许伟平
湛江市第四建筑工程有限公司 广东 湛江 524000
摘要：大型悬挑钢桁架平台因施工条件的限制，常规整体吊装方法施工成本高。结合BIM技术和现有吊装设备起吊能力，本文提出了对悬挑钢桁架平台结构进行划分，分块组拼装后再起吊的建造方式。针对项目特点，首先介绍了悬挑钢桁架平台结构分块组拼吊装法的施工流程与技术要点，再针对该施工方法的最不利工况进行了施工模拟计算并与现场监测结果进行了对比分析。
关键词：悬挑钢桁架；大型高空平台；分块组装；施工模拟
High altitude block assembly technology and construction simulation of large cantilever steel truss platform
Xu Weiping
Zhanjiang Fourth Construction Engineering Co., Ltd. Zhanjiang 524000, China
Abstract: due to the limitation of construction conditions, the construction cost of conventional hoisting method is high. Combined with BIM Technology and the lifting capacity of existing lifting equipment, this paper puts forward the construction method of dividing the cantilever steel truss platform structure, assembling it in blocks and then lifting. According to the characteristics of the project, this paper first introduces the construction process and technical points of the cantilever steel truss platform structure block assembly hoisting method, and then carries out the construction simulation calculation and analysis according to the most unfavorable working conditions of the construction method.
Key words: cantilever steel truss; Large high altitude platform; Block assembly; Construction simulation
1工程概况
某酒店项目A塔楼高度接近100米，楼一侧设有直升机停机坪，面积380㎡，悬挑钢桁架结构，造型优美（如图1）。结构通过5个连接点与塔楼相接并被支撑，结构形式为半球形网状结构，直径22米，主结构重约55吨，包括附属结构及甲板总重约80吨（如图2）。
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2 分块组装关键技术及施工方法
2.1施工工艺流程
本工程钢结构安装难度比较大，高空作业较多。为减少高空作业，将作业风险降到最低，钢结构在预制场地制造并预装后运输到现场，采用结构地面拼装分块空中组装方式安装，利用现场塔吊进行吊装，空中组装结构，施工脚手架在已经安装固定好的结构上搭设悬挂脚手架，以减少脚手架搭设工作量并达到安全的要求。整体施工工艺流程（如图3）所示。
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2.2大型悬挑钢桁架平台高空分块组装施工关键技术
为了控制结构吊装重量在吊机最大起重范围内，整个飞机坪悬挑钢桁架主结构被分为11个结构组件（如图4），每个组件的重量都控制在吊机能力范围以内（如图5），具体参考结构组件划分图和结构重量表，如下表1：
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3 大型悬挑钢桁架平台施工过程模拟
3.1 施工过程模拟
1.悬挑钢桁架平台结构预拼装
钢结构组件在地面预制好后，组装成单块大组件，可在预制场地先进行钢桁架平台整体预拼装，预拼装工序可确保平台在高空一次性安装就位，避免因对位调整造成的返工。
2.悬挑钢桁架平台高空组装步骤
悬挑钢桁架平台结构整体预拼装后拆散运输到现场进行空中拼装，具体拼装的步骤如下：
1）安装预埋件，通过基础验收，准备钢结构组件空中组装；
2）接着安装连接主支撑梁L5，为安装结构组件做好支撑准备（如图6）；
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3）吊装结构组件①（如图7）；
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7）吊装组件③、④，分别与组件①、②焊接（如图10）；
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3.2 大型悬挑钢桁架组装就位有限元分析
（1）.悬挑钢桁架平台结构有限元分析依据与条件
计算依据规范：AISC—美国钢结构学会《钢结构手册》
JGJ130—建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范
计算软件：SACS 5.2 钢结构强度计算软件；
假设条件：钢结构为线性杆系结构；
荷载条件：1、钢结构自重；
2、安装施工活荷载3KN/m^2；
3、脚手架自重荷载1KN/ m^2；
4、风力，6级13.8m/sec；
荷载组合：1+2+3+4
（2）.悬挑钢桁架平台结构最危险工况判断
根据施工荷载范围、自重以及结构支撑点距离，有2个工况考虑为安装最危险工况，第一、安装完结构组件⑥，需要连接斜支撑Z-1时的工况；第二、安装完结构组件⑨，需要在两侧安装组对⑩⑾结构组件时的施工工况最危险。根据判断，对以下2种工况进行模拟，并进行结构强度计算，得到结果。
（3）.最危险工况模拟过程和计算结果：
第一种工况：安装完结构组件⑥，需要连接斜支撑Z-1时的工况；
模拟节点模模型如下图：
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校核可知最大UC值=0.3，远小于1，说明结构有足够的强度支持施工操作工况；
第二种工况：安装完结构组件⑨，需要在两侧安装组对⑩⑾结构组件时的施工工况；
模拟节点模模型如下图：
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校核可知最大UC值=0.6，远小于1，说明结构有足够的强度支持施工操作工况。
（4） 施工监测
在高空组装焊接过程中，对该钢桁架关键受力位置进行应力监测及变形监测。进行施工监测的目的是把握结构关键部位构件的应力情况及变形状态，确保结构安全性。采用振弦式应变传感器进行监测最不利工况下主要杆件的应力数值，经过现场监测，构件实测内力与计算值吻合较好，验证了结构的安全度。
在悬挑钢桁架顶部及底部下弦杆位置处布置位移监测点。参照类似项目，具体布置方案为: 控制网基准点按照要求布设4个，精密导线控制点布设约10 个，楼顶控制点2个。平面控制按照一级导线观测精度，平面控制按照二等精密水准观测要求进行。经过实时监测，监测结果与施工模拟结果吻合较好。
4 结语
大悬挑钢桁架平台高空分块组拼装施工技术与施工模拟，相对于一般的钢结构施工方法，结合BIM技术和现有吊装设备起吊能力，对钢桁架结构进行划分，分块组拼装后再起吊，减少了起吊设备费用和高空作业量，经济性好，技术安全等优点；同时也保证了大型悬挑钢桁架平台的安装质量，作业安全，可广泛推广应用于悬挑钢桁架结构施工，为其他类似工程提供参考。
参考文献：
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