摘要：针对美术馆存在较多桁架构件，部分桁架存在带多个方向牛腿的桁架箱型杆件；塔吊工况无法满足不封大跨度悬挑桁架、框架梁等重量较大的构件的吊装等具体情况。综合了钢结构吊装施工工艺、大跨度悬挑空间作业的限制及施工成本、吊装作业安全等因素，选取了合理分段后采取中建标准化胎架支撑方案进行分段安装措施进行安装。解决了美术馆东西立面大跨度悬挑空间限制、施工机械工况不足、部分钢结构构件过重难以操作安装的问题。保障了美术馆钢结构的安装质量，推进了施工进度，并为以后的施工积累了经验。
关键词：大跨度；悬挑钢结构；胎架支撑
1 工程概况
滨海现代美术馆坐落在本工程的西北侧，其南侧为文化长廊的中央大厅，西侧为旭升路，东侧是滨海现代城市与工业探索馆，北侧为大连东道。地上建筑主体高度35.7m。占地面积约6123m²，总建筑面积26990m²。主体地下两层；地上五层，美术馆主要钢构件包括四层至屋顶层的桁架、二层至屋顶层的楼面钢梁、二层至四层的钢吊柱，以及与桁架和部分大截面框架梁相连接的暗柱等。杆件截面包括H型和箱型，其中H型截面含热轧H型和焊接H型，热轧H型最大截面为 HN700×300×13×24，焊接H型最大截面为 H800×400×25×45，箱型最大截面为□1200×500×45×45，钢构件最大板厚为50mm；钢材材质包括Q345B、Q390GJC和Q420GJC。
2 技术背景
2.1工程技术难点
现在钢结构施工行业通用的吊装施工的做法难以满足滨海美术馆现场需要，美术馆东侧为文化长廊钢结构伞柱，伞柱结构复杂，严重限制了东侧悬挑桁架的吊装施工空间，传统的吊装工艺远远满足不了现场的施工要求：
1）桁架和大跨度框架梁等重量较大的构件的吊装。美术馆钢结构单件最大重量约7.5t，根据现场塔吊的选型和部署计划，塔吊无法吊装就位的构件约53件，此项问题成为制约钢结构施工进度的首要因素。
2）美术馆存在较多桁架构件，部分桁架存在带多个方向牛腿的桁架箱型杆件，故带多个方向牛腿的桁架箱型杆件的加工制作是本工程的重点。
2.2本工程施工做法分析
美术馆阶桁架存在带多个方向牛腿的桁架箱型杆件，应根据箱型桁架特点，采用节点拆分、部件组装法。首先进行主体箱型部件的组装焊接，端铣后再与腹杆牛腿、楼面梁牛腿部件进行组装。东侧悬挑区域需进行合理分段后采取标准化胎架配合H300×300×10×15型钢支撑进行分段安装。
解决措施：胎架支撑、节点拆分、部件组装
设计总体思路：
结合本工程的结构形式和实际施工特点，本工程工期短，施工限制条件多。根据此情况对胎架施工安排如下。
2.3胎架安装与卸载
2.3.1胎架安装
1）胎架分布
美术馆桁架存在较多较大跨度桁架，因塔吊起重能力有限不能满足整体吊装要求，故采取分段吊装的方式：在分段点及悬挑较大处附近用胎架进行临时支撑从而继续构件安装。胎架均从首层楼面板起。
2）胎架构造
胎架采用中建标准化装配式轻型多功能支承胎架。选取四角立柱为Φ114*5，斜腹杆为Φ51*4，调整节为Φ114*5，顶部及底部的平台为HW200*200，材质均为 Q345B，经计算在顶梁处增加一联系横梁以满足胎架顶部工况。
3）胎架组装
根据施工需要，单个轻型胎架14个1.5m标准节1个0.3m调整节、顶梁及底部装换梁拼装而成。在胎架初步搭设时拉设揽风绳。胎架采用两种方式，分别是（1）两个轻型多功能临时支撑组装相连；（2）独立的4个轻型临时支撑通过H型钢连接成整体，4个轻型胎架间用H型钢 HW200*200相连，可以起到共同受力，提高整体稳定性的作用。
2.3.2桁架与胎架施工流程
1）安装总体思路
根据总体施工部署，并结合美术馆桁架形式和特点，胎架进行周转使用，先进行美术馆东侧区域胎架及桁架施工，然后进行中部钢梁间桁架，最后进行美术馆西侧胎架及桁架施工。
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第一步：先安装左侧ZHJ-3/3a、ZHJ-1和CHJ-2。
第二步：将左侧靠内侧两胎架转运至右侧区域，完成右侧对称区域胎架安装。
第三步：将右侧区域靠内一侧两胎架转运至5-A轴中间区域完成CHJ-3安装。
第四步：完成剩余桁架安装
2.3.3 胎架卸载
1）卸载总体思路
本工程钢桁架卸载主要遵从由内向外、先装先卸载的原则进行，从而实现胎架的周转使用。
2）桁架卸载顺序
遵从桁架的安装流程需周转使用的胎架先进行卸载，其他工况胎架进行同步卸载。
3 钢结构安装施工
3.1钢结构总体施工思路
由于美术馆结构形式上，主要承重构件为四层至屋顶层的桁架和箱型框架梁，四层以下结构通过钢吊柱悬挂在四层钢结构上，经研究决定安装顺序是由下至上，先主后次，先安装箱型框架梁和桁架四层承重楼面钢梁（下部与钢吊柱连接），后安装钢吊柱及连梁，最后安装其他楼面钢梁。吊装设备上，采用塔吊结合汽车吊进行起吊、安装的施工方法。
3.2安装顺序
美术馆钢结构安装遵循从上向下、从主到次的顺序安装。先安装独立钢梁、钢柱，在安装安装四层箱型主梁、桁架，接下来三层吊柱及连接钢梁，再安装二层吊柱及连接钢梁，最后安装屋顶层及屋顶抬高层钢结构。部分钢结构安装需要搭设临时支撑以辅助
3.3安装措施布置
3.3.1美术馆三层主框梁及吊柱安装
美术馆三层主框梁及吊柱使用塔吊分段吊装，使用支撑胎架配合安装。按照先主梁吊柱后次梁的顺序安装。
3.3.2美术馆四层主框梁及主桁架安装
主钢框梁用工字形钢做支撑，支撑下部搭设在三层楼板上，在 5-A轴线上需要设置两组标准化胎架，支撑在首层楼板上。主桁架一用中建标准化格构式胎架作为临时支撑，支撑下部搭设在首层楼板上。型钢支撑下部搭设在三层楼板上，标准化胎架，支撑在首层楼板上。针对胎架底座坐落在结构层的情况，需对支撑的梁、板等结构进行计算，必要时采取加固措施。
3.3.3美术馆四层主桁架安装
主桁架三使用塔吊分段吊装，用工字型钢做支撑配合安装。主桁架三在三层此部位钢梁、吊柱及支撑措施安装完成后开始分段吊装。主桁架 在制作前需综合考虑塔吊及现场情况对其分段。
3.4安装注意事项
钢梁的吊装顺序应严格按照钢柱的吊装顺序进行，及时形成框架，保证框架的精度，为后续钢梁的安装提供方便。在测量校正钢梁标高、轴线的过程中，要先保证已安装好的钢柱整体安装精度。校正时应对轴线、水平度、标高、连接板间隙等因素进行综合考虑，全面兼顾，每个分项的偏差值都要达到设计和规范要求。对于有偏差的螺栓孔，只能采用绞刀扩孔，不得采用气割扩孔的方式。安装时应用安装螺栓进行临时固定，不允许将高强螺栓代用直接穿入。
4 实施效果及总结
美术馆悬挑钢结构采用合理分段后配合标准化胎架支撑进行分段安装，实施效果良好，采用由下至上，先主后次，先安装箱型框架梁和桁架四层承重楼面钢梁（下部与钢吊柱连接），后安装钢吊柱及连梁，最后安装其他楼面钢梁的施工顺序，灵活周转利用胎架，便于美术馆东侧悬挑构件吊装；在施工上，施工难度大大降低，施工速度快、施工质量好，并形成了一整套施工工艺，得到了专家、业主、设计、监理以及业内同行的一致好评。
参考文献
[1]《支柱式胎架使用通用工艺规范》——Q/SWS42036——2004.
[2]《钢结构工程施工规范》——GB50755——2012.
[3]《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》——JGJ276——2012.
[4]李星荣.《钢结构连接节点设计参考图集》——中国电力出版社——2016.
论文作者:王振林,高玉福,刘成,曲伟嘉
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/7
标签：桁架论文; 美术馆论文; 钢梁论文; 钢结构论文; 塔吊论文; 构件论文; 楼面论文; 《基层建设》2017年第30期论文;