一、工程概况

    重庆奥体中心体育场位于重庆市高新技术产业开发区袁家岗体育中心内，是重庆市新世纪的大型基建项目之一，体育场总建筑面积62508m2，可容纳观众60000人。东西看台上空各设置一个平面投影为梭型的空间钢管网壳罩棚，该网壳南北两落点之间的直线距离为312m，东西方向的最大跨度为78m，最大悬挑长度为68m，厚度为4.5m，单块网壳覆盖面积为17900m2，是目前世界跨度第一的双层网壳罩棚。

    该工程由西南建筑设计研究院设计，江苏沪宁钢机股份有限公司承担了该工程的全部深化设计，制造及安装任务。该工程已于2004年胜利竣工，并成功举办了第10届亚洲杯足球赛，得到亚足联和业主的一致好评。该工程整体效果图如图1

二、工程结构特点

    本工程罩棚结构表面是一个光滑完整的曲面，其平面投影为梭型，采用球面空间钢网壳结构，球面半径R=288.69m。罩棚南北两端直接着地，着地点跨越场外环行道路且保证该区域内网壳下弦任一点与道路之间的净空高度满足行人及车辆通行的要求。网壳支撑在A、B支座及看台框架尾部的26个竖向弹性支座上，水平支撑为部分释放，A、B支座为四个不动铰。网壳采用双向平行弦等厚度空间钢管网壳结构，并在网壳场前端部开口边设置了一条加劲桁架已增加结构的刚度。为进一步保证网壳的整体稳定，增加结构刚度，减小结构变形，调整网壳内力分布使荷载就近传向支座，在网壳上下弦平面内结合灯桥、马道布置，沿环向和径向均设置若干斜向支撑加强带。

    本工程罩棚结构为超大跨度非闭合状球面空间双层网壳结构，该结构不仅满足建筑要求、造型美观流畅，而且充分利用结构的空间效应，使之能用较薄的结构厚度实现超大跨度、长悬挑的建筑造型要求，使节点坐标易于计算和控制。

    本工程罩棚结构主要特点为：主覆盖呈双曲面，各点标不一，主要构件超重、超长，主覆盖跨度大，外形复杂，并有较高的起拱度，另外每个屋盖的杆件相对比较多，每个屋盖约有7000多个杆件，且安装高度很高，所以整个工程施工要求非常之高。如图2

三、关键技术

 1、主屋盖为网壳结构，节点区域有大量的焊接空心球，其加工工艺复杂，焊接后如何保证其外形尺寸的正确，是一个控制的重点。

 2、本工程中由于构件较多，相对焊接熔敷金属量大，焊接变形不易控制，所以控制焊接变形是本工程质量控制的重点。

 3、大口径钢管与钢管相接相贯节点的几何信息正确与否是相贯线切割的质量保证，相贯焊缝的焊接是本工程质量控制的重点。

 4、由于网壳截面较大，工厂无法拼装整体，需在现场散件拼装，如何保证现场拼装质量、协调好拼装及安全的交叉作业是本工程组织协调重点考虑的内容。

 5、本工程构件吊装非常复杂，尤其是网壳中心处的吊装，构件吊装高度高、网壳伸出看台长度长，且受现场条件的限制，吊装难度极大，吊装方案的优劣直接影响到工程质量、工期和安全。因此选择经济可靠、快速并有可操作性的吊装方案，选配合适的吊机，确定合理的吊装顺序，就显得尤为重要。

 6、为实现屋盖整体曲面效果，各构件的定位、标高测量控制及安装校正是现场安装能满足设计要求的前提。图3

四、网壳现场拼装

 1、本工程网壳外姓为空间球面，整个网壳的长度、宽度及跨中拱高都非常之大，整个网壳若需进行整体拼装是不可能的。所以，确定合适的拼装方案将显得格外重要，根据网壳结构的特殊性以及现场的具体施工条件并结合本公司以往用于其他类似大型钢结构的实际施工经验，我们将采用以下拼装方案来完成整个网壳的现场拼装。拼装方案：将整个网壳分成六大块在地面分别进行整体拼装，最大限度地利用现场场地并保证拼装质量，以达到预拼装的目的，并满足吊装进度要求。

 2、网壳分块拼装的划分

    拼装分块的合理划分首先必须满足分段的吊装要求以及现场场地的使用限制，同时并能够满足设计、结构体系的要求，所以网壳拼装的分块划分合理与否将直接影响到整个施工质量。结合本工程网壳的吊装设想方案和实际现场场地使用要求，为保证施工质量，满足施工进度，将整个网壳合理划分成六大块进行拼装。

五、网壳吊装

 1、网壳吊装采取分段吊装，吊车选择采用两台300吨履带吊，根据场地条件及吊车能力，进行合理的分段划分，单只网壳分成66个吊装单元，主加劲桁架共分8个吊装分段，设7个临时支架，看台上方的纬向桁架一端支于砼柱，另一端支于主桁架，吊装全部在场内吊装，看台外侧的纬向桁架一端之于砼柱，另一端支于临时支撑，当长度短于15米时，采用临时耳板直接就位，吊装在场外进行吊装，吊装过程中，结构形式为主次桁架体系，所有竖向力由柱及临时支撑承担。吊装完成后，拆除临时支撑，结构体系转换成空间网壳结构。

 2、网壳吊装分段的划分

    根据现场场地条件及吊车能力，将半跨钢屋盖网壳划分为33个吊装分段，即整个网壳为66个吊装单元。

    吊装原则要求：

 a、先吊主加劲桁架分段，后吊网壳部分分段。

 b、先吊两端后吊中间分段，由两侧向中间对称安装。

 c、先吊场内分段，后吊场外悬挑分段。

六、临时支架的拆除施工

 1、待网壳整体安装焊接完成，交监理验收合格后，方可拆除临时支架。

 2、临时支架拆除顺序为中间向两边间隔拆除。

 3、临时支架拆除前，先用钢丝绳、手拉葫芦系在主加劲桁架的下弦杆上，以防支撑点拆除后引起支架的晃动而造成事故。支架应力释放时应对称进行，支撑模板应用氧割缓慢拆除。

 4、由于临时支架高度较高（最高约49m），支架拆除的安全工作尤为重要。为便于支架的安全快速有效拆除，采用300吨履带吊或40吨汽车吊进行吊离的方案，吊点设在支架上端向下约1/3支架高度左右，先把支架下端割除约1000mm左右，再用300吨履带吊或40吨汽车吊进行提升，移走下端割除的支架，松掉上端手拉葫芦和钢丝绳，然后吊钩进行缓放，平移到空地处，将支架下端着地，吊车后退，缓缓放下临时支架，重复以上操作步骤，从而完成整个支架的安全拆除。（注：吊车的选择应根据临时支架的自重经合理计算进行确定）

七、结语

    本文介绍的重庆奥体中心体育场是世界跨度第一的双层网壳罩棚，其拼装难度及施工过程中定位精度、焊接变形的控制较为罕见。吊装方案的划定，吊装分段的合理性、安全性、稳定性的计算、吊装工况的设计、高空焊接工艺焊接残余应力的处理以及整体网壳支架的拆除都充分体现了工程设计者及施工人员的工程智慧。这一工程的顺利完工可供同类型工程参考。