宋学瑀

摘 要：本文以国家残疾人冰上运动比赛训练馆钢结构项目为例，分析结构加工制作及安装的关键施工技术并成功地运用到本工程实施中，取得了良好的经济效益和社会效益。

关键词：高空钢结构拼装平台;施工技术;应用

一、工程整体概况

国家残疾人冰上运动比赛训练馆建设项目位于北京市顺义区后沙峪镇天北路321号中国残疾人体育运动管理中心园区内，本项目为北京2022年冬奥会的配套项目。本工程含冰球比赛训练馆（含冰球馆、冰壶馆）和综合楼，主要功能为比赛、训练、运动员更衣等为保障场馆运行的配套设施。冰球馆定位于举办地区性和全国单项比赛，主要承担体育竞技、体育教学、体育娱乐和体育锻炼等功能，冰壶馆满足冰壶训练的需要。综合楼主要为运动员公寓、餐厅和接待大厅及医疗康复用房。本工程总建筑面积31473㎡，其中冰球馆及冰壶馆建筑面积15935.2㎡，地上三层;综合楼建筑面积15537.8㎡，地上七层，地下两层。国家残疾人冰上运动比赛训练馆包括场馆和综合楼两部分，其中场馆的结构体系为钢筋混凝土框架结構，屋盖为正放四角锥网架结构，节点类型为焊接球。屋面采用轻型金属屋面，为坡屋面，采用结构起坡，屋面坡度为8%。结构设计使用年限为50年，建筑结构的安全等级为二级。总体使用钢结构体系。场馆由冰球馆和冰壶馆组成，场馆5.500m标高以下为一个整体，以上为两个单体。左侧为冰球馆，右侧为冰壶馆。屋面钢结网架钢管均采用焊接直缝钢管，材质均为Q345B。

二、项目技术施工难点及解决措施

国家残疾人冰上运动比赛训练馆屋面钢网架结构总重量近600吨，投影面积达11000㎡，可采取的合理有效的施工方法一般为整体提升或分片吊装，但是本工程场地狭小，并且场地下无地下室结构或其它混凝土结构，钢网架投影部位下方为原状杂填土，既不具备大型起重设备施工的条件，也没有足够的场地进行网架焊接球和杆件存，拼装焊接场地更无从谈起，同时因为本工程工期较紧，如果采用整体提升或分片吊装，则将会影响场馆的冰面结构筏板的施工以及二次结构砌筑的施工，或将导致整体后期工序都受到较大的影响。根据以上特点，项目采用高空搭钢结构结构操作平台和逐条累积滑移施工技术进行屋面钢网架的施工。

（1）因本工程场地狭小，无法在地面进行堆放各种杆件和拼装、焊接，为了解决此问题，采用在高空搭设钢结构平台进行拼装焊接，冰球馆钢结构拼装平台尺寸为90m×12m，离地高度为13.5m～17.5m。通过在主体混凝土结构施工时预埋的钢板以及其它连接件，将在该范围内的主体结构作为高空钢结构拼装平台的一部分，这样既可以保证高空钢结构拼装平台的整体稳定性，也可以节约大量的钢材用量。

高空钢结构拼装平台的搭设，较好地解决了钢网架杆件存放和拼装的问题，既是原材料存在的场地，也是杆件和焊接球拼装的场地，然后通过逐条累积滑移将拼装好的网片滑移出高空平台，为下个单元网片提供场地。

（2）冰球馆中间导轨支撑梁需要落地安装，胎架高度为14m，但是该部位地面为原状杂填土，地基承载力远远达不到计算要求，考虑该部位土层位置下有已施工完成的纵横间距4m钢筋混凝土灌注桩，该桩是冰面筏板基础桩，该桩单桩设计承载力可达600KN，经与设计院就此方案进行沟通核实，该灌注桩完全可以作为胎架受力支撑。这样就避免了基础换填或增加混凝土基础等地基处理措施，节约施工成本及工期要求。

三、施工方法

（1）高空钢结构拼装平台借助于场馆混凝土结构构件作为主梁来搭设平台，平台布置在场馆二层西侧平台处，主要由钢立柱、型钢梁、混凝土结构梁、钢结构次梁、木脚手板、防火布组成，施工工艺：植栓→基座安装→立柱安装→主梁安装→次梁安装→水平网铺设→跳板安装→栏杆安装→平台验收使用

1） 化学锚栓安装：在混凝土结构中相应位置用冲击转钻孔，孔径24mm、孔深165mm及螺栓直径20mm。转孔时应避免伤害到结构钢筋。

2）立柱安装：冰球馆立柱选用材质为Q235B规格为350×10mm的钢管;冰壶馆立柱选用材质为Q235B规格为219×6mm的钢管。化学锚栓植栓24小时后，首先安装柱底板，在柱底板固定好以后，在柱底板放线，焊接挡板。底板选用20×1000×1000mm钢板。经力学计算，采用用?20×260mm化学锚栓固定。锚栓孔深160mm，孔径24mm。植栓完成后，根据现场植栓情况在钢板上开4个直径22mm孔。垂直度校正后，将立柱焊在钢板上，并加焊3块20×100×100mm加劲板。钢柱焊接后不应拆除缆风绳，防止恶劣天气，待与主梁焊接完成时方可拆除。

3）主梁安装：主梁采用HN400×200×8×13mm型钢，与立柱顶部焊接。左右加两块加劲板，加劲板固定主梁，主梁与主梁对接焊接。

4）次梁安装：冰球馆次梁选用材质为Q235B规格为219×6mm钢管，间距为1.4m。提前在主梁上焊一个次梁定位板。每一个下弦球都能对应一根次梁。次梁一端搭在主梁（钢结构）上，采用加劲板连接;另一端搭在混凝土梁上，采用在混凝土上使用?10×130mm化学锚栓后置埋件，然后次梁通过连接板固定在埋件上。次梁与混凝土柱连接时，在混凝土柱安装钢箍，次梁一端搭在主梁上，另一端与钢箍焊接。

四、结语

高空钢结构操作平台施工方法，解决了国家残疾人冰上运动比赛训练馆钢结构结构加工制作及安装的关键施工技术，研究成果成功地运用到本工程实施中。取得了良好的经济效益和社会效益。

（1）经济效益分析

利用现有的屋面梁板结构进行高空钢结构拼装平台的搭设，避免全部采用钢结构进行高空平台的搭设，可节约钢结构原材约15吨左右，考虑可周转使用，可节省原材以及人工约10万。

利用现有的主体结构的柱头作为屋面滑移导轨支撑梁受力点，利用现有钢筋混凝土灌注桩作为中间胎架受力支撑，避免二次进行导轨支撑胎架的搭设，或者对原状土进行换填处理等措施，可节约原各项综合费用28万。

综述，本研究节约了直接费用38万元，同时也保证其它交叉工序比如二次结构砌筑和冰面筏板基础可同时进行施工，提高了工作效率。

（2）社会效益分析

本项目的研究，降低了施工成本，缩短了施工工期，节约了资金，产生了良好的社会效益和经济效益。该项科研成果有效地解决了国家残疾人冰上运动比赛训练馆屋面网架结构工程的重难点问题，而且还能够推动我单位建筑钢结构施工技术的进步。

本项目通过对国家残疾人冰上运动比赛训练馆屋面钢网架结构施工技术的研究，开拓了新的思路，积累了成功的钢网架结构施工安装经验，对类似工程具有指导与借鉴意义。

本项目的研究与应用，确保了国家残疾人冰上运动比赛训练馆结构工程的施工质量，保证了安装的精度，克服了各种施工技术难题，钢网架结构焊缝抽查一次合格率达到100%。其成功经验对类似工程具有指导和借鉴意义。

国家残疾人冰上运动比赛训练馆为北京2022年冬奥会的配套项目，冬季奥运会结束后是主要为国家残疾人冰球队、国家残疾人冰壶队提供比赛训练的场所。因此它的建设，为改善残疾人体育事业以及人文关怀起到了重要的推动作用。