摘  要：本文主要是對(duì)國家體育場(chǎng)主桁架安裝過程中所使用的支撐塔架的設(shè)計(jì)過程進(jìn)行介紹，并對(duì)支撐塔架卸載過程中監(jiān)測(cè)到的支撐塔架應(yīng)力情況進(jìn)行分析，從而總結(jié)出大噸位支撐體系設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題。
關(guān)鍵詞：支撐塔架、抗側(cè)力體系、空間排架、格構(gòu)式柱、應(yīng)力比
國家體育場(chǎng)為2008年北京奧運(yùn)會(huì)的主體育場(chǎng)，建筑頂面呈馬鞍型，大跨度屋蓋支撐于周邊24根桁架柱上。主桁架圍繞屋蓋中間開口呈放射形布置，與桁架柱、頂面及立面次結(jié)構(gòu)一起形成了“鳥巢”的特殊建筑造型。主桁架盡可能直通或接近直通，并在中部形成由分段直線構(gòu)成的內(nèi)環(huán)，構(gòu)件截面均為箱形截面，其空間位置復(fù)雜多變，形體宏大、美觀。
1．支撐布置及設(shè)計(jì)技術(shù)條件
國家體育場(chǎng)屋蓋鋼結(jié)構(gòu)屬大跨度空間巨型桁架結(jié)構(gòu)，構(gòu)架自重產(chǎn)生的內(nèi)力所占比例較大。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)安裝施工組織設(shè)計(jì)，鋼結(jié)構(gòu)總體安裝采用分段吊裝高空對(duì)接的方法（也簡(jiǎn)稱散裝法）施工，在結(jié)構(gòu)施工過程中設(shè)置了78個(gè)支撐點(diǎn)，支撐點(diǎn)設(shè)置在主桁架下弦交叉節(jié)點(diǎn)的位置,支撐塔架設(shè)計(jì)的技術(shù)條件來源于支撐卸載分析的結(jié)果，它給出了整體、分級(jí)同步的卸載過程中，各個(gè)支撐點(diǎn)在各個(gè)卸載子步的反力情況。統(tǒng)計(jì)其中每個(gè)點(diǎn)在所有步驟中的最大反力就是施加在支撐塔架上的使用荷載。
同時(shí)，在桁架的安裝過程中，雖然支撐塔架所受的豎向力沒有在卸載過程中相應(yīng)支撐點(diǎn)最大反力大，但先內(nèi)環(huán)、后外環(huán)的安裝順序使得施工過程主桁架獨(dú)立承受的風(fēng)荷載很大，并作為一個(gè)水平集中荷載施加在塔架的柱頂。因此，主桁架在安裝過程中所受的風(fēng)荷載也是支撐塔架受力分析的一個(gè)控制工況。
國家體育場(chǎng)的建筑頂面呈雙曲馬鞍形，最高點(diǎn)高度為69.1m，最低點(diǎn)高度為40.7m。這樣的屋蓋外形也決定其安裝過程中的支撐塔架的頂面整體外形也呈馬鞍形、塔架高，這是支撐設(shè)計(jì)的又一技術(shù)條件。
2．體系選型
支撐塔架的柱身選用3×3m格構(gòu)柱，為提高支撐塔架的整體剛度和穩(wěn)定性，在支撐塔架的頂部設(shè)置水平支撐體系，支撐體系仍采用格構(gòu)式桁架結(jié)構(gòu)。為提高水平支撐體系的抗扭剛度，在其角部區(qū)域設(shè)置隅撐，支撐塔架的柱腳與基礎(chǔ)采用剛接。根據(jù)主結(jié)構(gòu)的安裝方案，將整體支撐塔架分成四大塊，長(zhǎng)短軸各兩個(gè)區(qū)塊，并將這四區(qū)塊所有支撐塔架連成整體。這個(gè)方案符合主桁架安裝、形成自受力體系的過程.
