摘要：本文通过对许昌市科普教育基地大跨度钢结构连廊结构特点、施工条件、施工技术特点、经济合理性、工期要求、各专业交叉配合等因素，详细地说明了该工程施工方案的提出、分析、优化的过程，提出采用管架空中对接，支撑胎架临时支撑的方案，充分保证了工程施工的质量与安全，为后续相似类型的建筑施工提供了参考。
关键词：大跨度钢结构连廊；连廊支撑胎架；方案
1工程概况
许昌市科普教育基地占地面积55679㎡，总建筑面积72823㎡。地上部分建筑面积29712㎡。其中青少年活动中心9431㎡、科技馆11533㎡、海洋馆8867㎡。本建筑地下一层、地上4层（含机房层），建筑最高点标高为28.5m。在青少年活动中心与科技馆之间、科技馆与海洋馆之间，布置两个连廊结构，该部位是建筑空间造型两次扭转的位置，是本工程钢结构制作、安装的重点位置。东西两个连廊结构对称，每个连廊有6个轴线的弯弧圆管主梁和3道次梁构成，主梁结构分上下两层。主次梁随建筑轮廓造型弯弧，每个轴线的弯弧尺寸均不相同。主梁截面规格为ø1400×25，次梁截面规格为ø630×16。
2支撑胎架的设置
2.1临时支撑胎架形式
根据连廊分段自重及现场施工条件，临时胎架采取型钢及钢管支架。根据各支承段的受力特点，综合考虑现场的支承环境，以及公司现有的资源，下层主梁的胎架尺寸设计为2000mm×1500mm，上层胎架尺寸设计为1500mm×1500mm，上下层胎架通过转换梁连接，胎架立柱、管托横梁、转换梁的材料为I25a，胎架缀条的材料为L70×5。所有节点均为焊接连接，角钢焊缝高度为6mm，工字钢腹板焊缝高度应为8mm，翼缘板缝高度应为10mm。
根据弧形梁分段的位置，在支撑胎架安装到一定高度后，根据D1400圆管的特性设置管托，管托与D1400主梁间断焊接，管托与胎架横梁焊接，并对横梁侧面焊加筋板。管托使用-10的钢板制作，两边加劲板均需倒角，避免与倾斜主梁相碰.管托如下图1所示：
图1 管托结构形式图
为保证构件起拱值符合规范要求，在管托安装时将管托设计标高提高20mm，即可保证保证主梁跨中起拱高度不少于L/300（≥93mm）。
2.2临时支撑胎架布置
根据连廊区域混凝土大台阶已施工完毕情况，可供吊机行走的通道只有7m 的宽度。根据建筑图纸及现场实际，部分台阶设计为花坛，且防水层已施工完毕。胎架的位置只有布置在大台阶的3.9m（科技馆）及4.0m（青少年宫、海洋馆）的台阶平台上。
3支撑胎架的卸载
由于本工程结构体系杆件较多，在卸载过程中，结构本身的杆件内力和支撑胎架的受力均会产生变化。为了更好的模拟工程施工情况，将支撑胎架视为结构本身的一部分，并建立总体的计算模型。
3.1卸载总体思路
由于连廊支撑胎架数量较多，采取由外向内、对称卸载的施工方法，先卸载南北两侧（先J、Q轴）的支撑胎架，然后以向中间的方向（再K、P轴，最后M、N轴）进行卸载。
每个支撑胎架先卸载上层主梁的管托，再卸载下层主梁的管托，直至结构自重完全由自身承担，即完成单个轴线的胎架卸载工作。
3.2卸载施工工艺
（1）钢支座限位拆除及标高复测
在卸载施工前，对滑动钢支座上的角钢限位进行拆除，使钢支座进入正常使用状态。滑动钢支座限位拆除后，再对胎架管托位置上的主梁标高进行复测，以确定主梁的安装符合设计及规范要求。
（2）管托支撑力释放
立面卸载顺序为先卸上层胎架，后卸下层胎架，每根主梁的4个管托支点需同步拆除，避免胎架偏心受力，局部位置受力增加。卸载的顺序如下图2所示：
图2 立面管托拆除顺序示意图
根据现场实际情况及施工安排，先拆除支撑胎架上层管托，后拆除支撑胎架下层管托。
（3）胎架拆除
经计算，重量最大的胎架有7t，管托支撑力释放结束后，拆除管托，然后使用25t汽车吊进行胎架的拆除。
先将胎架顶部的调整节用索具挂在吊机吊钩上，再切断调整节与标准节之间连接的节点，最后通过汽车吊将调整节段提起运至地坪上再将胎架上层的1500mm×1500mm成品标准节用索具挂在吊机吊钩上，拆掉标准节与标准节之间的连接螺栓，依次拆除标准节与转换梁。最后将胎架下层的2000mm×1500mm现场制作标准节用索具挂在吊机吊钩上，切断胎架立柱与柱脚预埋件的连接，通过吊机将现场制作段拆除。
平面整体卸载方向为南北同时向中，如图3所示：
图3 支撑胎架的卸载方向
4支撑胎架卸载
4.1卸载注意事项
（1）支撑胎架卸载前，拉好警戒线围住施工区域，并设立专职安全员，负责施工安全。
（2）在卸载拆除作业期间，作业点下方必须设置接火盆防止火花四溅，以免引起火灾。切割要特别注意不能伤及母材，切割下来的弧形板条不能随手扔，需装在容器内，在该处施工任务结束后统一丢弃。
（3）在连廊主梁管托上部及跨中的上容易观测到的位置贴上测量专用反射片，落梁前再复核整个主梁的线形监测点，确保满足图纸要求的线形，并做好记录。
（4）用气焊切割胎架横梁上的顶撑时，每次切割约使支撑下降10mm，分次切割，注意监视主梁观测点的下沉情况，直至梁段不再下降为止。
（5）切割落梁过程中用全站仪监测主梁的每个监测点，卸载过程中钢结构的下落位移是否均匀，若变化不均匀要立即停止所有操作，对下落位移较快的部位进行临时加固后，然后加速卸载下落位移较慢的部分，再解开临时加固部分继续卸载施工。若结构下落满足要求，再复核这一区域的整体线形，使其满足设计和规范的要求，最后将拆除支撑胎架。
（6）落梁时要统一指挥，操作者听口号，步调一致，均匀卸力。一个轴线上的两个胎架支撑力需同步释放，遵循结构本身内力传递的特点，释放点要对称。平面整体释放由两端向跨中释放。释放过程要缓慢，不可一次到位，应使各组支撑体系都处于受荷状态。释放过程中要对主梁线型进行严格的沉降观测，及时汇报各检测点的数据，监控的目的在于控制连廊结构在下落过程中的位移均匀一致，各个支座处的应力保持与设计基本一致，确保胎架卸载安全，结构安全。保证连廊钢结构卸载结束后满足设计的造型要求。
4.2控制要点
在胎架支承力释放过程中，管托切割的对称同步性与每级的释放量是保证安全落梁的关键。为确保结构安装质量，要对胎架支撑力释放过程进行监控。监控手段有水平仪测量及安装光导纤维传感器测控相结合。主要监控内容为：连廊主梁管托上部及跨中的竖向位移、侧向位移、滑动钢支座底部的应力位移等。监控的目的在于控制主梁在下落过程中的位移均匀一致，端部节点及支座处的应力保持与设计基本一致，同时记录连廊钢结构应力转换的过程。
5总结
目前，许昌市科普教育基地钢结构连廊已经全面施工结束，支撑胎架的合理使用确保了钢结构工程的安全、经济、高效施工。通过支撑胎架的使用可得出如下结论：（1）胎架设计时，需根据实际情况考虑是否设置揽风，如有条件，尽可能设置揽风。（2）胎架的柱顶节点设计时不仅需满足承载要求，还需考虑卸载施工的可操作性。节点应传力明确，构造简洁。（3）胎架与主结构作用区域，应考虑主结构的局部承压，必要时设置构造板、支撑杆件等。（4）支撑胎架的使用，不仅有效的降低了工程选用吊机的型号，同时确保了土建、幕墙结构能穿插施工。
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论文作者:包先云
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/12
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