北京建工集团有限责任公司总承包部索结构施工项目

设计单位：北京建筑设计研究院有限公司

总承包商：北京建工集团有限公司

钢结构安装单位：北京建工集团有限公司总承包部

索结构施工单位：北京建筑工程研究院有限公司

索具类型：简易嘉·密封绳

竣工日期：2017年

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概述

国家会议中心二期工程的功能定位是国家“一带一路”战略的实施平台。 是首都“国际交往中心”的核心工程、北京市重点工程、冬奥会工程。 承担2022年冬奥会期间IBC（国际广播中心）和MPC（主新闻中心）转播职能。 该项目位于北京市朝阳区，原国家会议中心一期工程北侧。 是北京中轴线上展示首都风貌的重要建筑。 项目结构整体，总建筑面积约40.9万平方米。 宴会厅及屋顶花园屋顶采用圆柱面凸弦拱壳结构体系（图1）。

图1 国家会议中心二期

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索结构系统

屋顶凸弦拱壳结构跨度72m，由屋顶钢结构、拉索、拉杆共41根组成。 具体结构形式为：上弦刚性构件由矩形钢管钢三向斜和局部双向正交拱形格壳组成，下弦为向上凸形钢索布置，内有张拉钢上弦杆和下弦杆之间的拉杆。 ，同时上弦拱壳为可开启的屋盖结构（图2、图3）。 屋面钢构件主要截面为：700x200x18/20/25/30/35、500x250x10/14、500x200x10/16，材质为Q345GJC（板厚35mm）、Q355C、Q355B。 索体采用φ110、φ95密封绳。 跨中间有两根拉杆，其中φ40钢拉杆对应φ95拉索，φ45钢拉杆对应φ110拉索。 拱壳端部支撑边界条件复杂。 支撑约束有四种情况：三向约束、xy 方向释放、y 方向释放、y 方向约束、x 方向释放。 y向滑移最大允许值为150mm，部分最大允许值为150mm。 值120毫米。

图2 国家会议中心二期工程剖面示意图

图3 国家会议中心二期工程屋面结构示意图

上凸张拉拱壳结构的主要特点是：①上弦拱的水平推力由上凸下弦索平衡，仍然保留了张拉弦结构的自平衡优点； ②上下弦杆之间的竖向连杆由斜撑改为拉杆使用，避免了因控制长细比而导致中撑杆截面尺寸过大的问题。弦拱壳用于大跨结构时的压缩杆； ③结构上仅上弦拱为受压构件，其余均为拉杆，更加简洁、轻量化，同时结构更加高效； ④凸索室内可利用空间较大，内部视野更明亮，特别适用于大跨度公共建筑的屋面结构； ⑤ 上弦拱 壳体构件可根据建筑的需要，采用正交或倾斜方式灵活布置。 正交与倾斜布置的混合使用，结合了两种布置的优点，使其显得大方而不死板，可以达到划分不同功能区域的功能。

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电缆结构施工

本工程施工的重点和难点是：国家会议中心二期工程屋面跨度大，安装精度和变形控制要求高，支护边界条件复杂，施工方法选择困难； 场地狭窄、结构庞大、面积大、单体构件重，场地交通布局困难； 如何利用首层进行施工，对于大型履带式起重机在首层进行施工，存在技术难度。

针对上述重难点问题，对国家会议中心二期工程屋面施工方法进行了比选，确定了合理的施工方法。 屋面弦拱壳结构施工方案的确定以施工精度控制为主、施工进度控制为辅的原则进行。 初步施工方案包括“累计滑移施工”、“整体液压吊装”、“高空现场拼装”、“局部吊装”等。 经过综合对比分析，钢结构安装方案确定采用“小楼板拼装、操作平台中拼装、累积滑移”的施工方案，施工精度高、工期可控。 电缆的施工与钢结构的安装方案紧密结合。

1）总体施工安装步骤

屋面弦拱壳平面尺寸72m×252m，高程43.78m-51.78m，拱壳弧垂高度7.65m。 其中双向正交拱壳18个，带9根Ø110mm密封索； 有64个三向斜拱壳和32根Ø95mm密封电缆。 屋顶分为3个区域同时施工，包括6个滑动部分和7个闭合部分（图4）。

图4 屋面拱壳累积滑移示意图

车顶拱壳共有205个小拼装单元，地面拼装共设置26组小拼装轮胎架； 30m楼面上设置3套宽27m的滑动操作平台，平台上安装3条27m短滑轨。 两端安装有两条252m长的滑轨。 首先将宽度为15m的初始单元组装在操作平台上； 然后两侧累计滑行，每滑行6m进行一次拉索拉紧，每扩展9m进行一次滑行，共滑行30次168m； 拱壳闭合后，依次转换支架，完成41根拉索的最终张拉。

2）施工流程

图5 施工流程

3）施工流程示意图

根据施工工艺，绘制单臂弦拱壳施工工艺流程图，如图6至图8所示。

① 弦拱壳累积滑移及索一级拉力

屋面弦拱壳施工工期只有60天，需要同时采用从中间到两侧的累积滑移。 滑移6m后，进行一级索张拉。 屋面拱壳滑动顺序如图6所示。

图6 屋顶拱壳滑动顺序图

②缆索二级张拉

支架安装到位后，从中间向两端进行第二级张拉。

图7 索二级张拉顺序示意图

图8 屋顶拱壳滑移

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项目照片

图9 缆索张紧

图10 滑动进行中

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参考

[1]于东辉，高金东，姚金金，张志浩，司波。 国家会议中心二期屋面预应力拉索施工关键技术研究[J]. 建筑技术, 2021, 52(5):534-536 .

撰写者：

北京建筑工程学院有限公司：鲍敏、姚金金、王泽强

结尾

空间结构科