・1134・ 建筑技术 第44卷第l2期 后两侧,先下层后上层”的顺序进行。 构柱设计承载力按?/=332.5x1.2=399(kN)。 下层格构柱整体长度约7.5 m,由4根主肢角钢组 成的正方形,截面尺寸为800mmx800mrn: 2临时钢支撑结构形式选择 主桁架安装时采用格构柱作为临时支撑,一层格 构柱规格为800 mm ̄800 mm。二层格构柱规格为500 主肢角钢材质Q235,主肢角钢规格为kl00x6;缀 条角钢为L63x5。 mm ̄500 mm,其平面布置如图3所示。 图3临时支撑格构柱平面布置示意 3格构柱工况计算 一层支撑格构柱上端设置在9.800 m标高主桁架 的下弦杆下,下端设置在地面放大底座上。二层支撑格 构柱上端设置在18.800 m标高主桁架的下弦杆下,下 端设置在一层桁架上弦杆上(图4)。 图4上下层临时支撑格构柱示意 支撑格构柱按上下两层主桁架及相邻两榀主桁架 间次桁架为最大承载力进行计算。 3.1 下层格构柱主要参数确定及稳定性验算 经计算相邻每两榀主桁架(包括上下两层)及与 其相连接的次桁架(包括上下两层)整体自重荷载约 1 330kN。假设桁架两端A。C两区的劲性钢柱不受力, 整体重量由4根格构柱支撑.每根格构柱承受压力约为 332.5 kN,考虑到支承时受力不均及活荷载的存在,格 格构柱设计承载力为399kN,偏心距e=200mm。 计算断面技术参数: 截面惯性矩,_4(厶 oh。)=66 791.97(em4); 净截面抵抗 =2 =l 669.79(cm ); 横截面总面 =4A 0=47.6(em ); 惯性半径 、/ =37.45(em); 根据长细比计算后,查表得稳定系数 =0.976; 格构柱受弯矩 =Nxe=79800(N・m); 经稳定性验算,能保证使用安全。 3.2上层格构柱 经稳定性验算,上层格构柱亦能保证使用安全。 4临时钢支撑的卸载施工 4.1卸载施工准备 临时钢支撑卸载过程实际就是荷载转移过程。在 荷载转移过程中,须遵循“变形协调,卸载均衡”的原 则。避免临时支撑超载失稳,防止桁架结构局部甚至整 体受损,确保结构体系及支撑系统的安全。 卸载前除应充分做好各项准备工作,还应认真检 查各支撑点的连接情况,钢结构除支撑点外不得有其 他任何附加约束,并要求支撑系统与桁架结构间不得 固接。 4.2卸载施工流程及主要技术措施 (1)本工程钢结构卸载工程量大、构件多、精度要 求高,为保证顺利完成临时钢支撑卸载任务,要求严格 按“先上后下,先两端后中间,先中跨后两侧”的流程施 工,即先拆除上层桁架支撑,后拆除下层桁架支撑;先 拆除桁架两端与A。C两区劲性钢柱相I15近的支撑,后 拆除离A,C两区劲性钢柱较远的支撑;先拆除中间跨 桁架下的支撑,后对称拆除侧跨桁架下的支撑。 (2)本工程桁架各支撑点呈不规则分布,卸载时 为确保每个支撑点均匀受力、载荷同步下降,决定在桁 架和格构柱间利用千斤顶进行卸载,以达到等距、分 步、同时的目的。 (3)卸载前除应先计算支撑点处的钢结构变形 量,使干斤顶的行程满足该点设计挠度值的要求,还应 考虑由于支架下沉引起行程增大的值,留足行程余留 量(应大于50mm)。 (4)因总卸载达8 300 kN,下层单点设计承受力约 2013年12月 陶红雨,等:某工程钢桁架施工临时支撑体系的设计与卸载施工技术 ・I135・ 为400kN,上层单点设计承受力约为220kN,故在下层 桁架支撑点处各安放培 5Ot千斤顶,上层桁架支撑点 处各安放1部3Ot千斤顶。 (5)根据“变形协调,卸载均衡”的原则,通过放置 在支架上的可调节千斤顶,多次循环微量下降来实现 “荷载平衡转移”。先将各支撑点的千斤顶同时调高1O mm左右。使结构荷载落在千斤顶上,此时将原支撑桁 架的口250 ̄16短方管局部改成等高的6块10mm厚钢 板,并对此时构件的应力变化进行监测分析,然后将支 撑点短柱上的垫块钢板抽去2块,并将千斤顶同时降低 20mm,使钢桁架下弦杆和支撑垫块间保持10mm的间 隙,保持此状态48h。 (6)每个卸载行程20 mm,每个行程持续时间应 不小于10min.要求每个千斤顶同步卸载、同时退出, 将整个桁架结构逐渐转换到自由受力状态,操作方法 如图5所示。 板 (a) (b) 图5桁架结构卸载方法示意 (a)原固定式支撑;(b)转换成可调式支撑 (7)每个卸载行程完成后,根据实际测得的数据 决定是否进入下一卸载循环,直至桁架结构达到完全 自由受力状态。 4.3卸载施工监测与控制 鉴于本工程的重要性。复杂性与施工因素的不可 预见性,卸载过程中杆件内的应力及应变会随时变化, 因此在选择卸载工况时,应力和应变监测应同步进行, 将其控制在设计允许范围内,同时对桁架的变形进行 计算机模拟分析。在桁架卸载过程中进行同步跟踪监 测。 (1)卸载过程中,同一卸载步骤中的各支撑点无 法做到绝对同步,支架支撑点卸载先后次序不同,其轴 力必然造成增减,应根据设计要求或计算结果,在关键 支架支撑点部位放置检测装置(如贴应变片),检测支 架支点轴力变化,确保临时支架和桁架的安全。 (2)卸载过程中须严格控制循环卸载时的每一级 高程控制精度,设置测量控制点,监测卸载全过程并与 计算结果对照,实行信息化施工。 (3)卸载时对少量杆件可能超载的情况应事先采 取措施。局部加强或根据计算更换加强杆件。 (4)为防止个别支撑点集中受力而导致桁架结构 和支撑系统破坏,可采用分区、分阶段、按比例下降的 方法或用每步不大于5 mm的等步下降法拆除支撑点。 (5)卸载的每一步骤完成后,还须适时检测整个 结构体系的工作稳定性,确认各系统性能完好,没有不 良影响因素后方可开始下一步卸载工作。 5实施效果 该桁架钢结构挠度经建模计算,在其自重荷载下, 各阶段、各支撑点理论计算挠度均大于卸载后实际测 得的最大挠度,其代表性支撑点理论挠度与实测挠度 比较见表1。 表l代表性支撑点理论挠度与实测挠度比照 支撑点位 理论挠度 实测挠度 支撑点位 理论挠度 实测挠度 1.1 25 3.6 2.1O 9.5 6I3 .1.5 6 45 2.13 13 7.8 .1.9 32.16 7.6 5l4 .5 5 1.12 12 93.2 6.3 4.2 .6 1.15 3.6 7.2 5.3 16 7.8 1.17 3.1O 9.6 6.7 23 8 7.1 .3.13 8.3 5.5 25 5.7 3.8 .3.16 11 6.7 2.7 6.9 4.7 3.17 8.7 4l3 由表1数据对比可见,该临时钢格构柱支撑体系结 构可靠、技术可行。 6结语 (1)本工程格构柱临时支撑系统施工便捷、经济 适用,对大跨度钢结构安装工程具有一定的参考价值。 (2)本工程钢桁架结构采用midas gen软件建模 计算,最大理论挠度值达16mm,而卸载后实际测得的 最大挠度值均小于10 mm,且最大挠度值点位也不尽 吻合。 参考文献 【1]建筑施工手册【M】(第5版).北京:中国建筑工业出版社,2012. [2】现行建筑结构设计规范大全【M](修订缩印本).北京:中国建筑工业 出版社,2002. 【3】GB 50017--2003,钢结构设计规范【S】. [4]刘玉江,徐凤超,马宁.框架钢支撑一钢桁架结构焊接质量控SJl[J].建 筑技术,2012,43(6):528—530.