摘要：本文主要介绍了扬州市体育公园游泳跳水馆钢结构施工卸载的技术，由于该工程钢结构结构形式多样，在进行钢结构卸载时应充分考虑到不同结构卸载过程中的可变因素，以确保卸载的安全性。
关键词：卸载、加固、计算。

一、工程概况 

扬州市体育公园钢结构屋盖采用双向正交管桁架结构。屋面结构分为外钢桁架、A区、B区。外钢桁架由横向次桁架和纵向主桁架焊接成的空间桁架组成。A区为网壳结构，网壳高度为钢桁架上部8米，由钢管组成。B区为张拉索结构。（见图1）
该馆钢结构采用满堂脚手架支顶，原位安装、整体卸载的施工方法，对屋面钢结构进行安装。在钢结构施工后如何进行卸载，保证卸载的安全性及稳定性是该馆钢结构施工中的一个难点。 

二、卸载的前提 

卸载之前，现场的主、次桁架，铸钢，球，水平撑杆，网壳，屋面檩条必须安装完毕，验收合格，索结构未张拉。A区卸载前，包括B区在内的所有构件必须安装完毕，方可进行卸载，卸载过程保证其可靠性，可控性。
三、卸载的顺序
卸载A区网壳——卸载9轴西侧——A区环桁架——卸载9轴东侧——B区环桁架。 

四、卸载的方法 

根据现场的支撑点布置，加固的支点均用U托支撑在脚手管上，上放4根“工10”工字钢，桁架支撑于工字钢上，卸载时，用扳手缓慢旋转U托下的旋转杆，使桁架均匀卸载。（见图2） 

1、分步
经过MIDAS模拟计算，由于一次性分区卸载会使部分支撑点的受力过大，不能满足支撑点的受力要求，所以对于每个区域（A、B区），可将整个卸载分为几大步，每一步卸载一定的高度，控制支撑点的受力不至有较大的变化。保证每步卸载都能使桁架整体变形缓慢，受力均匀，易于控制。经计算，A区首次卸载的高度定为5mm，B区首次卸载的高度定为3mm，这样可以很好的保证整体受力的均匀性，控制支点的受力没有突变。
1.1 A区
网壳卸载（由内而外）——环桁架第一次分阶段卸载5mm——部分环桁架第二次分阶段卸载10mm（根据现场实际情况可增加或减少卸载次数）——环桁架分阶段完全卸载。
1.2 B区
环桁架分阶段卸载3mm（根据现场实际情况可增加或减少卸载次数）——环桁架分阶段完全卸载。
2、分阶段
根据用MIDAS分析软件对结构进行的分析，部分北侧和南侧支点受力较大，东侧和西侧的支点受力很小，所以又可将每一步卸载分为四个阶段。根据受力的大小不同，将环桁架分成四个阶段，按先受力较大区域后受力较小区域依次阶段卸载，每个阶段的支撑点同步卸载。这样可以很好的解决受力不均的问题，将受力较大阶段的点的受力减小，同时受力较小阶段的点的受力适当增大，保证了结构的安全性。
由于结构受力不均，A区在第二次分阶段卸载中第一阶段卸载10mm后，阶段二处的受力很小，可不卸载10mm，直接卸载阶段三和阶段四，等第三次卸载时再按照顺序进行完全卸载。B区在第一次第一阶段卸载3mm后，阶段二处的受力很小，可不卸载3mm，直接卸载阶段三和阶段四，等整体卸载时再按照顺序进行完全卸载。
将每个节点进行编号，便于记录结果和数据的整理。（见图3、4） 

五、卸载的操作方法 

1、卸载时，用扳手缓慢旋转U型螺旋顶撑，使其缓慢下降，达到卸载的目的。为保证卸载的均匀性，先同时卸载桁架的一边5mm，这时桁架下沉2.5mm，再卸载另一边5mm，这时桁架整体下沉5mm。（见图5、6） 

2、卸载时，在桁架端部划线，在现场的混凝土结构上支水准仪（保证观测精度），控制桁架端部的沉降量。同时在U型螺旋顶撑边上放置量尺，控制顶撑的下沉量。这样双控制可以很好的控制卸载的精度，完全满足卸载的精度要求。（见图7） 

3、卸载时，对于部分不能很好拧动的U型螺旋顶撑，可以采用切割工字钢与桁架接触点的翼缘，使其产生自身屈服，达到卸载的目的。（见图8） 

4、根据现场的实际测量，U型螺旋顶撑向下旋转一圈的距离为6mm，控制旋转的圈数就可以很好的控制桁架的卸载高度。
5、部分脚手架受力较大，为保证受力的均匀性，对现场受力大于9吨的点进行加固。从上向下的三层内加固成450*450的步距，四面加斜撑，形成稳固的整体。（见图9） 

六、桁架卸载中的计算 

1、A区网壳卸载
A区网壳脚手架卸载时，从内向外，环桁架脚手架继续工作，网架变形及应力比计算结果如下：（见图10、11） 

从计算结果可以看出，A区网壳卸载完毕以后，整体结构最大位移出现在网壳内部东侧，为17.131mm；整体结构最大应力比出现在网壳内部东侧，为0.403，只有几个点比较大，其余的均很小，其中A、B区环桁架变形及应力比都很小，均在规范之内。
2、A区环桁架卸载
A区环桁架支撑点位置：（图12） 

2.1 A区环桁架第一次卸载5mm分析
根据计算结果，A区环桁架第一次卸载的四个阶段中：A区最大受力点、B区最大受力点及整体结构最大应力比都出现在第一阶段卸载5mm中，数值分别为：10.7t、4.8t、0.405；而整体结构最大位移出现在本次卸载的第三阶段，为19.714 mm；这些数值均在设计规范之内。
2.2 A区环桁架第二次卸载10mm分析
根据计算结果，A区环桁架第一次卸载的四个阶段中：A区最大受力点出现在本次卸载第四阶段、整体结构最大位移出现在本次卸载第三阶段，数值分别为：6.7t、21.357mm，而本次卸载中的B区最大受力点与整体结构最大应力比数值相同为：4.7t、0.400，这些数值均在设计规范之内。
2.3 A区环桁架第三次整体卸载
根据计算结果，本次卸载中A区最大受力为4.7t，B区最大受力点为4.7t，整体结构最大应力比为0.404，整体结构最大位移为27.892mm，均在设计规范之内。
3、B区环桁架卸载
B区环桁架支撑点位置：（图13）

3.1 B区环桁架第一次卸载3mm分析
根据计算结果，本次卸载中B区最大受力为7.6t，整体结构最大应力比为0.400，整体结构最大位移为27.992mm，均在设计规范之内。
3.2 B区环桁架第二次整体卸载分析
根据计算结果，本次卸载中B区最大受力为3.7t，整体结构最大应力比为0.402，整体结构最大位移为27.951mm，均在设计规范之内。
4、考虑施工操作误差，A、B区第一次第一阶段卸载时受力最大，进行模拟验算，如均产生2mm的施工误差（多卸载2mm），结构的各项参数也在规范之内。
4.1 A区第一次第一阶段卸载7mm（见图14-16） 

 
从计算结果可以看出，A区环桁架第一次第一阶段如卸载7mm，A区最大受力点在北侧，为10.7t，北侧受力较大，其余各点受力均很小，B区最大受力点在北侧，为4.8t，B区受力均很小；整体结构最大位移出现在网壳内部东侧，为19.426mm；整体结构最大应力比出现在网壳内部东侧，为0.405，只有几个点比较大，其中A、B区环桁架变形及应力比都很小，均在设计规范之内。
4.2 B区第一次第一阶段卸载5mm（见图17-19） 

从计算结果可以看出，B区环桁架第一次第一阶段如卸载5mm，B区最大受力点在北侧，为8.2t，其余受力均很小；整体结构最大位移出现在网壳内部东侧，为27.963mm；整体结构最大应力比出现在网壳内部东侧，为0.399，只有几个点比较大，其中A、B区环桁架变形及应力比都很小，均在设计规范之内。 

七、支撑点切割工字钢卸载受力计算 

对于部分不能很好拧动的U型螺旋顶撑，可以采用切割工字钢与桁架接触点的翼缘，使其产生自身屈服，达到卸载的目的。（见图20-24） 

八、卸载时最大受力处（10.7T）脚手架受力计算结果 

根据施工现场搭设的承重脚手架，经计算立杆稳定性计算σ=183.23<[f] =205.000满足要求。因此卸载时最大受力（10.7T）处脚手架支撑满足受力要求。
九、卸载的注意事项
1、放松U托旋杆时必须保证慢松，防止产生冲击荷载。
2、卸载时进行变形观测，发现有变形大的部位，立即停止卸载，查明原因，排除一切不利因素后方可继续进行卸载。
3、由于本工程结构复杂，南、北侧悬挑长度不一，卸载的实际情况与计算机模拟情况不可能完全一样，若出现比较大的不一致时，必须根据现场实际情况及时调整卸载的步骤，缓慢控制卸载的变形量。

4、卸载时，分步之间必须有一定的时间间隔（控制在2小时左右），待桁架整体变形完成后再进行下一步的卸载，保证结构的整体变形是缓慢进行的。
5、桁架卸载时，在进行脚手架变形观测的同时，进行桁架悬挑端部的标高观测，保证卸载时支撑点的下降高度。
6、分步卸载，整体卸载5mm，是在一个尽可能小的时间段里进行的，只是相对的同步，不是绝对的。
7、卸载完成后，U型支撑不能随便乱扔，防止高空坠物，必须统一码放。
8、如果分步卸载使部分脚手架产生过大变形，必须对产生变形的部位及杆件进行及时的加固、拉结。加固完成后方能继续卸载。
9、通过软件的模拟计算可以看出，桁架分步、分阶段时，环桁架及整体桁架结构的应力比均是很小，满足要求。
10、对受力较大的北侧脚手架支点进行加固，加水平和斜向的十字撑，形成几何不变体系，增加脚手架的稳定性，保证受力的均匀性。
11、我部在模拟计算中已经增加了卸载的安全度，提高了安全系数。
12、卸载时，每一阶段中各点的卸载均是同步进行的。
13、现场的支点由于卸载时位移很小，缓慢的控制卸载高度，完全可以满足四点同时均匀受力。
14、沉降量的警戒值已在卸载应急预案中说明，为5mm。同一位置卸载时间间隔在2小时左右时，桁架的整体变形就已经完成，可以进一步卸载。
15、桁架的卸载是支座受力的均匀、缓慢、稳定的变化，不存在冲击荷载，所以桁架对支座的荷载还是静荷载。