杨红林

【摘要】江苏大剧院钢结构外罩采用大跨度空间穹顶组合结构，是目前国内首个采用该钢结构形式的大剧院，其施工难度大、技术要求高等特点，分析了吊装机械选择、布置及吊装工况，提出了总体安装思路和卸载控制要点及相关施工措施，有效保障了钢结构外罩安装的质量、进度及安全。

【关键词】大剧院；钢结构；吊装；卸载

1、工程概况

江苏大剧院项目是一个集演艺、会议、展示、娱乐等功能为一体的大型文化综合体，地处长江之滨的南京河西新城核心区，并位于河西中心区东西向文体轴线西端。

本工程包括歌剧厅、音乐厅、戏剧厅、综合厅和公共大厅五个单体（见图1）。其中歌剧厅、音乐厅、戏剧厅和综艺厅等四个单体的钢结构外罩由斜柱、摇摆柱、中环梁、顶环梁以及内凹顶盖的钢拉梁与环梁等主要部分组成。

以音乐厅的钢结构外罩吊装为例进行阐述分析。音乐厅结构整体为椭圆形布置，长轴长110m，短轴长85m，高度38m，分布有20根斜柱和中环梁、顶环梁、内环梁和24根拉梁结构，斜柱之间采用交叉斜撑连接，局部分布有摇摆柱结构；屋面分布有屋面支撑、系杆、拉杆及连接环梁等结构（见图2），总用钢量为3765.69吨。

图1 大剧院总体结构三维图 图2 音乐厅结构三维示意图

2、现场吊装

2.1 吊装思路

本工程音乐厅和戏剧厅两大部分安装时采用2台1400 t·m 行走式塔吊及2台350吨履带吊作为主要吊装机械。根据结构特点，为了满足吊装要求，塔吊行走通道及履带吊吊装通道均需设置在地下室顶面，利用混凝土结构柱设置吊装通道，为确保混凝土结构不受影响，对局部区域采用H型钢及钢管进行加固。

结合钢结构屋盖的特点，将整体钢结构屋盖进行合理分段划分，所有分段在厂内进行制作，再由特殊车辆运到施工现场，通过塔吊和履带吊进行分段吊装，根据分段位置设置临时支撑，临时支撑通过转换梁与混凝土柱或梁相接，在混凝土柱或梁上设置预埋件，将转换梁与预埋件焊接固定。

安装时考虑从两侧对称安装，先安装内环梁，再安装斜钢柱和顶环梁分段，再将顶环梁分段对应的顶盖接梁安装完成使结构形成稳定体系，然后再依次沿着环向对称安装直至整体结构安装完成。

2.2 吊装机械选择、布置及吊装工况分析

一、吊装机械选择

根据现场实际条件及吊装分段划分，本工程音乐厅现场吊装时选用两台ZSC70160（1400t·m）塔吊，2台LR1350（350t）履带吊。其中350t履带吊选用“42m主臂+60m副臂”的塔式工况，所选吊车如下图3和图4所示：

图3 1400t·m行走式塔吊 图4 350t履带式塔吊

二、吊装工况分析

本工程音乐厅和戏剧厅采用2台1400 t·m 的行走式塔吊和2台350t履带吊进行吊装。具体吊装工况分析如下：

1400 t·m行走式塔吊对应的吊装区域内最重分段重量为43.6t，对应吊装半径为23m，塔吊在此吊装半径下对应的额定起重量为60t；最大吊装半径为62m，该吊装半径下对应构件最重为15t，塔吊装对应的额定起重量为19t。

350t履带吊对应的吊装区域内最重分段重量为41t，对应吊装半径为26m，350t 履带吊在此吊装半径下对应的额定起重量为46t；最大吊装半径为56m，该吊装半径下对应构件最重分段的重量为11.1t，履带吊装对应的额定起重量为14.2t。

综上分析，本工程音乐厅安装时所先的吊装机械完全能满足施工要求。

三、吊车行走通道布置

根据施工需要，本工程安装时采用行走式塔吊与履带吊相结合进行构件吊装，结合土建结构特点及现场实际情况将行走式塔吊行走轨道及履带吊行走通道总体布置如下图5：

图5 行走式塔吊轨道及履带吊通道示意图

四、临时支撑设置

由于本工程结构跨度较大，结构安装采用分段吊装，因此在分段吊装时须借助临时支撑进行安装。根据结构高度，分段重量及设置临时支撑的位置不同，本工程安装时采用格构式临时支撑、单片式临时支撑及单管式临时支撑相结合的支撑体系。

临时支撑布置是否得当关系到整体结构的稳定性，施工的复杂性，因此需进行合理布置临时支撑，临时支撑布置原则如下：

1、临时支撑需简单、实用，降低施工难度；

2、临时支撑需经过受力计算，确保承载能力达到施工要求；

3、临时支撑自身需通过稳定性验算，确保施工过程临时支撑不会失稳而影响工程质量；

4、临时支撑下部与混凝土结构接触面需要进行合理转换，将荷载传递到混凝土主梁或柱上，确保临时支撑不会对既有混凝土结构造成破坏。

根据上述原则，临时支撑布置如下图6所示：

图6 音乐厅临时支撑示意图

2.3 典型构件安装

一、斜钢柱分段安装

根据斜钢柱的分布位置，部分斜钢柱划分成三个吊装分段，部分钢柱划分成两个吊装分段，斜钢柱分段通过塔吊或履带吊进行吊装，钢柱落地端的铸钢支座与钢柱下部分段焊接固定后作为一个整体吊装分段。钢柱分段起吊离开地面300mm 左右停止起鉤，然后通过吊具上设置的手拉葫芦进行调节使其吊装角度接近就位的角度。

下部钢柱分段吊装前先对柱脚埋件位置进行复测，复测结果满足规范要求后，在柱脚预埋件上划好定位界线，构件吊装就位时下部通过预埋件上的定位界线辅助定位，再利用全站仪对吊装分段上的定位点进行精确测量定位，通过手拉葫芦和千斤顶进行微调，定位完成后将钢柱分段与临时支撑点焊固定。

安装斜钢柱上部分段时通过上下两个分段间的对合线进行初步定位，再利用全站仪测量进行精确定位，定位完成后将柱分段与临时支撑点焊固定。