摘要：大跨度、大悬挑的形式越来越多，利用钢结构对建筑主体部分进行支撑，具有显著的耐久性以及安全稳固性。在对大跨度以及大悬挑的建筑结构进行施工作业时，临时支撑是必不可少的一部分，从临时支撑受力向建筑结构受力转变或者过度，构件受力情况发生变化。本文就建筑工程项目施工建设过程中的钢结构悬挑构件操作时采用的临时支撑卸载新方法和技术要点进行分析，并在此基础上提出一些建设性建议，以供参考。
关键词：套入式基础底座 钢制支腿 架体末节 钢结构临时支撑
1．前言
目前，在施工大跨度、大悬挑的钢结构时，都会运用钢结构临时支撑装置对悬挑构件进行暂时支撑固定，待钢结构工程全部安装完成后，再进行卸载并拆除临时支撑。常用的施工方法为利用钢管焊接成支撑架，并在支撑架顶端设置液压千斤顶而形成临时支撑装置，一来操作不便，二来安全隐患较大，三来不利于电脑连接液压千斤顶进行同步卸载；且液压千斤顶顶面受力面积小，若无限位装置，当悬挑结构如钢桁架、钢梁等搁置在上面时，易发生滑移和倾覆，结构安全隐患较大；若设置限位装置，则不同宽度的钢构件需要分别加工限位装置并焊接在支撑架顶部，焊接、拆除量大，焊材多且耗时耗力，不利于项目成本控制。
本文介绍的临时支撑可标准化制作并循环使用，能够有效的缩短工期并保证了材料的循环利用，实现了较高的工期效益及节能效益。
2．工程概况
宿豫区文化公园大剧院工程总建筑面积53411m2，该建筑地下部分采用的是钢筋混凝土结构，而地上部分则为钢框架结构体系，自10.89-28.89m标高，外侧桁架构件为8.5-24.4M不同程度的悬挑跨度，桁架悬挑端长度为8.59-24.4m，桁架安装时，采用空中组装的安装工艺，悬挑桁架下部安装临时支撑。布置临时支撑时，针对每榀桁架进行受力计算及工况分析，以便对临时支撑作出合理的设计及布置。待上部结构施工完成时，确定拆除方案后对临时支撑进行拆除，并进行卸载施工计算分析、确定卸载组织机构，卸载时专人负责各项数据监测。
3．工艺流程
确定临时支撑的设置→钢桁架现场分段安装→结构施工验收→拆除准备→卸载前准备工作→临时支撑同步卸载行程→加强安全管控→检查并详细记录→严格监测整个卸载过程→下行程卸载→完成。
4．操作要点
4.1确定临时支撑的设置
（1）本工程使用Tekla Structure详图软件，构建空间3D模型，并提供生产加工以及制作安装详图，同时还要对构件清单以及设计进行详细说明。Tekla Structure详图软件除提供加工详图外，还通过模型进行设计校核，保证设计的合理性和美观性以及施工的可行性。还配合施工方案、设计临时支撑、分析施工过程的安全可靠性，并且对结构变形情况进行综合分析，仿真建筑结构施工安装过程等。
（2）根据悬挑构件的平面布置，需以单榀桁架为单元，进行有针对性的受力计算及工况分析，以便对临时支撑作出合理的设计及布置。本工程通过3D3S对临时支撑、各施工工况结构受力进行分析。对临时支撑进行了强度、整体稳定性计算，对悬挑桁架全部就位后临时支撑的最大变形进行了验算。
（3）临时支撑的位置严格按布置图设立，设置位置需避开后续安装的斜钢柱（XGZ)及悬挑桁架下弦杆的对接接头，减少对桁架下部支撑杆件的遮挡，确保主要构件的安装不受临时支撑设置影响。
（4）由于临时支撑高度较低，且采用了格构形式，架体稳定性有可靠保证，采用缆风绳将临时支撑与主体结构进行拉结，确保临时支撑的整体稳定性。
（5）临时支撑顶部的就位胎架的座标定位尺寸必须保证，用全站仪及经纬仪进行精确定位。
4.2钢桁架现场分段安装
按悬挑桁架的分节、安装方案和“横向按层分节、竖向按柱分节”原则进行构件的分节和安装，采取先安装主桁架，再安装次桁架、支撑的顺序自下而上、由里向外进行施工。
图1 悬挑桁架分段安装 图2 悬挑桁架拼装完成
4.3结构质量验收
钢结构临时支撑卸载之前应当预验收施工结构，并且对构件安装以及焊接和防腐涂装等进行严格控制，质量达标后方可验收。同时，还要进行严格实验和检测，检查临时支撑结构标高、确定卸载沉降观测点位置、记录卸载标高点初始值等工作。
4.4拆除准备
（1）编制详细方案，经专家进行严格论证后再做好技术交底工作，从安全性以及技术性等层面做好详细的技术交底。
（2）在释放前严格测量结构安全稳定性，对各结构面以及杆件位置进行严格检测，做好各环节的检测测量工作，并对其进行详细记录。
（3）仿真模拟，对结构变形以及应力变化进行仔细计算，预控释放过程。
（4）做好准备工作，卸载支撑用的千斤顶尤为重要。根据现场情况，支撑架顶面的支撑点到桁架下弦底之间的距离不一致，合理选择千斤顶支撑，采用自锁性能逐渐进行卸载。
（5）对千斤顶支承进行检查，只有千斤顶能够约束结构，其余辅助支撑均已解除。
4.5卸载前准备工作
（1）千斤顶卸载前先测量各支撑点底面标高，并标记测量点，卸载过程时刻关注测量点标高的变化值。
（2）在测量点的钢梁上、下翼缘板贴应力片，通过观察应力片的变化时刻观察测量点构件的应力变化，作为调整卸载过程的依据。
（3）各个千斤顶卸载位置进行编号，安排两名卸载人员，并统一配备同频道的对讲机，便于协调指挥。
（4）卸载前要清理钢结构上的杂物和一切无关的荷载，卸载区域不得进行其他的作业。
4.6临时支撑同步卸载
（1）液压千斤顶连接在套入式基础底座的支撑板上，液压千斤顶的伸缩端与承插式首节的支撑底板相连接；架体标准节可拆卸式连接在承插式首节的上方；所述架体末节可拆卸式连接在架体标准节的上方，架体末节包括矩形末节框架和支撑顶板，支撑顶板固定连接在矩形末节框架的顶部[1]。
（2）套入式基础底座包括矩形底座框架和支撑板，支撑板固定连接在矩形底座框架内的中下部（自下而上约1/3处）。承插式首节插置在套入式基础底座内，承插式首节包括矩形首节框架和支撑底板，矩形首节框架的上端四角外侧固定连接首节圆筒，支撑底板固定连接在矩形首节框架的底部。套入式基础底座的支撑板至矩形底座框架顶部的高度至少是承插式首节高度的1.5倍。
图3 套入式基础底座示意图 图4 承插式标准节示意图
（3）四根支腿设置在套入式基础底座的支撑板的四个角上，并与矩形底座框架连接，承插式首节的支撑底板设置在四根支腿的上方。液压千斤顶连接在套入式基础底座的支撑板上，液压千斤顶的伸缩端与承插式首节的支撑底板相连接。
（4）架体标准节可拆卸式连接在承插式首节的上方，架体标准节包括矩形标准节框架，在矩形标准节框架的下端四角外侧固定连接标准节下圆筒，每个标准节下圆筒与相应的首节圆筒均通过第一螺栓连接；架体标准节也可以是多个，沿高度方向自下而上依次连接[2]。
（5）架体末节可拆卸式连接在架体标准节的上方，架体末节包括矩形末节框架和支撑顶板，支撑顶板固定连接在矩形末节框架的顶部，在矩形末节框架的下端四角外侧固定连接末节圆筒。在矩形标准节框架的上端四角外侧固定连接标准节上圆筒，每个标准节上圆筒与相应的末节圆筒均通过第二螺栓连接。
（6）操作人员下调液压千斤顶，使临时支撑装置与上部悬挑构件之间形成3-5cm的高差；松开连接各架体间的螺栓、螺母，利用吊装设备可自上而下依次横向拆除架体[3]。
4.7严格控制卸载过程
（1）每次卸载均统计标高变化值，以便进行调整。
（2）分段卸载以后对卸载点标高进行严格测量，仔细观察每一个测量点应力片变化情况，然后对下次卸载调整值进行确定[4]。
（3）掌握各次卸载量，对下次卸载量进行确定，卸载过程中的允许的误差不能超过±1mm。
4.8检查各项情况并记录
在每一个卸载行程完毕后，各个工位操作人员应对各项目重新检查无误后，记录卸载过程控制资料，等候进行下一行程卸载。
4.9卸载过程监测
（1）标高变化采用相邻监测点隔位设置水平仪的方式进行阶段测量，并与卸载过程同步，准确记录标高变化值，阶段卸载完成后即进行汇总。
（2）应力片的变化监测根据每个监测点的设置进行统计，并做好监测记录；
（3）水平位移变化用全站仪对悬挑桁架进行变形监测，监测点的设置应在悬挑钢梁的末端，并做好每次卸载的变形量。
（4）准确记录并整理各项监测记录，并及时整理计算，做好下步卸载的准备。
4.10进行下一行程卸载
（1）临时支撑卸载时，对群顶下降度严格检测，注意其是否在下降运行的范围之内。
（2）千斤顶受力状况，确定没有卡死不能下降的千斤顶，否则需要及时对其进行调整或者更换。
（3）承重架应当有足够的支撑能力，确保其无弯曲或者变形，否则需要补强或者更换。
（4）对卸载处钢构件焊缝进行严格检查，确保没有因卸载而出现的裂纹。若有上述问题，则应当对该位置的千斤顶进行适当的调整，必要时应当进行及时的修补。
（5）整个施工操作过程中，所有的参与人员都应当按照程序要求卸载群顶，并且根据等距与同时性原则循环卸载。在此过程中，每卸载5mm行程，作业人员应当及时向指挥者汇报卸载点状况；5mm卸载任务确认完成以后，再进行下一个卸载程序。
（6）卸载到预定值时，对千斤顶退出情况进行观察。若卸载时有部分卸载点出现挠度增大现象，或者千斤顶的行程不足，则应当及时通知指挥者并暂停卸载操作；对位移值进行计算并核对卸载安全性以后，确认无误并及时对千斤顶进行更换，继续卸载[5]。
5．结束语
综上所述，本文中宿迁市宿豫文化公园文化艺术中心大剧院工程在悬挑构件安装时使用本方法，对悬挑构件进行暂时支撑固定，并在基座平台和插入式标准节之间固定和设置千斤顶进行支持调节和卸载，液压千斤顶设置在套入式基础底座内而非支撑架顶部，人员操作方便，安全性高，同时，便于电脑控制进行同步卸载；达到施工快捷、操作简便、节约能源，工具化的组装形式，重复利用率高，运输方便；使得工程顺利完成并保证了工期进度。
参考文献：
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[2]孙学水,陈凡,刘坚等.超高层悬挂钢结构临时支撑卸载分析[J].建筑钢结构进展,2016,(3):63-68.
[3]饶晓文,李鸿晶,伍小平等.大跨空间结构施工临时支撑卸载次序研究*[J].施工技术,2014,(11):122-126.
[4]汪永平.空间钢桁架临时支撑卸载综合预警评估法及应用[J].建筑钢结构进展,2018,(2):110-116.
[5]李正华,邱小军,周元等.大悬挑结构临时支撑卸载施工技术[J].建筑钢结构进展,2012,(5):59-64.
论文作者:杨光
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2018/12/21
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