CN107542268A - 一种大剧院室内舞台钢结构的逆向安装施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大剧院室内舞台钢结构的逆向安装施工方法，包括如下步骤：（1）BIM模拟分析；（2）测量准备；（3）预埋件安装；（4）搭设支撑体系；（5）舞台屋面层钢梁与吊柱预拼装；（6）舞台屋面层钢梁安装；（7）舞台机械工艺钢结构安装；（8）搭设支撑体系的卸载及拆除；（9）钢结构涂装。该项施工方法，采用BIM建模，对钢结构进行安装模拟与受力分析，可选择更科学、经济的技术方案，并提前发现和解决可能发生的质量、安全问题，保障施工质量，降低成本，缩短工期。

Description

一种大剧院室内舞台钢结构的逆向安装施工方法

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种大剧院室内舞台钢结构的逆向安装施工方法。

背景技术

现有大剧院室内大多为多层超高下挂式钢结构，其舞台屋面采用钢结构和混凝土组合构成。在多层超高下挂式钢结构施工中，具有跨度大、安装所需支撑高度高、安装过程缺乏工作面，立体交叉施工复杂，安装精度要求较高等特点。

例如：广西文化艺术中心建设项目的大剧院施工，在舞台屋面的构建过程中，需从基础底板面-17.0m标高处搭设满堂脚手架，安装所需支撑高度超过50m，因而需要很多的支撑钢管，不仅浪费材料，而且施工繁琐、工期长、安全管理风险高。

此外，传统的自下而上的大剧院的搭设施工中，顶部钢结构体系存在变形产生的残余应力，且工序复杂、周期较长。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种大剧院室内舞台钢结构的逆向安装施工方法，进行逆序安装，可规避变形产生的残余应力，保证舞台施工精度的要求。

技术方案：本发明所述一种大剧院室内舞台钢结构的逆向安装施工方法，对大剧院舞台屋面层钢梁采取逆向施工安装，搭设支撑体系自下向上安装，其特征在于，包括如下步骤：

（1）BIM模拟分析

对大剧院土建及室内钢结构进行BIM建模，对舞台屋面层钢梁的安装及其搭建用搭设支撑体系进行模拟和受力分析；

（2）测量准备

施工测量，确定搭设支撑体系的坐标位置；

（3）预埋件安装

土建钢筋网绑扎过程中，根据设计图纸要求，将预埋件按照图纸位置及定位尺寸埋设于梁柱上；

（4）搭设支撑体系

以若干第一格构柱为地面支撑体系，并通过牵拉用揽风绳与梁柱上的预埋件固定连接；

在所述第一格构柱顶端水平搭设横向支撑梁，以横向支撑梁与纵向砼梁组成的支撑台面上铺设转换平台，在转换平台上竖直搭建第二格构柱，所述第二格构柱在舞台屋面层钢梁的分段安装中，起着支撑钢梁，并实现逐段卸载推进安装的作用；

（5）舞台屋面层钢梁与吊柱预拼装

根据施工特点，结合运输车运输能力及现场吊装工况，在钢梁深化设计阶段，将钢梁合理分段；

然后，在现场设置临时支撑支撑胎架；

待主体结构施工完成并达到强度要求后，在地面进行舞台屋面层钢梁与吊柱预拼装，并将吊柱节点焊接在钢梁上；

（6）舞台屋面层钢梁安装

利用塔吊将分段后的钢梁进行吊装，依据钢梁的分段数，对应设置所述第二格构柱做支撑，并实现逐段卸载，依次推进安装钢梁的目的；

（7）舞台机械工艺钢结构安装

安装格栅、滑轮层钢结构；

采用人工与机械配合的方式安装舞台机械工艺钢结构；

铺设马道；

（8）搭设支撑体系的卸载及拆除

室内钢梁卸载采用千斤顶法进行卸载，即：在第二格构柱位置的前后各放置一个可承受钢梁竖向作用力的螺旋千斤顶，在螺旋千斤顶端头的构件上焊接防滑脱用挡块，并释放水平位移；

卸载前，先将螺旋千斤顶顶住钢梁，割除第二格构柱；

根据卸载指示，摇动螺旋千斤顶进行卸载；

钢梁安装完成验收合格后将搭设支撑体系用的格构柱进行拆除，用塔吊将格构柱从预留洞口转运至外部，钢结构堆场，然后由平板车运走；

（9）钢结构涂装。

进一步地，在步骤中，预埋件按如下步骤埋设：

采用型钢或钢筋制作固定支架，并将所述固定支架焊接于钢筋网上；

所述预埋件焊接于固定支架上；

对预埋件埋设位置进行测量复核；

进行混凝土浇注施工。

进一步地，所述预埋件可采用抗剪对拉埋件、混凝土牛腿上埋件或次梁埋件中的任意一种。

进一步地，将步骤中的第一格构柱按施工方案竖直固设，并在第一格构柱之间搭设桁架作为横向支撑；

将所述揽风绳一端固定在第一格构柱顶部，另一端与梁柱上的预埋件固定连接，以保证第一格构柱在施工过程中的侧向稳定性并提高其安全性；

之后，在所述第一格构柱顶面水平固设横向支撑梁，用于支撑转换平台；

将转换平台铺设并固定于横向支撑梁与纵向砼梁组成的支撑台面上；

将圆管柱顶紧支撑于转换平台底面，并分布于转换平台四周；

第二格构柱竖直设置于转换平台上，在钢梁的分段安装中，起着支撑钢梁，并实现逐段卸载推进安装的作用；

为保证结构安全，施工过程中加大对支撑荷载及支撑水平位移的监控，每3天检查楼面支撑体系位置土建结构是否安全，楼面是否下挠过大，楼板及梁是否开裂；

安装时每隔3天使用全站仪复测各个格构柱支撑的水平位移并检查其他部件的工作是否正常，并做好检查记录。

进一步地，所述横向支撑梁为箱形梁

有益效果：

（1）本技术适用于跨度大、下部支撑高度高、工作面较少，且安装精度要求较高的多层超高下挂式钢结构施工；

（2）该项施工方法，采用BIM建模，对钢结构进行安装模拟与受力分析，可选择更科学、经济的技术方案，并提前发现和解决可能发生的质量、安全问题，保障施工质量，降低成本，缩短工期；

（3）能够实现超高支撑、逆向立体交叉施工，较常规的顺序安装，可规避变形产生的残余应力，实现立体交叉作业、降低工作面需求、提高工效、满足舞台施工的工艺要求；

（4）采用格构柱作为搭设支撑体系，而非满堂脚手架，能够更加快速有效的设置和拆除搭设支撑体系，降低搭设和拆除的人工费，缩短工期，提高经济效益。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明搭设支撑体系的示意图；

图3为本发明第一格构柱的放大图；

图4为本发明的马道结构示意图；

图5为本发明的抗剪对拉埋件的结构示意图；

图中：1-第二格构柱，2-转换平台，3-第一格构柱，4-桁架，5-揽风绳，6-抗剪对拉埋件，7-马道。

具体实施方式

下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：一种大剧院室内舞台钢结构的逆向安装施工方法，对大剧院舞台屋面层钢梁采取逆向施工安装，搭设支撑体系自下向上安装，包括如下步骤：

（1）BIM模拟分析

对大剧院土建及室内钢结构进行BIM建模，对舞台屋面层钢梁的安装及其搭建用搭设支撑体系进行模拟和受力分析；

模拟分析后，进入施工阶段，在施工前，必须提前确保钢构件已经完成送检并合格，且施工所需的材料、构件、机械均已进场；

（2）测量准备

施工测量，确定搭设支撑体系的坐标位置；

（3）预埋件安装

在土建钢筋网绑扎过程中，根据设计图纸要求，将预埋件按照图纸位置及定位尺寸埋设于梁柱上；

为防止预埋件在混凝土浇注过程中发生位移，对后期钢结构安装造成不利影响，埋设过程中需要对预埋件及模板进行固定，具体为：

采用型钢或钢筋制作固定支架，并将所述固定支架焊接于梁柱的钢筋网上，较佳的，所述固定支架与钢筋网上的主钢筋进行焊接；

所述预埋件焊接于固定支架上；

在预埋件定位之后，对预埋件埋设位置进行测量复核，在满足施工规范和设计允许偏差要求后，移交下道工序进行混凝土浇注施工；

所述预埋件可采用抗剪对拉埋件6、混凝土牛腿上埋件或次梁埋件中的任意一种，较佳的，选用抗剪对拉埋件6。由于，抗剪对拉埋件6具有预埋方便，浇筑外表美观，与土建钢筋施工交叉作业少等特点，进一步地，优化了施工工序，减少了交叉作业时间，且不会影响混凝土梁或剪力墙钢筋绑扎及模板铺设，提高混凝土结构质量并缩短工期。

（4）搭设支撑体系

从基础底板面-17.0m标高开始到四层15.5m标高，将若干第一格构柱3按施工方案竖直固设，并在第一格构柱3之间搭设桁架4作为横向支撑；

为保证第一格构柱3在施工过程中的侧向稳定性并提高其安全性，所有第一格构柱3设有牵拉用揽风绳5，所述揽风绳5一端固定在第一格构柱3顶部，另一端与梁柱上的预埋件固定连接；

之后，在所述第一格构柱3顶面水平固设横向支撑梁，用于支撑转换平台2，较佳的，所述横向支撑梁为箱形梁；

将转换平台2铺设并固定于横向支撑梁与纵向砼梁组成的支撑台面上；

将圆管柱顶紧支撑于转换平台2底面，并分布于转换平台2四周；

将第二格构柱1竖直设置于转换平台2上，在钢梁的分段安装中，起着支撑钢梁，并实现逐段卸载推进安装的作用；

为保证结构安全，施工过程中加大对支撑荷载及支撑水平位移的监控，每3天检查楼面支撑体系位置土建结构是否安全，楼面是否下挠过大，楼板及梁是否开裂；

安装时每隔3天使用全站仪复测各个格构柱支撑的水平位移并检查其他部件的工作是否正常，并做好检查记录；

（5）舞台屋面层钢梁与吊柱预拼装

根据施工特点，结合运输车运输能力及现场吊装工况，在钢梁深化设计阶段，将钢梁合理分段；

然后，在现场设置临时支撑支撑胎架；

待主体结构施工完成并达到强度要求后，在地面进行舞台屋面层钢梁与吊柱预拼装，并将吊柱节点焊接在钢梁上；

（6）舞台屋面层钢梁安装

利用塔吊将分段后的钢梁进行吊装，依据钢梁的分段数，对应设置所述第二格构柱1做支撑，并实现逐段卸载，依次推进安装钢梁的目的；

（7）舞台机械工艺钢结构安装

安装格栅、滑轮层钢结构；

采用人工与机械配合的方式安装舞台机械工艺钢结构；

铺设马道7；

（8）搭设支撑体系的卸载及拆除

卸载原则：室内钢梁安装是以第二格构柱1作为临时支撑结构过渡完成的，其竖直方向力主要作用于第二格构柱1上，卸载时相邻钢梁间不会互相影响，故可以分别卸载。卸载时，需确保结构自身安全，确保支撑胎架安全；应以理论计算为依据、以变形控制为核心、以测量监测为手段、以安全平稳为目标；且应便于现场施工组织和操作。

具体步骤如下：

室内钢梁卸载采用千斤顶法进行卸载，即：在第二格构柱1位置的前后各放置一个可承受钢梁竖向作用力的螺旋千斤顶，在螺旋千斤顶端头的构件上焊接防滑脱用挡块，并释放水平位移；

卸载前，先将螺旋千斤顶顶住钢梁，割除第二格构柱1；

根据卸载指示，摇动螺旋千斤顶进行卸载；

钢梁安装完成验收合格后将搭设支撑体系用的格构柱进行拆除，用塔吊将格构柱从预留洞口转运至外部，钢结构堆场，然后由平板车运走；

（9）钢结构涂装。

其中：

所述第一格构柱3可选用断面规格为3000mm* 3000mm；

所述横向支撑梁可选用规格为500 mm *700 mm *35 mm *35 mm的箱形梁；

所述圆管柱可选用规格为Φ245 mm *12 mm；

所述第二格构柱1可选用断面规格为1750mm* 1750mm ；

防滑脱用挡块可选用规格为14 mm *100 mm *100 mm；

螺旋千斤顶承受压力的范围在10T~50T。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (5)

1.一种大剧院室内舞台钢结构的逆向安装施工方法，对大剧院舞台屋面层钢梁采取逆向施工安装，搭设支撑体系自下向上安装，其特征在于，包括如下步骤：

（1）BIM模拟分析

对大剧院土建及室内钢结构进行BIM建模，对舞台屋面层钢梁的安装及其搭建用搭设支撑体系进行模拟和受力分析；

（2）测量准备

施工测量，确定搭设支撑体系的坐标位置；

（3）预埋件安装

土建钢筋网绑扎过程中，根据设计图纸要求，将预埋件按照图纸位置及定位尺寸埋设于梁柱上；

（4）搭设支撑体系

以若干第一格构柱（3）为地面支撑体系，并通过牵拉用揽风绳（5）与梁柱上的预埋件固定连接；

在所述第一格构柱（3）顶端水平搭设横向支撑梁，以横向支撑梁与纵向砼梁组成的支撑台面上铺设转换平台（2），在转换平台（2）上竖直搭建第二格构柱（1），所述第二格构柱（1）在舞台屋面层钢梁的分段安装中，起着支撑钢梁，并实现逐段卸载推进安装的作用；

（5）舞台屋面层钢梁与吊柱预拼装

根据施工特点，结合运输车运输能力及现场吊装工况，在钢梁深化设计阶段，将钢梁合理分段；

然后，在现场设置临时支撑支撑胎架；

待主体结构施工完成并达到强度要求后，在地面进行舞台屋面层钢梁与吊柱预拼装，并将吊柱节点焊接在钢梁上；

（6）舞台屋面层钢梁安装

利用塔吊将分段后的钢梁进行吊装，依据钢梁的分段数，对应设置所述第二格构柱（1）做支撑，并实现逐段卸载，依次推进安装钢梁的目的；

（7）舞台机械工艺钢结构安装

安装格栅、滑轮层钢结构；

采用人工与机械配合的方式安装舞台机械工艺钢结构；

铺设马道（7）；

（8）搭设支撑体系的卸载及拆除

室内钢梁卸载采用千斤顶法进行卸载，即：在第二格构柱（1）位置的前后各放置一个可承受钢梁竖向作用力的螺旋千斤顶，在螺旋千斤顶端头的构件上焊接防滑脱用挡块，并释放水平位移；

卸载前，先将螺旋千斤顶顶住钢梁，割除第二格构柱（1）；

根据卸载指示，摇动螺旋千斤顶进行卸载；

钢梁安装完成验收合格后将搭设支撑体系用的格构柱进行拆除，用塔吊将格构柱从预留洞口转运至外部，钢结构堆场，然后由平板车运走；

（9）钢结构涂装。

2.根据权利要求1所述的逆向安装施工方法，其特征在于：在步骤（3）中，预埋件按如下步骤埋设：

采用型钢或钢筋制作固定支架，并将所述固定支架焊接于钢筋网上；

所述预埋件焊接于固定支架上；

对预埋件埋设位置进行测量复核；

进行混凝土浇注施工。

3.根据权利要求2所述的逆向安装施工方法，其特征在于：所述预埋件可采用抗剪对拉埋件（6）、混凝土牛腿上埋件或次梁埋件中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的逆向安装施工方法，其特征在于：将步骤（4）中的第一格构柱（3）按施工方案竖直固设，并在第一格构柱（3）之间搭设桁架（4）作为横向支撑；

将所述揽风绳（5）一端固定在第一格构柱（3）顶部，另一端与梁柱上的预埋件固定连接，以保证第一格构柱（3）在施工过程中的侧向稳定性并提高其安全性；

之后，在所述第一格构柱（3）顶面水平固设横向支撑梁，用于支撑转换平台（2）；

将转换平台（2）铺设并固定于横向支撑梁与纵向砼梁组成的支撑台面上；

将圆管柱顶紧支撑于转换平台（2）底面，并分布于转换平台（2）四周；

第二格构柱（1）竖直设置于转换平台（2）上，在钢梁的分段安装中，起着支撑钢梁，并实现逐段卸载推进安装的作用；

为保证结构安全，施工过程中加大对支撑荷载及支撑水平位移的监控，每3天检查楼面支撑体系位置土建结构是否安全，楼面是否下挠过大，楼板及梁是否开裂；

安装时每隔3天使用全站仪复测各个格构柱支撑的水平位移并检查其他部件的工作是否正常，并做好检查记录。

5.根据权利要求4所述的逆向安装施工方法，其特征在于：所述横向支撑梁为箱形梁。