某场馆舞台钢桁架的整体下放拆除

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< a rel="example_group" title="Custom title" href="http://img.resource.qikan.cn/qkimages/87d3/87d3202234/87d3202234336-2-l.jpg">< a rel="example_group" title="Custom title" href="http://img.resource.qikan.cn/qkimages/87d3/87d3202234/87d3202234336-3-l.jpg">

摘 要：钢桁架在现实中应用广泛，常用于承重结构的主要构件，在大跨度的公共建筑中有较多的运用，上海某场馆舞台改造中就使用了典型的空间桁架结构。近年来由于场馆功能变化，舞台钢桁架将在升级改造中进行拆除，但由于其特殊的位置环境，加之改建建筑本身影响，在同步考虑施工安全性、经济性、拆除效率的基础上，钢桁架拆除采用了新颖的“液压同步提升拆除技术”，将钢桁架整体下放分段进行拆除，仅用时半个月就全面完成钢桁架整体拆除工作，为后续改建施工提供了便利。

1舞台钢桁架概况

某场馆内舞台钢桁架为空间桁架结构，有纵向管桁架13榀、横向管桁架9榀，平面尺寸为53.752m×35.453m，顶标高为+21.500m；钢桁架一端支承于场馆北侧7根混凝土大柱上，另一端通过桁架前端2个格构柱支撑于地面上，钢桁架总重量约为160t。

2舞台钢桁架拆除总体思路

场馆内部地面为地垄墙+木地板，承载能力有限，无法停放大型起重机，舞台中央为原升降舞台基坑，小型起重机停放位置受限，场内起重作业无法满足施工要求；如果在场馆外使用起重机穿过现有网架吊装，最重构件位置离场馆外边缘近40m，网架顶标高28m，场外起重作业也无法满足施工要求。

鉴于上述对现场施工条件及现有结构布置的分析，整体吊装拆除及满堂脚手架散拆等拆除方法由于场地受限或拆除效率低下等原因均不适用于本次舞台钢桁架拆除，综合考虑采用“超大型液压同步提升拆除技术”将钢桁架“整体下放、分段拆除”，具体拆除思路如下：

由于钢桁架正下方存在标高7.300m平台结构，根据整体下放分段拆除的施工工艺，舞台钢桁架部分3个阶段拆除，格构柱部分分5个阶段拆除。

首先在舞台基坑内架设2组格构式门形塔架，在舞台钢桁架的桁架上弦与格构式塔架的上吊点对应的位置安装下吊点临时吊具，同时在舞台钢桁架两组格构柱的主肢侧面各搭设一组临时门形支架，在与之对应的主肢上焊接提升牛腿，在4组塔架的顶部各安装一台液压提升器，上下吊点间通过钢绞线和专用底锚连接，同时在北侧混凝土大柱侧设置2根垂直导向柱，与桁架连接，保证桁架在下降过程中的平衡和稳定性。安装完成后利用液压提升系统将舞台钢桁架整体下放，根据格构柱的结构形式，每次下放一个节间的距离，当桁架部分与下方结构平台冲突时，将该区域内的桁架在平台上拆除后，继续下放，直至全部结构下放至地面，完成大舞台钢桁架的下放拆除作业。

3现场准备工作

（1）利用网架下弦杆搭设施工通道，拆除钢桁架的附属设备及管道。

（2）在既有网架下弦杆区域搭设施工操作平台，用于安装提升拆除塔架。

（3）在舞台桁架上部搭设操作平台安全，安装水平连系构造系统保证侧向稳定。

（4）提升拆除塔架安装

本次吊装，单座提升架最大设计提升力为60T，考虑提升架自重，荷载共为80T。提升架底量尺寸为5.8*1.8m，80/（5.8*1.8）=7.66T/m2，远小于C30筏板平方承载力。

在基坑底板安装后置埋件，基坑底板厚700mm，为原升降舞台筏板基础，安装后置埋件时，化学锚栓应避开原底板钢筋。

利用25T汽车吊安装底部钢梁基础，安装底部6m节段，安装2节6m标准节段，及3m节段，节段之间采用法兰栓接。

提升塔架顶节，由2片预制桁架及现场安装连接杆件组成，先使用固定在上方大网架球节点上1T的葫芦安装左右2片预制桁架，然后高空安装两片之间连接杆件。每片桁架重量为290kg。

4吊点设置

根据拆除过程中重心的变化，在舞台桁架拆除过程中时共设置4组吊点：其中2组位于格构柱区域，另外2组布置在桁架内侧，每组吊点各布置1台液压提升器，共计4台。

5临时措施

本次提升拆除临时措施主要包括塔架，临时支架、下吊点临时吊具、临时牛腿等，塔架通过预埋件与地面的基础焊接连接，拆除网架时临时吊具直接与网架上弦球焊接连接，安装钢桁架时临时吊具直接与桁架上弦杆焊接连接，采用熔透焊缝，焊缝等级二级。临时措施材质均为Q345B。

（1）提升塔架

临时塔架采用门型格构架，顶部设置分配梁和提升梁，共计2组，材料材质Q345B。其中，主肢采用D180×6的钢管，斜缀条采用D76×4的钢管，水平缀条采用D89×4的钢管，塔顶横梁选用 H250×250×9×14的热轧H型钢，分配梁选用H300×300×10×15的轧制H型钢，提升大梁选用H600×300×12×17的轧制H型钢，提升小梁B400×300×16的箱型梁。提升塔架底部落位于规格为H250×250×9×14的H型钢垫梁上，垫梁通过埋件与底部基础连接。

本工程现场所有临时措施与原结构链接均采用化学螺栓连接，化学螺栓参数如下表。

根据计算结果，临时措施最大拉力标准值为66kN，剪力标准值为15kN，埋件锚板选用t=16mm的钢板，材质Q345B，埋件设计如下。

①埋件内力

选取对埋件最不利的工况进行计算，设计时考虑1.35的恒荷载系数和1.05的动力系数，即埋件反力设计值为：剪力V=1.35×1.05×15=21kN，拉力F=1.35×1.05×66=94N；

②埋件形式

埋件锚板t=16mm，材质Q345B，锚筋选用6颗M20的化学锚栓，植入深度170mm，总抗拉承载力为320kN，总抗剪承载力为192kN，可以满足要求。

（2）临时支架

临时支架适用于格构柱处的吊点，共计2组，临时牛腿选用B400×200×16的箱形截面，提升梁选用B350×250×16的箱形截面、支架立柱选用H250×250×9×14的H型钢，支架斜撑和临时连杆选用D140×4的圆管，材料材质均为Q345B。

临时支架通过后植埋件同原有混凝土基础连接固定，后置埋件同上，基础经压密注浆处理后，总承重能力为275T，110*5*5=2750KN，提升拆除时单侧临时支架竖向荷载为50T，基础承载力满足要求。

（3）水平构造

提升拆除临时塔架最大高度约为26.25m，需要在其侧向增加水平构造，水平构造共设置2道，分别在标高+7.300m和+22.0m处设置，水平构造在+7.300m标高处与临时塔架主肢焊接连接，在+22.000m标高处与临时塔架分配梁焊接连接，另一端与相应标高的结构混凝土梁通过后植埋件连接，后植埋件同临时塔架后植埋件。杆架选用D140×4的钢管，材料材质为Q345B。

（4）下吊点临时措施

本工程中提升拆除下吊点采用临时吊具，在拆除时，下吊点设置在钢桁架与上吊点对应的杆件或牛腿上，同时采用专用钢绞线连接液压提升器和提升底锚，两端锚固传递垂直提升反力。

1）钢桁架加固

桁架处的两组吊点，为满足提升拆除时结构受力要求和可靠度的要求，采用托架的形式进行加固，托架通过托座与桁架下弦节点焊接连接。临时措施材料材质均为Q345B，各杆件之间采用熔透焊缝连接，焊缝等级二级。

2）格构柱加固

格构柱处的两组吊点设置在其一支主肢的侧面，下降时需要对其进行加固，以满足下降过程中的强度要求，具体加固方法为：在格构柱主肢与吊点相对应的另一侧通长的增加规格为T250×350×16×25的T型钢，T型钢与原结构钢柱连接采用间断焊，焊缝高度不小于8mm，焊接间距200@200。

（5）导向架

液压提升器提升拆除过程中，其顶部必须预留钢绞线，同时为保证钢绞线导出顺畅，每台液压提升器必须设置导向架，使得钢绞线可沿提升拆除平台自由疏导。

（5）垂直导向轨

在拆除杆件过程中，可能会有一些水平力，为平衡水平力，保证桁架整体下降，在北侧柱设置2组垂直导向轨，进行限位，防止意外出现。

6舞台钢桁架拆除流程

舞台拆除具体流程如下：

第一步：根据现场实测数据，安装临时措施

第二步：安装液压提升系统，完成后进行调试、加载

第三步：液压系统逐级加载之荷载并稳定后，拆除支座处杆件及格构柱第一个节间的杆件

第四步：拆除完成后，利用液压提升系统将舞台钢桁架整体下放，直至格构柱稳定支撑于地面

第五步：将格构柱处的牛腿向上移至下一个节点，并重新调试、加载

第六步：重复以上步骤拆除格构柱第二个节间构件

第七步：拆除完成后，舞台钢桁架继续下放一个节间并稳定支撑于地面上

第八步：拆除格构柱第三个节间的杆件

第九步：继续下放舞台钢桁架，当桁架部分于7.300m的平台冲突时，暂定下放

第十步：拆除平台范围内的舞台桁架

第十一步：按照以上步骤，直至舞台钢桁架的桁架全部下放至地面后在进行拆解，完成舞台钢桁架的拆除

7液压提升系统

（1）液压提升原理

“液压同步提升拆除技术”包含液压提升器、柔性钢绞线两个重要组成部分。液压提升器为穿芯式结构，提升索具采用柔性钢绞线，不仅重量轻易于安装运输大大节省施工准备时间，而且性能安全可靠，操作难度小。

液压提升器的单向自锁功能在工作时会自动锁紧钢绞线，在不工作时则会放开钢绞线使钢绞线可自由活动。

（2）同步控制策略

“液压同步提升拆除技术”通过传感监测的数据反馈和计算机的控制指令来整体实现对钢结构整体提升拆除。在提升拆除过程中，还需要注意：所有四个提升吊点的液压提升设备及相关参数应该保持一致；在整个提升拆除过程中保证构件的空中稳定，各个吊点在拆除过程中保持同步。

为实现上述要求，我们采取对策如下：选定四台液压提升器中的一台，将其实际的行程位移值设定为基准值。在提升拆除过程中，通过计算机将其余三台液压提升器的实际位移值和基准值作对比，并根据实际差异进行调整，保证各吊点在提升拆除过程中保持同步，保证结构在整个拆除过程中的稳定性。

计算机控制液压同步施工技术，通过高精度行程、油压传感及泵源限压等多重方式控制提升点同步，超出设定压力，泵源自动卸荷溢流，不会让个别吊点超出设计反力值5～10%的上限。本工程钢结构提升，提升点同步精度控制在20mm以内。

8结语

本工程“超大型液压同步提升技术”对钢桁架拆除的成功运用，克服了传统拆除方法措施多，安全性低、工期长等缺点，整个拆除过程从施工准备到拆除收尾用时不到15天，是智能化系统在工程运用中的典范，对于类似场地环境受限情况下钢桁架拆除提供了借鉴案例。

参考文献

[1]福州东部新城商务中心大跨度高空巨型钢连廊整体提升施工技术，2012（06）.

[2]大跨度钢连廊整体提升系统设计，2021（06）.

[3]大跨度钢结构逆向同步拆除施工工艺 ，2021（11）.

[4]游泳馆类空间异型焊接球网架钢屋盖混合施工工艺，2020（09）.