1.2.2 大跨度建筑類

1.寶安工人文化宮

寶安工人文化宮（見圖1-15）項目位于深圳市寶安中心區新湖路與興華一路交會處，地下室3層，塔樓12層，由核心筒+W形外框柱+桁架結構+吊掛層梁柱組成結構體系。構件主要截面形式為箱形梁柱、亞型鋼梁、H形梁柱、鋼拉桿，主要材質為Q355B、Q355GJC、Q390GJC、Q420GJC、Q460GJC及Q690GJC；最大板厚為120mm。用鋼量約為1.8萬t，其中Q690GJC用于頂層鋼桁架，厚度為50～120mm，共220t。

該項目的頂層桁架拉力較大桿件采用Q690鋼后，構件截面減小，桁架剛度降低，變形略有增大。邊跨增大幅度10.55%，中間跨增大幅度16.8%，但仍滿足規范L/400的變形限值要求且富裕量較大。通過斜Y形坡口焊接試驗，確定Q690GJC高強鋼焊接預熱溫度，通過消應力處理降低熱影響區硬度，在實驗室進行焊接評價，采用30kJ/mm的熱輸入，各項性能合格，滿足焊接要求。

2.國家體育場

國家體育場（即“鳥巢”，見圖1-16），位于北京奧林匹克公園中心區南部，為2008年北京奧運會的主體育場。北京奧運會后成為北京市民參與體育活動及享受體育娛樂的大型專業場所，為地標性的體育建筑。

“鳥巢”工程主體呈空間馬鞍橢圓形，南北長333m、東西寬294m，建筑面積25.8萬m2，總投資額約35億元，共設座席9萬個。建筑屋蓋頂面為雙向圓弧構成的馬鞍形曲面，最高點高度為68.5m，最低點為42.8m。墻面與屋面鋼結構由24榀門式桁架圍繞著體育館內部碗狀看臺區旋轉而成，其屋面主桁架高度12m，雙榀貫通最大跨度約260m；結構總用鋼量為4.2萬t，每平方米用鋼量達到500kg；結構采用了Q355、Q355GJ及Q460等多種型號鋼材，鋼板最大厚度達110mm。“鳥巢”工程以Q460-Z25新鋼種焊接性試驗研究為核心，展示了新鋼種焊接性的創新點及焊接新工藝，為建筑鋼結構焊接工程采用類似新鋼種提供了詳細的技術參考資料。“鳥巢”施工全景如圖1-17所示。

3.深圳大運中心體育館

深圳大運中心體育館（見圖1-18）是2011年世界大學生運動會主會場，其建筑造型猶如一塊璀璨的“水晶石”。場館共設座席6萬個，建筑面積13.6萬m2，總投資約41億元，滿足國際田聯及國際足聯的比賽標準要求，可舉辦各類國際級、國家級和當地的體育賽事以及超大型的音樂盛會。該體育館采用了內設張拉膜的鋼屋蓋體系，鋼結構為單層折面空間網格結構，平面形狀為橢圓形（285m×270m），最高點高度為44.1m，不同區域懸挑長度為51.9～68.4m。一標段鋼結構總質量約1.8萬t，主要采用Q355GJ材質鋼材及大量鑄鋼件，鋼板最大厚度達200mm。

針對深圳大運中心體育館主體育場單層折面空間網格鋼結構體系，懸挑長度長、現場焊接量大、厚板焊接和異種材質焊接多等施工難點進行深入研究，采用半自動CO₂氣體保護焊工藝，通過采取合理的焊接順序、設置專門的操作支架、計算機溫控電加熱、分段分層退焊及多人同步對稱焊接等措施，加強焊接過程中的加固與實時監測，成功完成了單層折面空間網格結構的焊接，尤其是創新性地解決了大直徑異種高強度厚壁鋼管現場全位置焊接和超厚（厚度達200mm）鑄鍛件的焊接難題（見圖1-19）。

4.深圳灣體育中心

深圳灣體育中心又名“春繭”（見圖1-20），是第26屆世界大學生夏季運動會分會場之一，其主要建設內容有“一場兩館”，即體育場、體育館、游泳館及運動員接待服務中心、體育主題公園及商業運營設施等。深圳灣體育中心采用一體化設計，通過空間曲面單層網殼屋蓋體系，將“一場兩館”有機聯系在一起，形似“春繭”。

該工程總投資約22億元，主場館長約500m、寬約240m、高約52m。總建筑面積約25.6萬m2。其結構為單層空間變曲面彎扭斜交網格，總用鋼量約2.4萬t，最大跨度180m，最大懸挑41m。鋼材材質主要有Q355C、Q355GJC、Q460GJD等，主體結構于2009年10月30日開吊，2010年3月30日封頂。該工程的焊接重難點主要為Q460GJD材質之間的焊接，以及箱形彎扭構件焊接變形控制（見圖1-21）。

5.馬來西亞KLCC商業中心

馬來西亞KLCC商業中心（見圖1-22）項目位于馬來西亞首都吉隆坡市中心，總建筑面積11.68萬m2，總用鋼量約1.6萬t，地下5層，地上6層，主體為鋼框架+懸挑桁架結構體系，桁架整體長90.2m，懸挑區挑空達45.7m。該項目鋼材屈服強度達690MPa，最大板厚200mm，強度和厚度均為同期在建鋼結構項目之最。

高強鋼節點（見圖1-23）質量達64t，最大板厚160mm，材質S690QL1。作為整個懸挑結構受力支撐，存在疊合板加工、高強鋼焊接、加工尺寸精度控制等難題。嚴格按照焊接工藝評定參數進行施焊，針對窄腔體內部隱蔽焊縫：綜合考慮設計及焊接操作要求，采用翼緣橫向分三段逐層焊接的方法。通過16次退裝退焊完成高強鋼疊加板節點整體焊接。為確保焊縫質量可靠性，采用可視化超聲波相控陣檢測技術精確檢測焊縫質量，焊縫一次檢測合格率達到99.2%以上。