2.中建二局阳光智造有限公司，广东河源，51700）
摘要：介绍大跨度鱼腹式折梁施工关键技术，通过方案对比，采用分段运输，地面部分拼装，高空原位对接的施工方法。同时使用有限元分析软件midas/gen对钢梁吊装及临时支撑进行仿真模拟分析，降低钢结构吊装风险，提升安装质量。
关键词：大跨度鱼腹式折梁；临时支撑；施工力学；有限元分析。 1. 工程概况
a. 建筑概况
景德镇学院搬迁工程S-1体育馆为综合性多功能体育馆，总建筑面积1235.7m，建筑造型由大小两个带一定变形的方盒子组成如图1所示，分为大馆（乒乓球馆、羽毛球场及网球场）、小馆（篮球馆）。建筑分为上下两部分，上部利用玻璃缝隙自然采光，下部在入口处形成内院连廊，建筑整体简洁，底层通透，室内空间与室外环境相互渗透，富有体育建筑的现代感。
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图1建筑效果图 1.
a. 结构概况
建筑整体结构形式为框架结构、钢结构，主体为框架结构，其中大馆二层为H型钢梁及钢筋桁架板组合结构，屋面为大跨度鱼腹式折梁，截面为H型，跨度43.2m，小馆二层为混凝土框架结构，屋面为大跨度H型折梁，跨度33.8m。其中大馆结构标高22.55m，小馆结构标高18m，斜梁最大夹角29.5，最大截面为H1800ⅹ300ⅹ22ⅹ28，总用钢量约470吨，结构效果如图2。大馆与小馆结构形式类似，本文以大馆为例介绍本工程的施工技术。
。
图2 结构整体模型 1.
施工重难点分析
（1）屋面钢梁为变截面梁，跨度大且钢梁立面呈“L”形，起拱难度大； （2）钢梁跨度大，吊装易出现平面外失稳；
（3）钢梁分段吊装需架设临时支撑，临时支撑分布在二层楼板，二层楼板为钢筋桁架组合楼板，板厚120mm，二层钢梁最大跨度18m，结构安全性要求高，安全风险大。
1. 方案对比 表一 方案对比
施
优点
缺点
工方案
整体吊装吊重大，既要保
方案一：整体吊装
证外部吊装工况下吊吊重需
高空焊接量少，一次吊装就位，施工效率高，钢梁两端可利用土建脚手架作为操作平台，人员安全系数高。
求，也要保证吊装臂与既有结构的碰撞，因此机械选型较大，使用经济效益低；一次吊装钢梁不仅跨度大且钢梁呈“L”形，加大了吊装时钢梁平面外失稳的风险。
方案二：分段吊装
地面拼装为两段后高空原位拼接，可在拼接位置调节钢梁起拱值，安装精度较高，同时减少了钢梁吊装长度，吊装稳定性高。
需在高空对接位置下方设置临时支撑，措施费较高；分段吊装增加了吊次和高空焊接量，施工效率不高。
方案一：整体吊装，将钢梁分三段运输至施工现场，使用汽车吊在地面卧拼（如图3），在地面将钢梁翻身后整体吊装。
图3 钢梁地面卧拼
方案二：分段吊装，在对接位置下方采用塔吊标准节搭设临时支撑（如图4），使用汽车吊分段吊装，高空对接。通过综合对比，考虑到经济效益、质量安全等因素，采用方案二作为工程大体育馆施工方案。
图4 分段吊装 1.
钢结构施工关键技术
a. 钢梁安装精度控制
根据设计要求，屋面钢梁需在屋脊一侧反拱50mm，以屋脊及钢梁端部支点为控制基准点，跨中起拱50mm为第三个点，通过三点位置关系在CAD中计算绘制起拱曲线。为保证钢梁顺利拼接及起拱要求，在tekla三维模型中按照起拱曲线建模，精确表达了钢梁各零部件起拱数值要求，以及拼接节点处的螺栓孔位。为构件加工及安装起拱提供了图纸放样文件及数值，提高制作及安装精度。
1.
a. 施工过程力学计算
1.
折梁吊装力学分析
本工程钢梁跨度大，截面为变截面H型钢梁，极易出现平面外失稳。为保证吊装阶段钢构件自身的刚度及稳定性，使用有限元分析软件对钢构件吊装工况下
的应力变形进行分析。吊装状态下大段钢梁最大位移9.0mm，最大应力为
118.54N/mm,最大应力均在钢丝绳，最大应力比0.13，计算结果均满足规范要求。
2
位移云图（最大位移9.0mm） 应力云图（118.54N/mm） 2 位移云图（最大位移3.02mm） 应力云图（60.64Mpa） 应力比云图（0.13） 应力比云图（0.02） 1. a.
1.
临时支撑力学分析
支撑胎架选用H175*175*7.5*11 的型钢作为立杆，L90*10的角钢作为横杆，斜撑为 L70*6 的角钢，支撑胎架材质均为Q235B，胎架截面中心尺寸为1*1m，标准节高度有4/1m两种规格，每个标准节之间使用 8颗10.9级M20高强螺栓连接，每个支撑胎架均布置一个顶座，胎架底部与混凝土板面采用化学螺栓固定。撑胎架顶座采用HM488*300*11*12及HM588*300*12*20型钢加工。支撑架整体高度为11.6m，临时支撑在各施工阶段下的受力相对独立，取施工过程最大荷载进行安全性验算。经计算临时支撑最大位移7.81mm，最大应力为-34.96 N/mm，最大应力比为0.57，均满足规范要求。
2
位移云图（7.81mm） 应力云图（-34.96 N/mm） 2 应力比云图（0.57） 支撑反力（107.34） 1.
a.
1.
楼板计算
本工程临时支撑均搭设在二层楼板上且临时支撑分布区域下方多为“钢梁+钢筋桁架板”组合楼板，钢梁最大跨度达18m，考虑到钢梁在临时支撑荷载的作用下变形较混凝土结构大，造成混凝土楼板裂缝超出规范允许，因此对混凝土楼板进行有限元分析，根据分析结果决定对楼板进行回顶加固处理。
楼板有限元分析模型 楼板回顶 1. 结束语
通过2维及三维结合，在图纸深化阶段出具构件起拱加工图，降低了制作及安装起拱难度，提高了安装精度。同时利用有限元仿真模拟分析计算，分析了构件吊装工况下的内力变形情况，保证了大跨折梁吊装工况下的受力安全，以及组合楼板在临时支撑作用下的变形及裂缝大小，通过回顶加固等措施降低了屋面结构施工过程中对原有结构的影响。
参考文献
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.钢结构设计标准:50017-2017[S].北京:中国建筑工业出版社,2018.
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.钢结构工程施工规范:GB50755-2012[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.
[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.钢结构设计标准:50017-2017[S].北京:中国建筑工业出版社,2018.
[4]中国钢结构协会编著,建筑钢结构施工手册[M].北京:中国计划出版社,2002.
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