夏敏
上海建工四建集团有限公司 上海 201103
摘要：嘉定校区学生活动中心位于同济大学校园内，涵盖830座剧场、300座音乐厅等，具有典型的公共文化建筑特性，剧场及音乐厅屋盖均为清水效果混凝土结构，在剧场观众厅、主舞台、多功能音乐厅上空分别存在面光桥及声桥、格栅顶等室内钢结构。本工程钢结构施工克服了剧场复杂环境、特殊工况条件等方面的制约，总结形成了确实可行的相应施工建造技术，为行业内类似工程提供借鉴。
关键词：剧场；音乐厅；室内钢结构
1工程概况
同济大学嘉定校区学生活动中心工程的钢结构主要分布在剧场及多功能音乐厅，分别为：剧场观众厅上空面光桥及声桥、剧场主舞台上空栅顶、多功能音乐厅上空栅顶。钢结构分布位置与建筑功能布局间的关系如图1、图2所示。
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面光桥钢结构吊挂在三层12.8m标高混凝土梁下方，混凝土梁底面标高11.3m，砼梁与吊柱通过预埋件连接，吊柱为φ203*6圆管，钢梁为HN200*100b热轧型钢，钢梁顶标高8.4m，钢梁东西两侧通过预埋件与混凝土梁连接。钢材材质Q355B。声桥钢结构分两层，标高分别为5.6m、8.6m。上层吊柱与混凝土梁连接，下层吊柱与上层钢梁连接，钢梁与周边混凝土结构连接。吊柱截面HW150*150，钢梁截面HN200*100b、HW200*200a，材质均为Q355B。
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主舞台钢结构分为格栅层和滑轮层，标高分别为13.7m、15.8m。滑轮层钢梁通过吊柱与17.3m标高混凝土梁底连接，格栅层钢梁通过吊柱与滑轮层钢梁连接，两层钢梁与周边结构通过预埋件连接。吊柱截面HW150*150，钢梁截面HM300*200、HW200*150、HN200*100b、HW200*200a，材质均为Q355B。
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多功能音乐厅格栅层标高为9.25m。格栅层钢梁通过吊柱与12.8m标高混凝土梁底连接，钢梁与周边结构通过预埋件连接。吊柱截面HW150*150，钢梁截面HM300*200、HW200*150、HN200*100b，材质均为Q355B。
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2施工难点分析及技术路线确定
钢结构主要为吊柱、钢梁等，重量8.7kg~803.2kg。钢结构处于室内，且吊挂在已完成的土建结构楼板下方，无法直接利用吊装机械进行构件吊装；结合吊挂结构特点，吊柱预埋件均位于混凝土梁底面，可以利用预埋件设置耳板，耳板上挂设手拉葫芦或滑轮，利用手拉葫芦或卷扬机作为起重设备来实现构件的垂直吊运，然后人工牵引就位安装。吊柱安装好后进行钢梁安装，先安装与吊柱连接的主梁，主梁分段安装，同样通过顶部手拉葫芦及钢丝绳将钢梁从地面缓慢提升至设计位置与吊柱底部连接，每根钢梁均采用2点吊装，钢丝绳与钢梁采用绑扎方式起吊。待吊柱与钢梁的节点安装完成后才能松弛手拉葫芦，进行下一根钢梁的安装。主梁安装完成后即可安装相应钢次梁，可直接在主梁上挂设葫芦进行次梁的提升就位。
音乐厅吊柱顶与地面的距离为12m，采用剪叉式升降车（型号JCPT1412HD）作为作业人员的操作平台，最大作业高度13.8m，能满足音乐厅安装要求，配置2台升降车对称施工。
主舞台的顶部构件距离下方负一层楼板的高度21.9m，负一层中间部位又有升降舞台落深台仓（其至舞台顶部29.25m）。普通升降车无法满足，脚手架搭设成本较高，结合主舞台构件的安装方法，采用曲臂车（型号TZX250/C）进行施工，工作最大高度25.2m，能满足主舞台构件的使用，配置2台曲臂车对称施工。
观众厅钢结构下方为看台阶梯，无法使用升降车或曲臂车，因此采用搭设脚手架的方式提供作业人员的操作平台。
3方案具体实施与控制事项
3.1音乐厅钢结构施工技术
吊柱顶与地面的距离为12m，采用剪叉式升降车作为作业人员的操作平台。升降车在一层楼板上使用时，为避免集中荷载过大导致楼板可能发生的开裂等，在升降车的轮胎处垫设一块8mm厚的1.5*1.5m钢板，将集中力均布扩散至周边楼板。升降机自重2.84t，考虑人员自重等重量，总计取3t。升降车四个轮胎处垫设钢板后对楼板的压力为3*10/4/（1.5*1.5）=3.33KN/㎡。多功能音乐厅钢结构下方为地下室人防顶板（板厚250mm），楼板承载力完全满足要求。
音乐厅构件材料通过首层通道搬运至室内首层地面，采用手拉葫芦将构件逐根吊运就位安装。在预埋件上焊接耳板，耳板焊接在吊柱设计位置的旁边，在耳板上挂设一个卡扣，手拉葫芦再挂在卡扣上。通过钢丝绳缠绕绑扎在吊柱上，绑扎点偏向吊柱上半段，便于最后就位时的调整。可在吊柱绑扎处的翼缘板上焊接两个小钢块，以便绑扎固定，防止在吊柱提升过程中发生滑落，避免安全事故的发生。吊柱就位时，在吊柱上绑扎钢丝绳（同时采用护角器，防止构件磨损），操作人员站在升降车上采用人工牵引方式将吊柱缓慢就位。
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3.2剧场主舞台钢结构施工技术
由于主舞台的顶部构件距离下方负一层楼板的高度较大，普通升降车无法满足，脚手架搭设成本较高，结合主舞台构件的安装方法，采用曲臂车进行施工，工作最大高度25.2m，能满足主舞台构件的使用，配置2台曲臂车。
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曲臂车的行驶路线、平面站位及布置如图8所示。曲臂车的支腿首先尽量保证支设在混凝土梁上，无法避免支设在楼板上时，为避免集中荷载过大导致楼板发生开裂等，在曲臂车支腿出均垫设一块8mm厚的1.5m*1.5m钢板，将集中力均布扩散至周边楼板。虚线范围内为行走路线范围，即脚手架加固范围，圆管加固点亦如图8及图9中所示。
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在曲臂车的车轮行驶路线下方搭设通长脚手架回顶楼板，确保楼板不发生开裂等破坏情况。搭设3排立杆，立杆间距900mm，水平杆步距1m。曲臂车支腿优先保证一侧能支设在梁上，另一侧支腿无法支设在梁上时，在下方设置φ114*6圆管回顶楼板，圆管底部采用膨胀螺栓固定在混凝土板上，顶部采用塞钢板的方式顶紧楼板。圆管下部为楼板时再往下一层加固反顶，下层反顶圆管落在结构底板上。
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采用卷扬机安装构件时，需特别注意防冲点措施。通过注意控制速度，使用卷扬机将构件缓慢提升，在构件提升至接近设计位置500~1000mm时立即停止提升，卷扬机停止工作。然后再在顶部挂设两个手拉葫芦，滑轮层安装时挂设在吊柱埋件滑轮的另外一侧，格栅层安装时挂设在滑轮层钢梁上滑轮的另一侧即可。然后由人工利用手拉葫芦将构件逐步提升就位。在使用手拉葫芦提升就位时，原卷扬机的钢丝绳也暂不拆除，作为就位提升时的防坠落措施。
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3.3剧场观众厅钢结构施工技术
观众厅钢结构特点与音乐厅及主舞台基本相同，采用手拉葫芦进行吊运安装，其设置方式柱及钢梁的安装方法与音乐厅相同。但由于钢结构下方为看台阶梯，无法使用升降车或曲臂车，因此采用搭设脚手架的方式提供作业人员的操作平台，如图10所示为脚手架搭设的剖面图。
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面光桥安装区域的脚手架搭设在看台阶梯上，底部采用可调底座进行模数的调整，脚手架南北两侧无结构可以设置拉结点，因此布置对称的钢管抛撑。架体搭设整体高度最大为10.92m。一次性搭设标高为9.53m，以满足人员进行吊柱的安装、焊接，吊装安装好后拆除部分脚手架至6.83m标高，再进行钢梁、钢格栅的安装等，全部安装完成后再整体拆除。
声桥区域的脚手架搭设在-5.5m标高楼板上，局部立杆落在看台阶梯上，架体搭设整体高度最大为15m。一次性搭设标高为9.5m，以满足人员进行上层吊柱的安装、焊接；上层吊装安装好后拆除部分脚手架至6.8m标高，然后安装8.6m标高平台的钢构件；第二次拆除架体至标高3.8m，以便安装5.6m标高平台构件，最后再整体拆除脚手架。
脚手架在顶层操作平台四周均搭设1.5m高的防护栏杆，并设置挡脚板。拆除至下一层操作面时仍需要搭设防护栏及挡脚板。操作平台上采用跳板作为人员站位、行走通道。
4结语
同济大学嘉定校区学生活动中心工程室内钢结构施工技术克服了复杂环境、特殊工况条件等方面的制约，顺利完成了施工任务。既节约了成本，又缩短了施工周期，室内钢结构的施工质量和安全也得到了有效保障，取得了良好的经济效益和社会效益。