国家话剧院大跨度钢梁分节吊装施工

第４２卷第１１期２０１１年１１月　Ｖｏ１．４２　Ｎｏ．１１　ＮＯＶ．２０１　１　建　筑　技　术　

Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｚｖ　・１００５・　

国家话剧院大跨度钢梁分节吊装施工　彭　鹏，刘秋实，张文涛　（北京住总集团有限责任公司工程总承包部，１００１０１，北京）　摘要：国家话剧院观众厅大跨度钢结构梁长２８　ｍ，综合考虑施工工期及经济效益等多种因素，最终确定以　分段吊装的方法施工，并且在钢梁分段点区别于顶板下方采用集中的密集支撑，以达到不仅确保支撑体系的安　全性而且节省钢管脚手架用量的目的。　关键词：钢结构；大跨度钢结构；国家话剧院；分段吊装；支撑架；钢梁连接；操作平台　中图分类号：ＴＵ７５８．１５　文献标识码：Ｂ　文章编号：１０００—４７２６（２０１１）１１－１００５—０３　

ＨｏＳＴＩＮＧ　ＣｏＮＳＴＲＵＣＴＩｏＮ　ＭＥＴＨｏＤ　ｏＦ　ＬＡＲＧＥ　ＳＰＡＮ　ＳＴＥＥＬ　ＢＥＡＭ　ｏＦ　ＮＡＴＩＯＮＡＬ　ＴＨＥＡＴＲＥ　ＣＯＭＰＡＮＹ　０Ｆ　ＣＨＩＮＡ　

ＰＥＮＧ　Ｐｅｎｇ，ＬＩＵ　Ｑｉｕ—ｓｈｉ，ＺＨＡＮＧ　Ｗｅｎ—ｔａｏ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｎｔｒａｃｔ　Ｂｅｉｊｉｎｇ　ＵＮＩ—Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｇｒｏｕｐ，１００１０１，Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｌａｒｇｅ　ｓｐａｎ　ｇｉｒｄｅｒ　ｆｏｒ　ａｕｄｉｔｏｒｉ　ｕｍ　ｏｆ　Ｔｈｅ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｔｈｅａｔｒｅ　Ｃｏｍｐａｎｙ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　（ＮＴＣＣ）ｉｓ　ｔｗｅｎｔｙ－ｅｉｇｈｔ　ｍｅｔｅｒｓ　ｌｏｎｇ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｅｒｉｏｄ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｃｏｓｔ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ，ｔｈｅ　ｓｅｇｍｅｎｔ　ｈｏｉｓｔｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｉｎ　ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｇｉｒｄｅｒ　ｎｏｄｅｓ　ｉｎ　ｉｎｓｔｅａｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｏｐ　ｐｌａｔｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｓｅｇｍｅｎｔ　ｈｏｓｔｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌａｒｇｅ　ｓｐａｎ　ｇｉｒｄｅｒ　ｃａｎ　ａｓｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｓｅｃｕｒｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｓａｖｅ　ｔｈｅ　ｑｕａｎｔｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｅｅｌ—ｔｕｂｅ　ｓｃａｆｆｏｌｄｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｔｅｅｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｗｉｄｅ—ｓｐａｎ　ｓｔｅｅｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｔｈｅａｔｒｅ　Ｃｏｍｐａｎｙ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ；ｓｅｇｍｅｎｔ　ｈｏｉｓｔｉｎｇ；　ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ　ｆｒａｍｅ；ｓｔｅｅｌ　ｂｅａｍ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ；ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　

１工程概况　国家话剧院工程建筑面积为２１　０００　ｍ　，分观众厅、　排练厅、舞台等，其中观众厅又分上下两层，观众厅长　２８　ｍ、宽２２．９４ｍ，观众厅是由８榀Ｈ１　５００ｍｍｘ４００ｍｍｘ　２２　ｍｍｘ３４　ｍｍ钢梁（以下简称钢梁）和现浇钢筋混凝土　屋面板组成的大跨度空间结构，钢梁和屋面板的相对　位置呈阶梯状，其标高最低处为４．５００　ｍ，最高处标高　达２７．０００　ｍ；钢梁沿东西方向布置，跨度为２８．３　ｍ，每榀　钢梁重１３．８７　ｔ，钢梁立面如图１所示。　

（ａ）　图１钢梁示意　（ａ）立面；（ｂ）ｌ－１剖面图　

２施工特点与难点　２．１施工特点　观众厅采用声学原理、灯光效果、视听效果等设计　

收稿日期：２０１１－０７—２５　作者简介：彭鹏（１９７０一），男，四川南充人，工程师，主任工程师，ｅ—ｍａｉｌ：　ｐｅｎｇｐｅｎｇ１２３４２００８＠ｓｏｈｕ．ｃｏｒｎ．　

理念，空间大、单榀Ｈ型钢梁跨度大、重量大、安装精度　高。　２．２施工难点　钢梁安装时，现有塔式起重机吊装的起重量达不　到要求，再安装一台塔式起重机于经济上不合理：由于　基坑还未回填到位，在回填土上架设大型汽车式起重　机易发生塌陷，造成边坡失稳．若采用分节安装还须搭　设承重支撑架及操作平台，高处作业危险，对支撑架的　强度、刚度及稳定性方面要求高。　

３安装方案确定　钢梁安装前，组织业主、设计、监理、专业分包单位　的相关负责人进行研讨，提出多个方案进行比较。采用　塔式起重机整体吊装法。利用现场结构施工的ＱＴ７０３０　塔式起重机进行吊装，其最大起重量为７　ｔ，塔臂末端限　重仅为３　ｔ．ＱＴ　６０２１其最大起重量为６　ｔ，塔臂末端限重　仅为２　ｔ，塔式起重机无法将１３．８７　ｔ的钢梁整吊就位，该　方案无法实现；采用汽车式起重机整梁整吊法，简单易　行、效率高、节约工期，但由于基坑未回填到位，若采用　汽车式起重机整梁整吊或分节整吊会导致边坡失稳或　起重机失衡，即便是在回填土上浇筑混凝土板也会使　成本增加、工期延误。　经反复研究，最终将原方案调整为分节吊装作业　・ｌ０ｏ６・　建筑技术　第４２卷第１１期　面连接的新安装方案，具体方案如下：将型钢梁分节，　由设计人员根据分节后的钢梁深化设计，画出详细的　节点图，其中包括分节尺寸、螺栓孔位、焊缝类型、起拱　高度、高强螺栓种类、栓钉大小及间距等。　在分节处搭设承重支撑架和操作平台，由于钢梁、　承重架、操作平台自重超过该层楼板的承载能力，需对　观众厅楼板加固处理，通过计算只需将该层楼板以下３　层回顶即可；将该钢梁分成３节，由于每节重４．６２　ｔ，利　用ＱＴ　７０３０￣ＨＱＴ　６０２１塔式起重机按分节同时起吊，将　钢梁吊至承重支撑架上，再进行焊接和高强螺栓连接。　

４　施工方法　４．１　钢梁加工　钢梁的屈服强度为Ｑ　３４５级，分成３节后的尺寸为　９．４５，９．３９，９．４５　ｍ，钢梁生产厂家根据深化设计图加　工，严格控制钢梁及构件的加工质量，尤其是各钢梁连　接部位的几何尺寸、钢梁的起拱高度、高强螺栓孔的孔　径及位置等。钢梁加工好后通过设计人员、监理人员及　相关专业检查验收合格后方准进场。为便于吊运和安　装，厂家应将加工好的钢梁进行编号。　４．２　承重支撑架及操作平台　４．２．１楼板加固　承重支撑架和钢梁自重４．６２　ｔ，楼板的承能载力为　５　ｋＮ／ｍ　，因此通过计算只需将该层以下２层进行回顶。　将上部的集中荷载传至结构基础底板，让其整体受力：　楼板加固采用３００　ｍｍｘ３００　ｍｍ，０４８．３ｘ３．５钢管脚手架．　架体长宽均为２　４００　ｍｍ，高度为各层高度，步距为９００　ｍｍ；回顶加固脚手架位于钢梁连接点以下部位，每榀　钢梁分３节连接，因此需搭设两组楼板回顶加固脚手　架。楼板加固脚手架平面如图２所示　４．２．２承重支撑架搭设　承重支撑架采用３００　ｍｍｘ３００　ｍｒｎ，０４８．３ｘ３．５钢管　脚手架，架体长宽均为２　４００　ｍｍ，高度分别为２７．０，　ｌ５．７，１２．７，９．５，７．８，６．１，５．７，４．５ｍ，步距为９００ｍｍ，每榀　钢梁搭设两组承重支撑脚手架，架体与楼板回顶加固　脚手架上下对齐布置。架体四周均搭设十字剪刀撑，防　止架体扭曲。　４．２．３操作平台搭设　由于钢梁分节连接须在观众厅上空操作平台上进　行，因此当两节钢梁置于承重支撑架上，进行连接操作　时，操作平台应可靠、牢固，操作平台由主龙骨、次龙　骨、平台板、６００号可调节顶托组成，主、次龙骨均用１００　ｍｍ￣１００　ｍｍ方木铺设，主龙骨间距３００　ｍｍ，次龙骨间　距２５０ｍｍ，平台板为１２ｍｍ厚竹胶合板，主龙骨置于　

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（ｃ）　（ｄ）　图２观众厅顶板模板支架搭设示意　（ａ）平面示意；（ｂ）￣ｌｊ面示意；（ｃ）楼板支撑示意；（ｄ）顶板支撑示意　

６００号可调节顶托之上。　４．３分段吊装就位　承重支撑架和操作平台经各方检查验收合格后，利　用ＴＱ　７０３０和ＴＱ　６０２１塔式起重机同时起吊，正式提升前　选好吊点进行试吊，钢梁吊至距地面５００　ｍｍ￣保持平衡　２　ｈ．同时检查塔式起重机无异常后，方可按钢梁编号正　式起吊，先吊两侧再吊中间，观众厅两侧钢梁一端置于　混凝土墙上，另一端置于承重支撑架上，中间钢梁均置