多滑道滑移施工的跨中临时支撑优化设计方法

多滑道滑移施工的跨中临时支撑优化设计方法
高丁丁1，郭猛2，徐仲卿1，袁泉1，高未未1
(1.北京交通大学土木建筑工程学院，北京100044：2.中国建筑科学研究院，北京100013)
[摘要]针对大跨钢结构跨中设置临时支撑的多滑道滑移施工技术，探讨优化跨中临时支撑设计、降低滑移施工造价的可行性。在已有跨中临时支撑简化悬臂杆模式的基础上，从改变计算长度人手，提出3种优化设计方法，也即3种跨中临时支撑等效模式：支撑顶部等效铰接模式、两端等效铰接模式、T形支撑模式，通过改变临时支撑体系与顶部主桁架结构、下部基础的连接状态来改变临时支撑体系上下端的约束条件，降低支撑结构整体计算长度，使之更有利于结构自身的稳定性。本文提出的临时支撑优化设计方法，对于承载力由稳定性起控制作用的临时支撑结构可以城少结构用钢量，降低滑移施工成本：对于其他因素控制设计的临时支撑结构，亦可以提高其整体稳定性及滑移施工的安全性。

内容摘抄：

1多滑道跨中临时支撑优化设计
大跨钢结构的滑移施工中跨中滑轨的支撑体系主要承受竖直向下的荷载，整体上相当于一个巨型悬臂压杆，对于压杆，最关注的往往是压杆的稳定性问题。结构失稳使杆件的几何形状发生改变导致结构完全丧失抵抗能力，以至整体塌落，在国内外有很多工程结构因失稳而发生破坏。跨中滑移轨道的临时支撑体系设计原则是保证承载力满足规范要求的同时，还要保证其在滑移过程中有足够的稳定性。

2临时支撑优化设计有限元分析
本文采用ANSYS有限元软件，通过节点耦合改变节点和支座处的约束建立4种简化模型来模拟4种模式下的滑移施工技术，并对结构进行特征值屈曲分析及其应力分析。模型建立如图9所示，结构跨度为40m,支撑柱高20m,钢材为Q235,采用beam3单元，上面横杆为方钢管1.2m×1.4m×0.02m,截面面积为0.1024m2:下面竖杆为方钢管0.6m×0.8m×0.01m,截面面积为0.0276m2。

3结语
1)大跨钢结构多滑道滑移施工的跨中临时支撑体系主要是受压构件，相对于杆件强度，结构稳定性问题尤为突出，故有必要对此种结构进行稳定性分析。
2)本文提出了支撑顶部等效铰接模式、两端等效铰接模式、T形支撑模式3种模式，通过改变大跨钢结构临时支撑体系上下端的约束情况，提高结构的屈曲荷载，对于承载力由稳定性起控制作用的临时支撑结构，可以减小支撑体系的杆件截面尺寸，进而减少结构用钢量，降低滑移施工成本：对于承载力由其他因素控制的临时支撑结构，亦可提高结构的稳定性及滑移施工的安全性。
3)有限元分析表明，相较于工程中常用的简化悬臂杆滑移施工模式，3种优化模式的特征值屈曲荷载均得到不同程度提高。以本文计算模型为前提，屈曲荷载提高幅度可观，支撑顶部等效铰接模式提高了7.2倍，两端等效铰接模式提高了3倍，T形支撑模式提高了7倍。其中T形支撑模式中的临时支撑由于是压弯构件，随着本文计算模型中杆件截面尺寸的不同，屈曲荷载提高倍数不尽相同。
4)本文多滑道跨中临时支撑体系的优化设计思想适用于大跨钢结构的滑移施工，是根据现有多滑道滑移的技术现状所提出的，在理论上具有可行性，可为今后类似工程确定滑移施工方案提供参考。目前对于此优化设计方法还有待完善，需要通过工程实践进一步研究，在施工流程、施工可靠性评价等施工方案方面还需要进一步细化，相信随着人们对跨中临时支撑优化设计方法的深入研究和探讨，此优化方法能够在实践中得以应用，从而推动我国大跨钢结构滑移施工技术的进一步发展。

(略)

投稿会员：可爱莹