2012年9月 第9卷 第3期 深圳土木与建筑 VOL.9 NO3.SEP2012
大跨度钢桁托-网架组合结构支撑体系施工控制技术
王利鹏、蒋官业、朱瑜、李泰鹏、潘芸
（中建钢构有限公司，湖北 武汉 430000）
【摘要】武汉国际博览中心展馆工程是华中国内规模最大的展馆建筑，结构形式为大跨度钢桁托-网架组合结构,采用分段拼装的方法施工,在施工期间单榀大跨度钢桁架350吨重力荷载大部分由临时支撑体系承担,为保障支撑体系的安全,在钢结构施工期间,对临时支撑体系垂直度、侧向弯曲,位移、基础沉降进行动态监测。本文针对目前建筑工程中存在的大跨度钢结构，采用型钢胎架及钢管组合支撑作为钢结构施工的支撑系统，保证了大跨度钢结构吊装的有效支撑。为今后的类似工程施工提供参考。 【关键词】大跨度；支撑体系；施工控制技术
1工程概况
根据展馆钢结构的安装方法及现场施工需要，武汉新城国际博览中心展馆工程位于武汉市
需在主桁架底部设立支撑胎架。单榀主桁架需沿桁汉阳区新五里619号，建筑外环半径362.79m，内
架纵向设立8部胎架；次桁架采用整体吊装方法，环半径130.00m；主展览馆被划分为12个的展
无需另设胎架。考虑到现场施工条件及胎架的周转 厅，每个展175.385m，宽72m；总建筑面积近
22使用，当次桁架安装完毕，与主桁架形成稳定体系47万m, 架空层建筑面积16万m。建筑层数为二
后，将主桁架胎架分区卸载，卸载原则为从两主桁 层：一层层高7m。
架两端对称卸载，单次卸载完4部胎架，直到胎架武汉新城国际博览中心标准展馆由31根（边
完全卸载完。（见图2） 馆为39根）钢管柱支撑钢结构屋盖，屋盖由2榀
单跨126m、宽3m、高约8m的主桁架（径向桁架）和6榀单跨72m、宽6m、高6m的次桁架（环向桁
架）以及四片网架（内、外、侧网架）组成。主桁架单榀最大重量达350吨，次桁架单榀最大重量约45吨。（见图1）
图2 主（径向）桁架安装胎架布置立面示意图
2安装胎架设计
图1 单个标准馆结构组成示意图
王利鹏，助理工程师
通信地址：深圳市福田区泰然八路水松大厦17层 Email：149514485@qq.com
主（径向）桁架安装胎架由支撑胎架一和支撑胎架一两部分组成，具体分布如“主（径向）桁架安装胎架布置立面示意图”所示。
支撑胎架一用于对桁架分段对接处无钢管柱的支撑，由上下两个H型钢框架与主体支撑桁架三部分组成。主体支撑桁架由“檩条式栈桥桁架”构成，底部型钢框架放置于7米层楼面。
支撑胎架一用于对位于分段位置或端部处于
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2012年9月 第9卷 第3期 深圳土木与建筑 VOL.9 NO2SEP2012 支撑胎架一
檩条式桁架
图3主（径向）桁架安装胎架轴测图
支撑胎架二
图4 “檩条式栈桥”桁架示意图
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2012年9月 第9卷 第3期 支撑胎架一 支撑胎架二 深圳土木与建筑 VOL.9 NO3.SEP2012 1-1剖面 2-2剖面 图5支撑胎架组合尺寸示意图
图7 胎架形式A模型
图6支撑胎架工作示意图
图7为胎架形式A的模型图；图8为胎架形式B的模型图 54
图8 胎架形式B模型
2012年9月 第9卷 第3期 深圳土木与建筑 VOL.9 NO2SEP2012 钢管柱附近的桁架分段两端的支撑。支撑胎架一同样由上下两个H型钢框架与主体支撑桁架三部分组成。主体支撑桁架由“檩条式栈桥桁架”构成，底部型钢框架固定于7米层楼面。侧向通过连接件与邻近钢管柱相连。
3胎架设计计算
本工程胎架优先采用武汉新火车的既有胎架组合形成，根据武汉新城国际博览中心钢结构施工组织设计的钢结构安装流程及胎架受力特点，本工程设计两种典型的胎架形式，即胎架形式A、胎架形式B等。
胎架设计应综合考虑施工模拟过程，从各施工模拟分析步中选取胎架的可能不利受荷工况，用于直到胎架的设计计算。分析武汉新城国际博览中心展馆钢结构施工模拟计算报告，并结合结构受力特性，可得如下结论：
3.1在次桁架完全安装完成后，胎架承受的荷载普遍增大；
3.2主桁架部分胎架卸载完毕后，剩余胎架承受荷载增大；
基于上述分析，同时考虑到主桁架胎架的结构形式，选取下述3种典型施工阶段（不利工况），用于主桁架胎架设计：
典型阶段1: 所有次桁架安装完毕，胎架卸载前；
典型阶段2：TJ01-A、 TJ01-B、 TJ01-C、 TJ01-D卸载完毕；
典型阶段3：TJ02-A、 TJ02-B、 TJ02-C、 TJ02-D卸载完毕；
典型阶段4：TJ03-A、 TJ03-B、 TJ03-C、 TJ03-D卸载完毕；
本计算书详细计算了胎架在各不利工况上的位移、应力等，反映了胎架组整体的位移及应力等。为了更为详细地反映胎架在不利工况上的各构件位移及应力水平等，本节将根据上节的计算结果选取最不利工况上的单一胎架，详细显示其计算结果。
根据计算结果可见，胎架在组合3的作用下其位移、应力等均大于组合1及组合2，因此本节的计算结果为组合3的计算结果。
4胎架下方楼面承载力计算
本工程7米楼面设计活载为：南区外环3 t/m2，北区外环5 t/m2，取较小值3 t/m2并乘以0.8的折减系数进行验算。根据主桁架吊装流程，桁架下弦结构（HJ7-3（HJ14-3）、HJ7-4(HJ14-4)及其连接腹杆）全部安装完成后在进行上部安装。支撑胎架承受最大荷载暨楼面承受胎架传递最大荷载的情况出现在下弦结构吊装后未形成整体与钢管柱相连的情况下（如下图所示）。取最重桁架下弦吊装单元（分段二，图中红色分段，重约15.5吨）一侧支撑胎架进行验算。
图9 楼面荷载最不利胎架工况示意图
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图10 半支撑胎架轴测
支撑胎架取在吊装单元下方半侧进行验算。 胎架与楼面正压面积为：
2
S=5×1.2=6m
胎架自重约为4.35t，胎架传至楼面荷载为：
F=1/2 G桁+1/2 G胎
=1/2×15.5＋1/2×4.35=9.925t 施工荷载取0.2t/m2，楼面所受压强为：
22
P=F/S+0.2=9.925/6+0.2≈1.85t/m<2.4t/m 故胎架设置满足楼面最大承载力要求。
5.4 监测措施
施工班组、项目部以及监理日常进行安全检查，所有安全检查记录必须形成书面材料。检查重点为连接焊接处是否要求焊牢，架体是否乖直、扣件是否变形等。同时必须派专人对支架沉降、位移和变形进行监测。
6大跨度钢桁架胎架的拆除管理
6.1拆除前的施工准备
6.1.1确定大跨度钢桁架卸载完成后，按照设计要求进行拆除工作。
6.2.2拆除前作好技术、安全交底工作。 6.3.3准备场地，以便拆下可重复使用胎架、型钢等材料加以区分，按规格堆放。
5高大摸板施工过程的技术管理和安全控制
5.1 技术资料
施工现场应建立胎架台帐，详细记录胎架、型钢材料的来源、数量和质量检验等情况。技术资料应完整。
5.2 人员管理及安全监控
施工人员必须持证上岗，班前技术、安全交底，确保每一步施工安全。制作过程中必须有专人对施工质量进行检查，确保按方案施工。同时，在制作过程中必须有专职安全员对施工安全进行监控，如“三宝”使用情况，杜绝高空抛物等事件。
6.2 胎架拆除施工顺序
6.2.1胎架的顺序和方法应按设计规定进行，当设计无特殊规定时，可采取卸载顺序进行拆除。
6.2.2 拆除胎架应先拆中间处，再拆两端，由吊车运放倒在楼面，再吊至平板车，运至指定地点。
6.2.3临时支撑体系拆除时，应在周边设置围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁非操作人员人内。
5.3 验收管理
胎架投入使用前，组织各方对技术资料、专项施工方案及现场制作情况进行验收，验收合格后方可投人使用。
5.3.1当单榀桁架安装胎架架设完成后，应组织项目质量、安全、技术、测量等专业人员对胎架进行联合验收。对不合格处进行整改，直至最终合格，并形成相关验收会签资料。
5.3.2验收合格后对每个胎架进行挂牌标示，标示内容应包括胎架编号、安全责任人、验收合格时间、承载力上限。
5.3.3胎架工作过程中需对胎架进行变形监测， 并形成相应监测记录。
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7结束语
武汉国际博览中心展馆工程的胎架安装及卸载拆除等过程，运行良好，无安全事故，满足了施工需要，有效保证了工程按期顺利封顶，为工程按期竣工奠定了基础。通过实践证明，该工程大跨度钢桁托-网架组合结构临时支撑体系切实可行、安全经济、质量可靠，取得良好的经济效益。
参考文献：
[1] 《建筑施工计算手册》，[M]，北京，中国建筑出版社2001；
[2] 中国钢结构协会.建筑钢结构施工手册[M].中国计划出版社,2004；
[3] 《建筑施工》2007年.■
