深圳大运中心主体育场铸钢节点验收及拟合预拼装技术

中建钢构有限公司科技成果汇编（2009-2010年度）

深圳大运中心主体育场铸钢节点验收及拟合预拼装技术

陈江，陈韬，徐聪，严小霞

[摘要]:深圳大运中心主体育场采用内设张拉膜的钢屋盖体系，钢结构形式为单层折面空间网格结构，分为铸

钢节点和焊接节点两种形式。运用计算机拟合技术，成功解决了超重、复杂、多分支铸钢节点验收难题，并通

过实测坐标与理论坐标的拟合，将其应用到构件预拼装方面，在限定的较短工期内达到了快速、精准的构件拼

装效果，确保了施工质量和施工进度，同时指出节点、构件的误差来源及消除措施。

[关键词]:深圳大运中心；铸钢节点；拟合；验收；预拼装

Acceptance and Fitting Pre-assembling Technology for Cast Steel Joints in Shenzhen Universiade Sports Center Main Stadium

ChenJiang，ChenTao，XuCong，Yan Xiaoxia

[Abstract]Steel roof system with inner tensioned membrane is applied in Shenzhen Universiade Sports Center Main Stadium，whose steel structure is single-layer folded-surface spatial grid. The steel structure includes cast steel joints and welding joints. By computer fitting technology，the acceptance

for overweight，complex and multi branches cast steel joints are successfully completed. Besides，through fitting of actual coordinate and theoretical coordinate，this technology is also used in

pre-assembling of construction progress and quality. Furthermore，the error causes and elimination measures for joints and structures are put forward.

[Keywords] Shenzhen Universiade Sports Center；cast steel joint；fitting； acceptance；pre-assembling

1 工程概况

深圳大运中心主体育场采用了内设张拉膜的钢屋盖体系，钢结构形式为单层折面空间网格结构，平面形状为285m ×270m椭圆形，最高点的高度为44.1m，在不同的区域悬挑长度分别为51.9～68.4m。

钢结构构件通过支座、背谷、背峰、肩谷、肩峰、冠谷、冠峰、内环等承力节点进行连接，形成稳定的复杂空间结构体系（见图1）。

图1 铸钢节点分布示意（红色部分）

结构的支座、背峰、背谷、肩峰、肩谷、冠谷位置采用铸钢节点，共120个，单件最重约90t，总重4000t。冠峰、内环位置为焊接节点，共40个。

本工程铸钢节点形状复杂、多支腿、体形大，单件重、姿态各异，铸钢节点的精度直接影响到节点-主杆件组合构件拼装、后续构件安装质量，是保证钢结构整个结构安装精度的重点。因此，铸钢节点安装前的检查验收尤为重要。

2 工作思路

由于本工程采用大量铸钢节点，而且外形尺寸及重量在国内建筑领域均为首创，节点最多10个支管（见图2），因此现场使用全站仪对大批量铸钢节点的拟合验收及预拼装做出详细价绍。

图2 肩谷节点示意

采用高精度全站仪，对到场的铸钢节点逐一测量检查，检测出铸钢节点各管口的相对三维坐标，将记录的各支管三维坐标值输入计算机，连接各点形成三维线模，与设计模形

与肩峰节点肩峰节点与两杆件地面焊接（见图3b）；③杆

件与冠峰节点在地面两个接口焊接，另两个接口临时螺栓

连接（见图3c）。

a背峰—支座组合构件 b肩峰组合构件

c冠峰组合构件

图3 现场主要组合吊装构件

3.1 验收测量人员及仪器配备

为确保现场安装进度，钢结构测量配备8人。

测量仪器、工具准备齐全，其中全站仪、钢尺等工具必

经指定的计量所检定，现场检测仪器保证在使用有效期内，

配备仪器和工具如表1所示。

表1 测量仪器、工具

序号名称型号数量备注

1

全站仪(配弯

管目镜)

索佳

Setl130R3

2 控制测量

2 激光反射片20×20 100 接收反射点

3 三脚架

公英制通

用

4 架设仪器

4 磁力线锤0.5kg 4 圆心定位

5 钢卷尺5m 2 肢管直径检查

6 自制十字架/ 1 圆心测量定位

3.2 节点外形尺寸

铸钢节点的外形尺寸检查重点是直径、各支管长度、各

支管端部中心间距，其中直径可直接通过拉钢尺的方法检查，

首先将支管端部做四等分，在等分点a，b，c，d 4点用油漆

笔做好醒目标记（见图4），然后量取该4点直线距离取平均

值。支管长度以及各支管中心距采用全站仪测量端点圆心坐

标进行拟合得出偏差。

图4：铸钢节点端部尺寸定点测量检查

3.3 节点空间坐标检测

对到场的铸钢节点分别进行相对三维空间坐标（即节点

自身各支管相对位置）测量，由于各支管朝向各不相同，全

站仪无法一次对所有支管端口进行观测，所以对于每一个节

点都要建立独立的坐标系，当全站仪进行转点测量时，以保

证2个或3个测站点处于同一坐标系内（见图5）。

图5 铸钢节点相对三维空间坐标测量

3.4 测量要点

对于测量坐标系的建立要以测站点、后视点地面坚硬，

架设仪器不下沉，各测站点互相通视为原则。

端口圆心定位的准确性至关重要，根据之前对支管端部

的直径、周长检查，定出支管端部4个象限点，拉上磁力线

锤确定圆心，然后将激光反射薄膜十字心与磁力线锤十字线

重合。

激光反射薄膜厚度不超过1mm，在全站仪数据面板显示

的坐标读数即为该点的实际坐标值，省略了棱镜对中测量时

的坐标换算的麻烦。另外，由于现场地面不可能保证绝对平

整，每次转点全站仪的高度都不想同，用钢尺测量又不能保

证精度，因此，每次转点前对周边一固定点作一次高程测量，

完成后以第1次测量度度为准，之后每次转点均以该点反算

出全站仪高度。另外测量时，应充分考虑外界因素的影响，

如太阳照射，风力、温度、气压等因素。

4 内业验收与拟合预拼装过程

4.1 节点拟合操作

将实测坐A1，B1，C1，D1，E1，F1，G1，H1三维坐法逐

个输入计算机。将实测点连线，将测线模与设计的标准三维