國家會議中心二期工程總建筑面積約40.9萬㎡，地下兩層（局部夾層），建筑面積約15.3萬㎡；地上分三大層，建筑高度約45?m（層高分別為20?m，10?m和15?mm，局部含5?m或7.5?m夾層），建筑面積約為25.6萬㎡。地上轉(zhuǎn)換層以下（20?m）采用鋼管混凝框架–組合抗震墻（鋼板混凝土剪力墻/帶斜撐混凝土剪力墻）結(jié)構(gòu)體系，轉(zhuǎn)換層以上采用鋼管混凝土柱支撐框架結(jié)構(gòu)體系；地下室采用鋼筋混凝土框架–抗震墻結(jié)構(gòu)體系；局部大跨度屋面采用平面桁架及圓柱面空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體系。既有8?000?㎡的無柱空間主會場（72?m大跨轉(zhuǎn)換）和20?000?㎡無柱空間會展廳（81?m大跨轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換平臺上重載），還有整體曲面大屋面（網(wǎng)殼、曲梁）和長約20?m的懸挑桁架。

1　鋼結(jié)構(gòu)工程概況

本工程地下兩層（局部夾層），地上三大層，結(jié)構(gòu)剖面如圖1所示。

圖1　結(jié)構(gòu)剖面示意

地下結(jié)構(gòu)共兩層，標高分別為–12.000?m和–7.400?m。鋼柱共277根，其中有9根下插至底板，其余在地下層頂板生根（圖2）。

圖2　標高–12.000~±0.000?m結(jié)構(gòu)

標高8.600?m和14.300?m的2個夾層，標高14.300~20.000?m主會場面積72?m×108?m，會展廳面積81?m×234?m，最大跨度達81?m（圖3）。

圖3　標高±0.000~20.000?m結(jié)構(gòu)示意

標高20.000~30.000?m框架層（包括標高24.900?m夾層）如圖4所示。

圖4　標高30.000?m結(jié)構(gòu)示意

標高30.000?m層至屋面以下，包括標高35.700?m和38.500?m夾層如圖5所示。

圖5　標高30.000~44.000?m結(jié)構(gòu)示意

屋蓋結(jié)構(gòu)包括屋頂花園屋面網(wǎng)殼、宴會廳屋面桁架及序廳屋面桁架結(jié)構(gòu)（圖6）。

圖6　屋頂結(jié)構(gòu)（標高44.000~52.000?m）示意

2　轉(zhuǎn)換桁架施工方案

會展廳及主會場轉(zhuǎn)換桁架層采用逐榀原位散拼方式，經(jīng)綜合考慮，根據(jù)轉(zhuǎn)換桁架上層結(jié)構(gòu)安裝方案卸載時采取不同的卸載方案。

2.1　會展廳施工

會展廳為大跨度鋼桁架結(jié)構(gòu)，鋼桁架跨度81?m，長234?m，由17榀鋼桁架組成；鋼桁架結(jié)構(gòu)頂標高為20.000?m，桁架矢高7.7?m。

2.1.1　安裝方案

會展廳采用高空原位安裝，待周圈標高20.000?m以下結(jié)構(gòu)施工完成后，開始逐榀安裝轉(zhuǎn)換桁架。考慮到會展廳施工作業(yè)面大，為加快施工進度，在標高20.000?m層安裝完成3榀后，即可開始標高30.000?m層結(jié)構(gòu)安裝，按此形成流水直至安裝完成。轉(zhuǎn)換桁架支撐架采用?609×16支撐軌道。

2.1.2　卸載方案

由于會展廳面積較大且支撐點達140個，故采用分批卸載方案。卸載時間為標高20.000?m轉(zhuǎn)換鋼桁架層及其上標高30.000?m框架層施工完成后。卸載順序為由支座向跨中分批卸載。

2.2　主會場施工

主會場為大跨度鋼桁架結(jié)構(gòu)，鋼桁架跨度72?m，長108?m，由9榀鋼桁架組成；鋼桁架結(jié)構(gòu)頂標高為20.000?m，桁架矢高7.7?m。

2.2.1　安裝方案

主會場周圈標高20.000?m以下結(jié)構(gòu)施工完成后，開始安裝主會場桁架層，安裝方法為高空原位安裝，支撐架采用?609×16支撐軌道。

2.2.2　卸載方案

考慮到主會場施工作業(yè)面相對較小，根據(jù)進度安排，標高20.000?m桁架層安裝完畢后，即對轉(zhuǎn)換桁架層進行卸載，待卸載完成后再進行標高30.000?m層結(jié)構(gòu)施工。卸載方法為整體卸載，卸載時間為鋼桁架安裝完成后。

3　施工難點及技術(shù)措施

3.1　超長結(jié)構(gòu)施工縫留設(shè)

本工程平面尺寸長向為456?m，短向為144?m，兩個方向均屬超長結(jié)構(gòu)，施工階段溫度應力的影響不可忽略。

為減小施工階段的溫度應力，結(jié)合實際情況，長向在握手廳位置留設(shè)施工縫，短向在軸以東序廳部分后施工（圖7）。

圖7　施工縫留設(shè)位置

3.2　轉(zhuǎn)換層樓板澆筑時機選擇

為確定層樓板的澆筑時機，比較轉(zhuǎn)換桁架卸載時本層樓板已澆筑和不澆筑2種方案，發(fā)現(xiàn)前者轉(zhuǎn)換桁架變形有明顯減小，特別是會展廳轉(zhuǎn)換桁架與標高30.000?m層框架層同時卸載時轉(zhuǎn)換層樓板的剛度貢獻更明顯，故要求在轉(zhuǎn)換桁架卸載前轉(zhuǎn)換桁架跨中區(qū)域的樓板必須完成澆筑。

3.3　轉(zhuǎn)換層樓板后澆帶設(shè)置

為減小施工階段結(jié)構(gòu)超長引起的溫度應力，并避免轉(zhuǎn)換桁架卸載時及上層施工后轉(zhuǎn)換桁架端部位置的混凝土樓板受拉開裂，在主會場及展覽廳四周轉(zhuǎn)換桁架標高20.000?m處混凝土樓板上留設(shè)后澆帶，如圖8所示。

圖8　后澆帶留設(shè)位置

3.4　合龍溫度選擇

根據(jù)設(shè)計要求，施工階段結(jié)構(gòu)升溫及降溫工況溫差取值及合龍溫度見表1。

表1　施工階段升溫及降溫階段溫差及合龍溫度     ℃

為減小施工階段溫度應力，結(jié)合現(xiàn)場施工進度及氣溫條件，合龍溫度在設(shè)計要求范圍內(nèi)均取上限溫度，以減小施工階段的溫升。

3.5　臨時鉸接節(jié)點設(shè)置

按施工順序安排，主會場為先卸載轉(zhuǎn)換桁架再施工標高30.000?m框架層（與設(shè)計受力狀態(tài)基本吻合），會展廳為轉(zhuǎn)換桁架與標高30.000?m層框架層同時卸載（與設(shè)計受力狀態(tài)不吻合）。卸載過程中轉(zhuǎn)換桁架的變形達50?mm，對標高30.000?m框架層而言，相當于施加了一個強制位移，勢必引起該層內(nèi)力增加，特別是對端部的一跨框架，影響更大。為此在該層端部框架設(shè)臨時鉸接節(jié)點，用于釋放卸載過程引起的端部彎矩，待卸載完成后再改為剛接。

3.6　分析結(jié)果

卸載完成及標高30.000?m框架層施工完成兩個階段的計算結(jié)果如圖9所示，從圖9可看出各施工階段位移及應力均在設(shè)計及規(guī)范允許的范圍內(nèi)。

（a）     （b）

（c）     （d）

（e）     （f）

（g）     （h）

圖9 　位移及應力計算結(jié)果（計算機截圖）

（a）主會場卸載完成位移；（b）主會場卸載完成應力；（c）主會場30.000?m框架層施工完成位移；（d）主會場30.000?m框架層施工完成應力；（e）會展廳卸載完成位移；（f）會展廳卸載完成應力；（g）會展廳30.000?m框架層施工完成位移；（h）會展廳30.000?m框架層施工完成應力

4　結(jié)束語

國家會議中心二期大跨度鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換桁架施工難度大，工期緊，通過分析施工難點及施工關(guān)鍵技術(shù)，在保證質(zhì)量與安全的前提下完成了施工任務，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益，本工程關(guān)鍵技術(shù)措施如下。

（1）超長結(jié)構(gòu)施工縫留設(shè)。從整體結(jié)構(gòu)體系進行分析，通過設(shè)置施工縫減小施工過程中的結(jié)構(gòu)平面長度，降低了施工過程中由結(jié)構(gòu)超長引起的溫度應力。

（2）選擇轉(zhuǎn)換層樓板澆筑時機。合理利用結(jié)構(gòu)自身的剛度，考慮轉(zhuǎn)換桁架受壓區(qū)樓板的平面剛度，以降低轉(zhuǎn)換桁架卸載過程中的變形與應力。

（3）設(shè)置轉(zhuǎn)換層樓板后澆帶。在利用轉(zhuǎn)換桁架受壓區(qū)樓板平面剛度的同時，考慮卸載過程引起的轉(zhuǎn)換層樓板的拉應力，通過在轉(zhuǎn)換桁架四周設(shè)置樓板后澆帶釋放卸載過程中產(chǎn)生的端部應力，避免卸載過程中由桁架變形引起的樓板開裂。

（4）確定合龍溫度。為減小施工階段溫度應力，結(jié)合現(xiàn)場施工進度及氣溫條件，在設(shè)計要求的合龍溫度范圍內(nèi)均取上限溫度進行合龍，以降低施工過程中的溫度的影響。

（5）臨時鉸接節(jié)點設(shè)置。通過設(shè)置臨時鉸接節(jié)點，降低轉(zhuǎn)換桁架卸載變形引起的強制位移對標高30.000?m框架層端部框架的附加效應，保證了施工態(tài)與設(shè)計態(tài)吻合。