浅谈钢结构同步分级卸载施工技术论文_方程,王志杰,卢红伟

中建二局第三建筑工程有限公司 湖北省武汉市 430000

摘要：武汉某工程大型悬挑钢结构卸载量大，卸载点分布广、点数多，为保证钢结构安全和整体变形，需控制各点均匀下降，卸载操作统一协调难度大。于是，采取砂箱卸载法，以实现结构状态间的平稳、缓慢转换。

关键词：钢结构工程；砂箱卸载法；悬挑结构

1.钢结构卸载概况

屋盖桁架整体安装完成后需要对屋盖下临时支撑点进行卸载作业，使屋盖由施工状态转变为设计受力状态。根据施工方案，屋盖桁架吊装分区共 477个支撑点，数量较多，各卸载点卸载量各不相同，存在同步卸载控制困难，措施投入大的问题。针对上述特点，结合以往施工经验，采取“分区块同步卸载”的方式，以实现结构状态间的平稳、缓慢转换。

2.钢结构施工过程中常用卸载方法及优缺点

钢结构卸载施工中，常用的卸载方法如下：

砂箱卸载法是将专用带闸板阀的砂箱设置于临时支撑点的支撑件上，采用同步释放和控制卸砂量达到设计的卸载行程，完成卸载工作。该卸载方法具有砂箱承载力大、经济环保、制作及操作简单、可重复利用率高、卸载速率可控、可分级卸荷等优点，被较多的应用在钢结构卸载工程中。本工程拟采用砂箱对主体结构实施同步分级卸载。

3.砂箱的选择

屋盖钢结构在进行吊装施工和卸载过程中，临时支撑点的最大反力为 25t。考虑到卸载过程的重要性和不确定性，采用我司的专利产品：标准砂箱。本产品的适用条件：

（1）本产品适用的支撑压力标准值为 200kN~1500kN；

（2）本产品的额定卸载行程为 150mm；

（3）本产品适用的支撑点处最大水平位移值为 80mm；

满足本工程的安装和卸载要求。

每个临时支撑点上方均设置传力转换平台、高度可调节的托架和 1 个砂箱卸载器，卸载节点如下图所示。在结构安装完毕、具备卸载条件时，只需按拟定的卸载工艺流程，打开砂箱卸载闸门，放出外筒中的砂粒，即可实现内筒缓慢下降的过程，从而达到卸载的目标。

5.卸载工艺

5.1 卸载前提条件

5.1.1屋面主体结构的主次桁架均安装完毕，且所有位置的焊接工作必须全部完成，焊缝探伤检测人员必须对焊缝进行 100%检测，焊缝质量满足设计要求。

5.1.2用于临时固定结构的缆风绳、工装耳板或定位板等与屋面主体结构无关的临时拉结或固定物拆除。

5.1.3测量监控点布设到位并做好卸载前的结构测量数据记录。

5.1.4卸载前在每个砂箱内筒上设置好沉降量观察刻度尺，刻度尺采用钢卷尺制作，固定在泄砂口的正上方，如下图所示，在卸载前和卸载过程中需要对刻度尺做好保护工作。

5.1.5做好出砂口接砂斗，防止砂流高空洒落。

5.1.6卸载的安全技术交底工作已经完成。

5.2 卸载工艺及过程控制

5.2.1卸载工艺总体流程

第一步：具备卸载条件后，每个卸载点各安排一名操作工，每人配发对讲机一台，就位等候卸载指令；第二步：卸载总指挥发布卸载指令，各操作工同时打开泄砂阀泄砂，直至砂箱顶面脱离临时支托；第三步：割除临时支托，移除临时支撑点，卸载完成。

5.2.2卸载工艺流程图

5.3 卸载质量保证措施

5.3.1卸载原则

以结构计算分析为依据、以结构安全为宗旨、以变形谐调为核心、以实时监控为手段。

卸载实际就是荷载转移过程，在荷载转移过程中，必须遵循“变形协调、分级循环、卸载均衡”的原则，通过释放砂箱内的沙子降低砂箱的高度，从而实现临时支撑点与屋面桁架的分离，多次循环微量下降来实现“荷载平衡转移”。不然有可能造成临时支撑点超载失稳，或者桁架结构局部甚至整体受损。因为施工阶段的受力状态与结构最终受力状态不完全一致，必须通过施工验算，制定切实可行的技术措施，确保满足多种工况要求。

5.3.2卸载措施

（1）卸载前需对卸载区域内的主体结构焊缝进行质量排查工作，避免出现漏焊、焊接质量不合格现象。

（2）对每个卸载点的配置 2 名员工，分别对卸砂闸门开关控制和卸载量的观测，使用刻度尺控制砂箱出砂卸载量。

当砂箱内砂子的流速不够顺畅时，采用直径 10 的钢筋进行掏砂作业，为了防止掏砂过程中出现内筒某一侧的不均匀下降，漏砂闸门打开高度不宜超过 50mm，同时钢筋尽量在闸门的底部水平向外侧掏砂。

（3）各同步卸载点操作员工，需统一听从指挥员的操作口令；达到卸载下降量时及时关闭出砂闸门，并向指挥员通报，同时对卸载点的实际卸载量进行记录。

（4）在卸载过程中，设置测量控制点。选取与卸载点同轴线的低屋面下弦桁架悬挑端节点作为观测点，在卸载过程中，测量员应对观测点进行实时的变形监测，并进行卸载过程中的全过程记录。当监测结果与理论分析结果偏差较大时，应及时通知总指挥并立即停止卸载施工，组织相关人员分析并解决问题后，才能继续下一步的卸载操作。

（5）卸载过程中要“精心组织、精心施工”，要编制专门的“落位责任制”，设总指挥和分指挥分区把关；整个落位过程在总指挥统一指挥下进行工作。操作人员要明确岗位职责，上岗后按指定位置“对号入座”。发现问题向所在区域分指挥报告，由分指挥向总指挥报告，由总指挥统一处理问题。

（6）待所有卸载点全部完成卸载、桁架与砂箱分离后方可移除砂箱和拆除临时支撑点，不得在过程中逐一拆除。

5.4、卸载安全保证措施

5.4.1卸载前要对卸载人员进行详细的技术及施工安全交底，保证卸载的同步缓慢进行。

5.4.2.卸载时必须执行每步检查制度。每步完成后，必须先进行全面检查，没问题后方可进行下一步操作。

5.4.3必须执行同步卸载的原则。应在规定的时间内，在对应刻度范围内，在统一的指挥下，同时缓慢下降，同时达到规定刻度值。

5.4.4必须执行卸载前后测量控制的原则通过卸载前和卸载后的测量，计算出实际的最终沉降值，再与理论值比较，若最终卸载量超出理论值的 50%则报出预警，此时需找出原因，采取相应处理措施，问题解决后方可继续卸载。

5.4.5必须实行突发事件即时报告制。一旦出现预料之外的事情，应立即报告总指挥部，总指挥部相关人员必须立即到施工现场进行及时处理，在此期间，卸载必须马上停止并采取相应加强措施。

5.4.6要保证格构柱支撑顶部连接件足够的安全度，密切注意格构柱支撑受荷情况，必要时，应采取加固措施。

5.4.7必须密切注意结构变形情况，进行结构变形情况观测。一旦发现异常要马上停止卸载，采取相应处理措施，问题解决后方可继续卸载。

6、结语

钢结构安装工程的卸载是一个动态系统，安装施工阶段的约束条件，荷载条件和使用阶段设计约束条件，荷载条件差异较大，需做大量的空间受力计算。必须以体系转化为原则；以变形协调为核心；实时监控为保障，建立必要的措施。才能保障钢结构安装卸载安全、可靠地进行。

参考文献

[1]冶金工业部建筑研究总院.GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范[S].北京：北京计划出版社，2002.

[2]程鹏、陈治．砂箱在钢结构卸载中的研究与应用[J].施工技术，2011，40（3）：84-87.

论文作者:方程,王志杰,卢红伟

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第24期

论文发表时间:2018/12/4

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