传统的悬臂法施工，后张法预应力梁施工工法具有以下特点：1. 施工过程中不受天气限制，可在任何季节进行；2. 施工速度快，能够缩短施工周期；3. 具有较高的施工质量和整体稳定性；4. 施工过程中对现场坑槽的要求较低，适应性广泛。
三、适应范围后张法预应力梁施工工法适用于大跨度的运动场馆、桥梁等工程，特别是对跨度超过100米的工程有着较好的适应性。
该工法适用于各种混凝土结构，包括梁、板、柱等。
四、工艺原理后张法预应力梁施工工法的工艺原理是依据材料的弹性变形和杆件受力平衡原理。
通过在杆件两端施加预应力，使杆件在额定荷载作用下产生预先设定的内力分布，从而提高了杆件的承载能力和稳定性。
五、施工工艺（根据实际情况详细描述施工工艺，包括各个施工阶段的操作流程、关键工序的处理方法等）六、劳动组织在后张法预应力梁施工工法中，需要合理组织施工人员，确保施工进程的平稳进行。
劳动组织应包括工人的分工、岗位职责、作业协调等内容。
七、机具设备后张法预应力梁施工工法需要使用一系列的机具设备，包括预应力器、支撑架、张拉机、拉杆、拉盘等。
这些设备的选择和使用将直接关系到施工过程中的效率和质量。
八、质量控制为了确保施工过程中的质量达到设计要求，后张法预应力梁施工工法需要进行全方位的质量控制。
包括材料质量控制、工艺控制、检测控制等方面的要求。
九、安全措施后张法预应力梁施工工法在施工过程中有较高的风险，因此需要严格遵守相关安全规定。
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－１２０
２００
－１１０
－１００ １ ２３４
钢结构应力监测位置编号 ａ 钢结构应力
７０
１７０
１４０
１１０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ 竖向位移监测位置编号 ｂ 竖向位移 实测值 理论值
５０
３０
１０ １ ２ ３ ４ ５ 水平位移监测位置编号 ｃ 水平位移
图６ 张拉完成后监测结果
６ 结语
１）双向张弦结构的空间作用明显，在预应
本工程采用对钢索分批张拉的方式。预应力 施加分２级，第１级张拉到控制应力的８０％，第２ 级张拉到控制应力的１００ ％，达到设计要求的预 应力状态。
张拉过程考虑了２种方案： ①方案１ 第１级张 拉千斤顶由两边往中间移动，对称张拉，前４步 每次同步张拉４根索（２根横向索，２ 根纵向 索），在第４步张拉完成后，纵向索张拉完毕， ５ 、６ 、７步分别张拉２根横向索；第１级张拉完成 后，千斤顶移到结构中部，然后进行第２级张 拉，第２级张拉千斤顶由中间往两边移动；② 方案２与方案１相反，第１级张拉千斤顶由中间 往两边移动，第２ 级张拉千斤顶由两边往中间 移动。
13
PRESTRESS TECHNOLOGY
《
》２０１１年第５期总第８８期
力施工过程中，各榀钢索的拉力相互影响，因而 其施工过程与单向张弦结构相比复杂得多。
２）在施工前期需进行大量的计算分析，并 与设计院配合进行拉索节点设计和张拉工装的设 计等。
３）预应力施工方案的确定需综合考虑结构 的特点、施工场地与工期等多种因素，并对多种 方案进行比较，选出较优秀的方案。
综合各种因素，选择方案１作为最终张拉 方案。
３ 张拉工装的设计
张拉工装指预应力施工时所采用的一些张拉
机具和设备。张拉工装的设计须考虑索具的形式 和索端铸钢结构的形式，结合张拉力的大小进行 设计，其设计的合理与否直接影响预应力施工的 效率和质量。国家体育馆拉索索体如图３所示。
根据索具形式和横向双索索端铸钢节点形 式，按照施工仿真计算所提供的拉索张拉力的大 小，所设计的张拉工装如图４所示。
１ ３ ５ ７ ９ １１ １３ 张拉步骤 ｂ 方案２
图２ １ ６ 轴拉索张拉力
对计算结果进行分析和总结，可得以下结 论：①张拉完成后，结构中部向上竖向位移 １７７ｍｍ；②张拉过程中，方案１最大拉应力 １９３ＭＰａ ，最大压应力１２８ＭＰａ，方案２最大拉应力 １９９ＭＰａ ，最大压应力１２８ＭＰａ，结构应力均在弹 性范围之内，两种方案均满足安全要求；③张拉 过程中，方案１横向双索最大张拉力为２７３０ｋＮ， 纵向单索最大张拉力为１８５０ｋＮ，方案２横向双索 最大张拉力为３２００ｋＮ，纵向单索最大张拉力为 ２０５０ｋＮ，方案２的张拉力比方案１大得多，对千斤 顶及张拉设备的要求更高；④根据张拉过程曲 线，由于方案２首先张拉中部钢索，在后续的张 拉步骤中先张拉的钢索的应力会受到较大的影 响，变化幅度也较大，对索力的控制难度也会相 应增加。
一些准备工作，如施工仿真模拟计算、张拉工装的设计。简单介绍了预应力施工监测方案和张拉过程中的同步控制措施， 并结合仿真计算结果和现场监测结果，提出了此类结构的预应力施工技术和特点。 关键词：国家体育馆 双向张弦结构 预应力 仿真计算
国家体育馆由比赛馆和热身馆两部分组成。 两个馆的屋顶平面投影均为矩形，其中比赛馆平 面尺寸１１４ｍ×１４４ｍ，热身馆平面尺寸５１ｍ× ６３ｍ， 整个屋顶投影面积约为２３７００ｍ２ 。屋面结 构为双向张弦空间网格结构，其上弦为由正交桁 架组成的空间网格结构，下弦为相互正交的双向 拉索。
必须施加预应力，此时需在张拉过程中进行施
工监测。对预应力张拉过程中进行监测的目的
如下： １）在未施加预应力之前，结构刚度比较
小，因此在张拉过程中要进行施工监测，防止某 根杆件出现破坏，甚至整体结构受到较大影响， 以保证张拉的安全进行。
12
PRESTRESS TECHNOLOGY
《
》２０１１年第５期总第８８期
１２ ３
４
３
４
１２
ａ 压力传感器布置 ４
ｂ 钢结构应力监测点布置 ５
３８
６２
７
１
５１
ｃ 竖向位移
２３
４
ｄ 水平位移
图５ 各测点布置示意
在预应力施工过程中，根据监测结果，如果 发现结构的变形、应力出现异常，应立即停止张
拉。对出现异常的原因进行分析，对结构进行检
查，找出问题并解决后才可继续张拉。
４．３ 监测结果
矮寨大桥是长沙至重庆高速公路吉首到茶峒 段的关键控制性工程，跨越湘西德夯大峡谷，主 跨１１７６米，桥面距地面３５５米，是世界上跨径最 大的跨峡谷悬索桥。主桥采用钢桁加劲梁，梁高 ７．５米，梁宽２７米，节段梁长１４．５米，主梁全长 １０００．５米。全桥共设６９个节段，标准节段重１２５ 吨，中间节段重达２４０吨。由于桥位地形险要， 交通极为不便，使得大桥钢桁梁架设成为世界级 的难题。
简讯 高峡飞彩虹 天堑变通途
采用柳工欧维姆关键技术的湖南矮寨大桥钢桁梁成功合龙
８月２０日上午，湖南湘西矮寨大桥建设工 地，彩旗招展，锣鼓喧天。一道雄伟瑰丽的“彩 虹”飞跨峡谷两岸，天堑变通途。经过３个月的 架设，矮寨大桥钢桁梁在这一天成功合龙，这标 志着由中国人自主研发、在世界桥梁界极具分量 的原创型科技成果——“轨索滑移法”取得成 功。而实现这一方法的关键设备——由柳工集团 欧维姆公司研制的悬索桥缆载吊机和运梁小车， 在钢桁梁架设中大放异彩，居功至伟。
根据上文所描述的张拉顺序，对两种张拉方 案用ＭＩＤＡＳ／ｇｅｎ 进行了模拟计算。经计算 １６ 轴拉 索张拉力如图２所示。３０源自２５２０１５
１０ ５
在本步进行第１级张拉 在本步进行第２级张拉
０１ ３ ５ ７ ９ １１ １３
张拉步骤
ａ 方案１
３５ ３０ ２５ ２０ １５ １０ 在本步进行第１级张拉 ５ 在本步进行第２级张拉 ０
４）施工仿真模拟计算可以为施工过程提供 理论依据，验证施工方案的可实施性，因而对张 拉过程进行精确的模拟计算是保证预应力施工质 量的重要措施。
５）张拉工装的设计合理与否直接影响预应
力施工的效率和质量。设计张拉工装需考虑索具 和节点的形式以及张拉力的大小，做到受力合 理，操作方便。
６）对施工过程中结构的变形、应力进行监 测是保证结构施工安全及预应力施工质量的重要 技术措施。
１ 张拉方案
对于单向张弦结构来说，由于各榀拉索之间 相互作用比较小，同时张拉或者分批张拉对最终 的预应力状态影响比较小。但是对于双向张弦结 构来说，由于各榀拉索之间空间作用明显，后批 张拉的钢索会对先前张拉的钢索的内力产生影 响，所以最好所有钢索同步进行张拉。在实际施 工中，受到张拉设备及其它施工条件的限制，对 所有钢索同时进行张拉较难，一般采用分批张 拉。为了保证张拉完成后的预应力状态与设计要求 的预应力状态一致，需对每一步的张拉力进行精确 的模拟计算，并在施工过程中进行严格的控制。
PRESTRESS TECHNOLOGY
《
》２０１１年第５期总第８８期
国家体育馆双向张弦结构预应力施工技术
徐瑞龙 秦 杰 张 然 李国立 王泽强 陈新礼
（北京市建筑工程研究院 北京 １０００３９）
摘 要： 国家体育馆屋面采用双向张弦网格结构，其预应力施工具有一定的难度。介绍了预应力施工方案及施工前期的
８５００×２
９
２２
图１ 结构平面布置
国家体育馆所采用的双向张弦结构是一种新
型的结构形式，其受力性能与单向张弦结构有很
大不同，空间作用明显。在预应力施工过程中，
钢索之间的张拉力会互相影响，因而预应力施工
的复杂性和难度均比单向张弦结构有所提高。
注：《国家体育馆双向张弦结构预应力施工技术》 项目获第三届欧维姆预应力技术奖三等奖。本文原载《施 工技术》２００７年第１１期
参考文献
［１］ 陆赐麟，尹思明，刘锡良．现代预应力钢结构［Ｍ］．北京： 人民交通出版社，２００３．
［２］ 陈以一，傅攻义 译．日本钢结构协会．钢结构技术总览－ 建筑篇［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２００３．
［３］ 余远逢，李维滨，董军 等．烟台世界贸易中心张弦梁预 应力拉索施工技术［Ｊ］．施工技术，２００７，３６ （３） ：２８－３０．
５ 张拉过程的同步控制
根据张拉顺序，每次同时张拉４榀拉索（２榀 横向索，２榀纵向索，共６根拉索），共有１２个千 斤顶同时工作。如果千斤顶的工作不同步，可能 会造成预应力施工完成后撑杆不垂直地面或者结 构受力不均匀，因此张拉过程的同步控制是保证 预应力施工质量的重要措施。控制张拉过程同步 可采取以下措施：
由图４可以看出，张拉工装主要由承力架、 千斤顶和张拉杆组成。其受力原理为：千斤顶支 承在承力架上，通过千斤顶对张拉杆施加拉力， 而张拉杆则通过１个张拉转换环（具有内螺纹和 外螺纹）与拉索端部索具相连，这样张拉杆中的 拉力就可以传递到索端，从而实现对拉索的张 拉。本张拉工装的设计充分考虑了索具和铸钢节 点的形式，传力过程明确，安装和操作方便。
为攻克此难题，大桥建设者创造性地提出了 “轨索滑移法”的架设方案，巧妙地利用主缆和
吊索作为轨索的支撑，通过运梁小车将钢桁梁节 段平移到吊索下方，再利用缆载吊机进行吊装， 由跨中向两岸架设，直至全桥贯通。要实现这一 方案，对架设设备的技术可行性、安全可靠性要 求非常高。欧维姆公司研制小组经刻苦攻关，终 于研制成功国内第一台具有自主知识产权的缆载 吊机以及运梁小车，用于矮寨大桥钢桁梁的架 设。为确保顺利架设成功，欧维姆公司还派遣了 一支精干的队伍参与架设施工。项目组成员与建 设单位紧密合作，战酷暑，抢进度，解难题，除 障碍，使矮寨大桥钢桁梁以平均每天１０米的速度 由跨中向两岸延伸，期间创造了每天拼接移运并 安装一段梁的世界新纪录，仅用３个月便完成了 架设任务，较常规架设方法节约工期近５个月。
２）为保证桁架杆件应力能够在设计允许的 范围内，并且满足整体结构的起拱要求，不至于 出现个别杆件应力过大或整体结构变形过大的情 况，必须对构件应力较大，起拱值较大的部位进 行应力监测和变形监测。 ４．２ 监测点布置