青岛邮轮母港客运中心钢结构工程吊装施工技术探讨

青岛邮轮母港客运中心钢结构工程吊装施工技术探讨
摘要：青岛邮轮母港客运中心（联检大厅）钢结构工程设计造型来源于青岛——
中国帆船之都的“风帆”寓意。

针对本钢结构工程为大跨度梁单元空间结构，全铰
连接，未形成整体前均为不稳定体系，结构造型新颖，含钢量大，安装精度高，
工艺连接复杂等特点，从钢柱、钢梁连接等主要结构的吊装技术进行深入研究，
总结出本钢结构工程吊装的成套技术成果，确保施工质量完全满足设计及验收标
准要求。

关键词：钢结构；吊装技术；支撑体系
1 工程概述
青岛邮轮母港客运中心（联检大厅）位于青岛港码头，由局部三层联检大厅
及钢结构外壳组成。

其中，钢结构外壳为大跨度梁单元空间结构，建筑面积30468m2，重8000余吨，设计采用“风帆”造型，独特新颖。

2 工程施工难点
钢结构边柱双向倾斜，柱脚为球型铰支座，柱顶与主梁、斜主梁刚接。

中柱
为摇摆柱，柱脚为球型铰支座，柱顶与主梁、斜主梁销轴连接。

主梁最大跨度
63m，一端与边柱刚接，一端与中柱销轴连接。

未形成稳定之前，钢柱、钢梁均
为不稳定体系，需设置大量的支撑保证吊装就位时结构的稳定性。

钢构件安装测量难度大。

钢柱、钢梁的每一步安装、结构体系的卸载及卸载
稳定后的变形观测，必须由专业测量人员进行跟踪控制。

同时主结构的定位控制
均需在高空进行，需要建立空间三维控制网，以便构件的空间定位，保证测量精度。

并且构件截面按相关规定采用了非平口形式，给测量控制工作带来相当大的
难度。

支撑体系要求高。

在钢结构的安装过程中采用稳定有效的格构柱支撑体系实
现精密的测量定位控制、焊接质量控制和高质量标准。

钢结构合拢控制。

为保证钢结构使用过程中的安全，必须选择合适的合拢温度，以减小结构使用过程中的温度变形和温度应力。

由于本工程大跨度钢结构的
平面尺寸很大，温度变化将在结构中引起很大的内力和变形，对结构的安全性将
产生显著的影响，必须对钢结构合拢采取一系列的控制。

卸载是本工程的重中之重。

本工程一共布置了264组支撑，卸载点分布范围大，对于此类大跨度空间结构，最优的卸载方式是264组支撑同步卸载，但难度
巨大，确定采用“分区分步”的方式卸载。

3 钢结构施工工艺
安装顺序：施工准备→支撑体系安装→钢柱吊装→测量定位→钢梁吊装→测量定位→构件焊接→合拢→卸载。

3.1 支撑体系
根据结构吊装时的受力状况，本工程的临时支撑采用格构柱式支撑，标准节
之间采用法兰盘螺栓连接。

顶端根据所支撑位置设调整节。

同时，在临时支撑中
间设置拉杆与二层框架混凝土梁连接，保证临时支撑的稳定性。

钢梁支撑及中间摇摆柱支撑落在三层混凝土楼板上，经计算，采取在局部二、三层楼板间设扣件式钢管脚手架分担临时支撑传递到三层楼板的压力。

3.2 钢构件吊装
吊装顺序：中间摇摆柱及节点→中间联系梁→两侧边柱单元→中间主梁→两侧斜主梁→次梁。

钢柱为双向外倾构件，在胎架上与中间节点组成单元后整体吊装。

钢柱单元重约66T，吊装时采用150T履带吊溜尾，650T履带吊同时起重后将钢柱单元移出胎架，150T履带吊卸载至不受力，650T履带吊继续起勾直至钢柱单元立起。

钢梁为细长构件，总长度为63m，钢构件约20m运至现场后拼装为整体再吊装。

3.3 测量定位
3.3.1 测量重点
施测前对轴线控制点和水准点认真校核，对图纸进行审核。

由测量人员对构件及定位位置的控制点进行检查和必要的复核。

本工程测量定位重点是铰支座安装、钢柱倾角、钢梁挠度测量、摇摆柱销轴连接处节点的测量。

3.3.2 构件安装测量措施
根据测量控制点及工程的平面尺寸，进行预埋件的复测及支座定位轴线的放样。

构件的测量定位以钢结构施工图中的定位数据为依据。

构件在吊装就位进行固定前应根据施工图对其控制点进行测量定位，调整控制点坐标至规定的范围内方可进行定位固定。

钢柱的测量控制点选择柱顶及柱中五边形梁的角部（吊装前控制点均贴测量用反光贴），钢梁的控制点选择在梁两端及梁中支撑处。

利用全站仪对吊装构件的测量定位具体操作如下：
（1）利用三维模型获取定位控制点的三维坐标；
（2）设置全站仪，并精确调平；
（3）测量人员将各项相关参数设置到符合测量的状态；
（4）在测量控制网中的一个已知控制点上后视；
（5）测量获取后视点的坐标数据；
（6）测量构件控制点上反光贴与已知控制点的坐标比较，调整、复测至符合要求后进行定位。

3.4 合拢
钢结构由三个班组配合安装，在55轴与77轴之间存在合拢点。

为保证结构使用过程中的安全，严格按照设计规定的合拢温度（12±3℃）合拢，并对钢构件合拢采取一系列的控制。

（1）选择与设计温度相近的条件进行安装，以方便构件进档。

控制合拢时的坡口间隙，并考虑温度变形计算结果和焊接收缩变形，以减少合拢口的焊接量和焊接残余应力，确保焊接口的焊接质量。

（2）为确保合拢段施工安全，合拢后及时焊接完毕，以增强结构的整体稳定性。

（3）合拢应两侧对称进行焊接。

3.5 卸载
根据整体钢结构的受力和变形特点，确定采用“分区分步”的卸载原则，卸载过程中遵循“合理、有序、平稳、缓慢、均匀、可操作”。

根据卸载原则，根据构件安装后支撑反力情况，遵循三层楼板支撑先卸载，反力较大的支撑先卸载，结构竖向变形较大处先卸载的顺序。

支撑拆除时采取对顶部卡板分条割除的办法进行，根据支撑位置的卸载位移量控制每次割除的高度△H（每次割除量控制在10mm）直至完全割除时钢架不再产生向下的位移。

在支撑卸载过程中，检测控制点的位移量，出现较大偏差时立即停止，会同各相关单位查出原因并排除后继续进行。

4 结语
青岛邮轮母港客运中心（联检大厅）钢结构工程采用的“风帆”形状设计理念是前所未有的，我单位通过有效协调科学安排，确保施工顺畅。

通过空间三维控制网，解决构件的空间定位，保证了测量精度。

设计的格构柱式支撑，满足吊装刚度、强度、稳定性的要求。

目前工程各项数据指标均满足规范设计要求，实现了大跨度空间结构施工的顺利突破，为我单位积累了宝贵的施工经验。

参考文献
[1]罗睽睽. 大跨度空间悬挑钢结构卸载研究[D]武汉理工大学，2009.
[2]郭彦林，田广宇，周绪红，陈国栋. 大型复杂钢结构施工力学及控制新技术的研究与工程应用[J].施工技术，2009.。