中国建筑第八工程局有限公司钢结构工程公司 上海 200120
摘要：在国家会展中心（天津）施工中，大跨度桁架屋面支撑施工中是一大难点。通过多次综合分析后，采用在零层板设置金属支撑模板系统，分段吊装屋面桁架、原位焊接的方法，以完成总重9.6万吨的屋面桁架安装。支撑金属模板设置在桁架分段位置，支撑金属模板底部设置支座，采用H型钢支座，单侧加设6道加劲板，支座底部与路基箱焊接连接将屋面桁架荷载有效传递给零层板，实现了桁架的快速安装，效率显著。
关键词：国家会展中心；大跨度桁架；金属支撑模板
1 工程概括
1.1 建筑概括
国家会展中心工程项目二期项目位于天津市津南区咸水沽镇，为特大型展览建筑，项目总建筑面积561877㎡；主要包括4个单体，4个单体施工内容有：16个展厅、交通连廊、中央大厅、东入口大厅、东、西连桥、人防地下室、垃圾站、人行天桥及室外。桁架最大跨度为84米，建筑最高层数为3层，最大高度为34米，最大基坑深度12米，结构类型：钢结构主要分布于16个展厅、交通连廊、中央大厅及东入口大厅、人行天桥，总用钢量约12.4万吨，材质主要为Q355B。
1.2 屋面桁架概括
屋面桁架由16个展厅及东西交通连廊组成，其中每2个展厅公用一个屋盖，交通连廊共6个屋盖，包括2个完全相同的餐厅屋盖与4个对称布置的交通连廊屋盖。屋盖采用四弦凹形桁架大跨度钢结构（见图1）。
.png)
图1 展厅屋面钢桁架
2 施工重点与难点分析
国家会展中心（天津）项目是商务部继上海、广州之后，与天津市政府共同合作打造的第三个国家级会展中心，建成后将改变京津冀地区缺乏大型展馆的局面，成为中国北方规模最大的展馆。其屋面桁架支撑设置重难点如下：
（1）体量大、工期紧
屋面桁架总用钢量达9.6万吨，安装工期仅为6个月，需要设置4800多米的支撑，体量大，制作难度大。
（2）支撑设置难度大
基础底板情况复杂，有地下室顶板，土建管沟、土建墙的影响，需要设置固定防护措施，现场布置难度大。
（3）支撑与桁架固定难度大
在支撑与桁架间需要设置型钢进行稳定固定，且需要在支撑上端设置桁架的起拱，难度较大。
3 桁架安装施工关键技术
3.1桁架整体预拼装
屋面桁架多构件相交的节点数量多、焊接工作量大，一般采用在加工厂预拼装的方法保障构件制作的精确度，发现问题及时修正，并提前演练现场安装流程。在预拼装之前，采用BIM技术在计算机上进行模拟预拼装，可在技术层面与管理层面减少不必要的返工。
3.2屋面桁架分段工艺
（1）分段原则
满足公路汽车运输以及减少现场焊口数量，分段宽度基本控制在2.5m以内，特殊构件不超过3m；长度不大于17m。
（2）桁架分段
展厅桁架分段1，重量95t，长度24m，安装高度16.6m，桁架分段2，长度30m，重量82t，安装高度16.6m，桁架分段3，长度24m，重量73t，安装高度16.6m。
（3）支撑设置
需要设置大量的16.6m的支撑，来实现桁架安装，且因卸载需要，需要设置共计5个轴线的支撑，才能满足现场施工要求。
4 标准化金属支撑模板系统施工技术
4.1 标准化金属支撑模板的设计
依据相关规范及钢结构标准对标准化金属模板进行设计，采取支撑强度大，稳定度高的格构柱+固定座的结构形式。经计算确定，该支撑最大受力为48KN的支撑。且通过中间的法兰连接装置，实现了由整体到零件的拆分（如图2）。
.png)
图2 金属支撑模板的组成
标准化金属支撑模板系统主要包括：上下底座、标准节、路基箱、型钢。整个支撑模板由四种零件组成，一为规格1.8m直径200mm的钢管柱，二为80mm的水平杆件，三为80mm的斜杆件，四为1.8m*1.8m*0.3的板拼多肋顶底座。实现了标准化的设计
4.2 支撑金属模板位置及连接方法
支撑金属模板设置在桁架分段位置，支撑金属模板底部设置支座，采用HW300×300×10×15的H型钢支座，单侧加设6道加劲板，支座底部与路基箱焊接连接（见图3），底座多肋板构造可与任意规格的路基箱进行连接，实现真正的标准化。
.png)
图3 底座与路基箱连接形式
同理，在桁架分段位置设置支撑金属模板，中心位置与人字柱中心在同一轴线。
可根据现场具体情况更换标准节及型钢，可以便捷的完成金属支撑模板的标高调整、支撑拆装等工序，实现标准化的拆分和组装。
4.3 标准化金属支撑模板布置
根据现场实际情况，展厅按照从交通连廊向南北两侧的顺序依次施工，V型桁架采用地面拼装分段吊装的安装方式，整体施工流程为：人字柱拼装→人字柱吊装→桁架拼装→桁架吊装→屋面连杆安装→夹壁墙安装。
需要根据施工情况进行金属支撑模板的布置，如在单跨84m的屋面桁架下布置4组16.6m的支撑，底座与铺设在管沟上的1.8m*5m的路基箱连接，顶部采用H300*300的型钢支座固定，实现桁架的支撑。
.png)
图4 金属支撑模板的布置
4.4 金属支撑模板使用效率
通过现场应用知：该一个16.6m支撑3人拼装时间3小时，只需寻找标准化杆件即可，工作效率高。在项目实施的过程中，可以达到10次循环，真正实现了多次循环和高效周转。
5 结语
目前，随着我国经济水平的不断提高，随着城市建筑用地的日益紧张以及建造成本的逐日剧增，大体量复杂的钢结构工程也越来越多。本文所述支撑金属模板系统技术适用于大体量钢结构安装。本项目大跨度屋面桁架的顺利安装成功，标志着该金属支撑模板系统为大体量钢结构安装提供另一种安全、经济、可靠的新技术。该方法不占用主体工期，自主研发的支撑系统为后续专业进场施工提供便捷，保证了桁架安装精度和整体变形量及内力，整个施工过程安全可控，具有良好的社会效益和经济效益。
参考文献：
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.钢结构工程施工规范：GB 50755-2012 [S].北京：中国建筑工业出版社，2012.
[2]姚刚，周世武.大跨度钢管桁架屋盖施工技术[J].重庆建筑，2007（6）：34-36