1.2.2 大跨度建筑类

1.宝安工人文化宫

宝安工人文化宫（见图1-15）项目位于深圳市宝安中心区新湖路与兴华一路交会处，地下室3层，塔楼12层，由核心筒+W形外框柱+桁架结构+吊挂层梁柱组成结构体系。构件主要截面形式为箱形梁柱、亚型钢梁、H形梁柱、钢拉杆，主要材质为Q355B、Q355GJC、Q390GJC、Q420GJC、Q460GJC及Q690GJC；最大板厚为120mm。用钢量约为1.8万t，其中Q690GJC用于顶层钢桁架，厚度为50～120mm，共220t。

该项目的顶层桁架拉力较大杆件采用Q690钢后，构件截面减小，桁架刚度降低，变形略有增大。边跨增大幅度10.55%，中间跨增大幅度16.8%，但仍满足规范L/400的变形限值要求且富裕量较大。通过斜Y形坡口焊接试验，确定Q690GJC高强钢焊接预热温度，通过消应力处理降低热影响区硬度，在实验室进行焊接评价，采用30kJ/mm的热输入，各项性能合格，满足焊接要求。

2.国家体育场

国家体育场（即“鸟巢”，见图1-16），位于北京奥林匹克公园中心区南部，为2008年北京奥运会的主体育场。北京奥运会后成为北京市民参与体育活动及享受体育娱乐的大型专业场所，为地标性的体育建筑。

“鸟巢”工程主体呈空间马鞍椭圆形，南北长333m、东西宽294m，建筑面积25.8万m2，总投资额约35亿元，共设座席9万个。建筑屋盖顶面为双向圆弧构成的马鞍形曲面，最高点高度为68.5m，最低点为42.8m。墙面与屋面钢结构由24榀门式桁架围绕着体育馆内部碗状看台区旋转而成，其屋面主桁架高度12m，双榀贯通最大跨度约260m；结构总用钢量为4.2万t，每平方米用钢量达到500kg；结构采用了Q355、Q355GJ及Q460等多种型号钢材，钢板最大厚度达110mm。“鸟巢”工程以Q460-Z25新钢种焊接性试验研究为核心，展示了新钢种焊接性的创新点及焊接新工艺，为建筑钢结构焊接工程采用类似新钢种提供了详细的技术参考资料。“鸟巢”施工全景如图1-17所示。

3.深圳大运中心体育馆

深圳大运中心体育馆（见图1-18）是2011年世界大学生运动会主会场，其建筑造型犹如一块璀璨的“水晶石”。场馆共设座席6万个，建筑面积13.6万m2，总投资约41亿元，满足国际田联及国际足联的比赛标准要求，可举办各类国际级、国家级和当地的体育赛事以及超大型的音乐盛会。该体育馆采用了内设张拉膜的钢屋盖体系，钢结构为单层折面空间网格结构，平面形状为椭圆形（285m×270m），最高点高度为44.1m，不同区域悬挑长度为51.9～68.4m。一标段钢结构总质量约1.8万t，主要采用Q355GJ材质钢材及大量铸钢件，钢板最大厚度达200mm。

针对深圳大运中心体育馆主体育场单层折面空间网格钢结构体系，悬挑长度长、现场焊接量大、厚板焊接和异种材质焊接多等施工难点进行深入研究，采用半自动CO₂气体保护焊工艺，通过采取合理的焊接顺序、设置专门的操作支架、计算机温控电加热、分段分层退焊及多人同步对称焊接等措施，加强焊接过程中的加固与实时监测，成功完成了单层折面空间网格结构的焊接，尤其是创新性地解决了大直径异种高强度厚壁钢管现场全位置焊接和超厚（厚度达200mm）铸锻件的焊接难题（见图1-19）。

4.深圳湾体育中心

深圳湾体育中心又名“春茧”（见图1-20），是第26届世界大学生夏季运动会分会场之一，其主要建设内容有“一场两馆”，即体育场、体育馆、游泳馆及运动员接待服务中心、体育主题公园及商业运营设施等。深圳湾体育中心采用一体化设计，通过空间曲面单层网壳屋盖体系，将“一场两馆”有机联系在一起，形似“春茧”。

该工程总投资约22亿元，主场馆长约500m、宽约240m、高约52m。总建筑面积约25.6万m2。其结构为单层空间变曲面弯扭斜交网格，总用钢量约2.4万t，最大跨度180m，最大悬挑41m。钢材材质主要有Q355C、Q355GJC、Q460GJD等，主体结构于2009年10月30日开吊，2010年3月30日封顶。该工程的焊接重难点主要为Q460GJD材质之间的焊接，以及箱形弯扭构件焊接变形控制（见图1-21）。

5.马来西亚KLCC商业中心

马来西亚KLCC商业中心（见图1-22）项目位于马来西亚首都吉隆坡市中心，总建筑面积11.68万m2，总用钢量约1.6万t，地下5层，地上6层，主体为钢框架+悬挑桁架结构体系，桁架整体长90.2m，悬挑区挑空达45.7m。该项目钢材屈服强度达690MPa，最大板厚200mm，强度和厚度均为同期在建钢结构项目之最。

高强钢节点（见图1-23）质量达64t，最大板厚160mm，材质S690QL1。作为整个悬挑结构受力支撑，存在叠合板加工、高强钢焊接、加工尺寸精度控制等难题。严格按照焊接工艺评定参数进行施焊，针对窄腔体内部隐蔽焊缝：综合考虑设计及焊接操作要求，采用翼缘横向分三段逐层焊接的方法。通过16次退装退焊完成高强钢叠加板节点整体焊接。为确保焊缝质量可靠性，采用可视化超声波相控阵检测技术精确检测焊缝质量，焊缝一次检测合格率达到99.2%以上。