無(wú)錫大劇院現(xiàn)場(chǎng)安裝工況圖
無(wú)錫大劇院
作為無(wú)錫市重點(diǎn)文化工程之一，無(wú)錫大劇院矗立于蠡湖南岸、蠡湖大橋公園東面的湖邊，建筑總面積為7萬(wàn)多平方米。
大劇院8片大尺度的“翅膀”，結(jié)合臺(tái)階狀的石材基座，使整個(gè)建筑猶如一只戲水蜻蜓，靜靜地停伏在蠡湖波瀾不驚的水面上；而從空中俯瞰，整個(gè)建筑又如8片巨大的樹(shù)葉，輕輕飄落于城市的親水之畔。
工程特點(diǎn)
本工程鋼結(jié)構(gòu)體系為復(fù)雜的曲線(xiàn)空間網(wǎng)格管桁架體系，與下部砼結(jié)構(gòu)基本脫開(kāi)，自成體系。整體結(jié)構(gòu)由A1～A5、B1～B3共8片巨大“樹(shù)葉”構(gòu)筑而成，每片樹(shù)葉之間互不連接，在葉片端部各設(shè)置一斜向鋼管幕墻桁架。另外，在A1和B1葉片下方，各設(shè)有一個(gè)門(mén)廳。
無(wú)錫大劇院建筑總面積為7萬(wàn)多平方米，由體量A、體量B兩大部分組成。其中，體量A由5片巨大的葉子狀建筑物構(gòu)成，是能容納1700多名觀眾的主觀演廳；體量B由3片葉子狀建筑物構(gòu)成，是能容納700多名觀眾的多功能廳。作為無(wú)錫重要的文化藝術(shù)中心和地標(biāo)建筑，無(wú)錫大劇院具有多種功能，主觀演廳可以舉辦世界一流的歌劇演出，并能滿(mǎn)足一流的交響樂(lè)、戲劇、舞蹈、會(huì)議以及芭蕾演出的需要。
框筒柱結(jié)構(gòu)形式主要是由彎扭主管雙向斜交叉環(huán)繞編織而成的不規(guī)則腰圓鋼管柱，主管相貫節(jié)點(diǎn)處采用直撐以及斜撐方式進(jìn)行連接。葉片肩部外形上寬下窄，起到連接立面和頂面的過(guò)渡作用，桁架布置與屋面一樣為雙向斜向布置。由于建筑造型的需要，肩部桁架大部分為雙曲桁架，且受力較大，鋼管截面較大、壁厚較厚。屋面桁架由斜向交叉的桁架組合而成，端部寬根部窄，長(zhǎng)度最長(zhǎng)為97米，最短為42米。其端部最寬為53米、最窄為43米；根部最寬為23.7米、最窄為20米。劇場(chǎng)門(mén)廳和多功能會(huì)議廳屋頂鋼桁架采用焊接H形鋼組合桁架，支撐鋼柱采用異形鋼管組合柱，其中劇院門(mén)廳處為保證支撐鋼柱的整體穩(wěn)定，減小長(zhǎng)細(xì)比，在異形柱內(nèi)設(shè)置了預(yù)應(yīng)力鋼筋，對(duì)安裝施工提出了較高的要求。
構(gòu)件的加工制作
在筒柱的吊裝進(jìn)行分段劃分后，也確定了通長(zhǎng)主管與相貫主管，但不論是通長(zhǎng)主管還是相貫主管，其單根鋼管均存在彎曲半徑，呈空間扭曲狀。
分段劃分后的通長(zhǎng)主管在加工時(shí)，根據(jù)自身彎曲半徑的數(shù)量，將其2個(gè)或3個(gè)彎曲半徑設(shè)為一個(gè)加工段分別加工，而后進(jìn)行對(duì)接成形。
鋼管加工時(shí)參照分段中通長(zhǎng)主管的加工，將各個(gè)相貫斷開(kāi)的主管視為整根，加工前標(biāo)明各分段的斷開(kāi)位置，待加工后采用專(zhuān)用樣板進(jìn)行包管，而后切割相貫線(xiàn)切口，這樣既解決了單根鋼管無(wú)法加工的難題，也保證了與通長(zhǎng)鋼管的相貫質(zhì)量，更重要的是，相貫主管與通長(zhǎng)主管連接后，其整體線(xiàn)型得到了保證。
通過(guò)冷壓加工、檢測(cè)符合要求后，做好彎管工藝參數(shù)記錄以及彎管檢測(cè)記錄（包括彎曲半徑、折拱拱高、減薄率、波浪度、橢圓度、表面有無(wú)裂紋等），然后將其吊離油壓機(jī)加工平臺(tái)，并根據(jù)理論長(zhǎng)度切割兩端平直加工余量段，開(kāi)好對(duì)接坡口并打磨光順。
將各區(qū)段分別加工合格后，在專(zhuān)用組裝胎架上進(jìn)行彎扭鋼管的對(duì)接接長(zhǎng)，對(duì)接時(shí)采用地樣法、全站儀相結(jié)合的方法進(jìn)行定位，而后與胎架固定牢固，采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊進(jìn)行全位置焊接，焊接后進(jìn)行測(cè)量、矯正。
施工難點(diǎn)及解決措施
無(wú)錫大劇院工程的技術(shù)特點(diǎn)、難點(diǎn)主要有以下五個(gè)方面：相互連接的鋼管成空間彎扭，扭曲度大；相互連接的相貫線(xiàn)切割；組裝方法以及組裝的順序；焊接變形的控制；鋼結(jié)構(gòu)吊裝。
針對(duì)以上技術(shù)特點(diǎn)和難點(diǎn)，施工方主要采取了以下解決措施：彎扭鋼管貫穿了整個(gè)工程，針對(duì)這一特點(diǎn)，施工方專(zhuān)門(mén)研制了彎扭鋼管的加工新技術(shù)，將傳統(tǒng)的各個(gè)不同曲率半徑的鋼管對(duì)接，優(yōu)化成直接采用彎制的方法進(jìn)行加工，節(jié)省了人力、物力和財(cái)力，“一種多曲率彎扭鋼管及其制作方法”已申報(bào)國(guó)家專(zhuān)利；通過(guò)對(duì)各種形式的異形管結(jié)構(gòu)制訂專(zhuān)題方案，包括分段的劃分、組裝的順序等進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)將彎扭鋼管的相貫線(xiàn)切口采用包樣板的方式進(jìn)行加工，確保了相貫線(xiàn)接口的質(zhì)量，從而保證了結(jié)構(gòu)的整體組裝線(xiàn)型；在焊接過(guò)程中，采用整體、分中、對(duì)稱(chēng)的焊接方法控制結(jié)構(gòu)整體尺寸，而后分拆各分段在自由狀態(tài)下進(jìn)行組裝，為現(xiàn)場(chǎng)安裝提供了質(zhì)量保障。
圍繞無(wú)錫大劇院造型獨(dú)特的“樹(shù)葉”狀鋼結(jié)構(gòu)屋蓋，滬寧鋼機(jī)公司將以彎扭鋼管為主的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了深層次、全方位的分析和研究，對(duì)各個(gè)控制要點(diǎn)制訂了詳細(xì)的施工方案，在確保單根彎扭鋼管加工質(zhì)量的大前提下，也優(yōu)化了裝焊的方法，保證了工廠加工制作的精度要求，為現(xiàn)場(chǎng)安裝創(chuàng)造了良好的條件�，F(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，根據(jù)實(shí)際工況制訂了分區(qū)、分部的安裝方法，采取質(zhì)保措施，現(xiàn)已圓滿(mǎn)完成無(wú)錫大劇院鋼結(jié)構(gòu)屋蓋的安裝工程。無(wú)錫大劇院成功的施工方案，為今后類(lèi)似鋼結(jié)構(gòu)工程的施工提供了較有價(jià)值的參考。
