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摘要：本文主要描述在限定条件下大跨度拱形斜体网壳结构的反向翻转吊装技术，介绍主要吊装工艺、通过中国七夕项目的实际效果判定在特殊情况下其所具有的可操作性，并对操作过程中的注意事项重点说明。
关键词：大跨度钢结构;斜体网壳;反向翻转吊装
一、引言
由于钢结构所具有的结构性能好、施工快、结构类型多样、结构美观、相对混凝土结构比较自重轻等优点，各类公共建筑、大跨度建筑、异型结构体建筑、超高层建筑等通常都采用钢结构形式以达到建筑造型需求并充分体现其经济性。但跨度大、高度高、重量大通常是影响钢结构施工的重难点因素，应根据各类建筑钢结构的形式、现场条件，选择不同的吊装方法，并需对其安全可靠性、经济性进行比对和论证。
二、工程概况
中国七夕演艺中心舞台钢结构工程，位于江西省新余市仙女湖畔，西侧紧邻游客服务中心，南侧紧邻仙女湖，北侧及东侧为景区其他用地。本工程钢结构为三层拱架结构（统一中轴线），自下而上分别为主拱钢管管桁架、网壳单层方管拱形结构体、飘带钢管网壳体。①主拱建筑长45.633米，宽34.26米，高17.130m，为钢管桁架结构（局部为三弦桁架），②网壳建筑长35.001米、宽37.36米、高18.68m，为单层方矩管相贯节点桁片结构;③飘带建筑长17.3米、宽40米、高20.125m，为单层钢管相贯节点桁片结构，结构下部通过焊接球与球铰支座板连接，并通过球铰支座与下部结构连接。三组结构体层层相叠，网壳位于最外结构，跨度最大、高度最高。
本工程飘带结构因受制于现场条件、工期和自身结构特点，吊装方案的选择是本工程钢结构施工的最大难点，也是影响本工程能否顺利交付央视七夕晚会排演的最大因素。
三、吊装方法的选择
大跨度钢管网壳吊装方法主要包括以下几种：a、散装法吊装;b、分块吊装;c、转体吊装、d、反向翻转整体吊装等。现就反向翻转吊装在本工程中的实践进行论述。
根据本工程工期要求、结合现场作业面非常狭窄的特点，同时考虑满足流水施工提高工作效率，本工程飘带仅能在主拱和网壳单层方管拱形结构体局部大构件吊装完成后，将其分段组装的节段运至现场，并于舞台北侧指定位置整体拼装成型，并通过反向翻转吊装就位。
反向翻转吊装，是钢结构建筑中很少采用的吊装工艺，其主要是受制于现场条件、工期十分紧张、为减少高空作业面、降低高空施工和检测风险而采取的吊装工艺。与提升转体施工不同的是，其结构在地面拼装成整体后，通过吊车配合，在空中提升并与安装平面形成平面对称后，进行翻转作业并与起吊平面形成超过90度的夹角，在就位后达到反向倾斜的设计要求。
本工程飘带结构自重69吨，跨度40米，结构高度20.125米，最大起吊高度（結构）21.5米，起吊旋转角度为120度。反向翻转吊装采用2台300吨汽车式起重机、两台80吨汽车式起重机四机配合进行。经过电脑模拟起吊过程，在不同吊点和各种风速影响下计算起重重量、起重参数、结构变形量以及地基承载要求，最终选择最佳吊点。
主起吊点水平位移距离最大达到28米，最大平移速度0.5米/分钟;最大下降速度0.2米/分钟，起吊时最大风速不超过7米/秒（四级以下）。
四、主要施工方法
4.1施工流程
准备阶段：整体结构拼装（检测）→吊车支点地基检测和处理→吊车、吊具、辅助施工工具就位和检查，信号设备（对讲机信号）统一检查→参与吊装各层次人员技术交底→根据吊装方案计算的吊点进行标识和复查。
吊装阶段：安全措施布置和检查→吊装安全范围影响因素排查→吊绳绑扎就位、检查→起吊提升试吊→检查分析试吊结果，修正影响因素→起吊→过程观测→→就位→定位测量→倾斜角度测量（同步参照地面投影线或投影点）→焊接球与支点初步焊接→复测定位点及倾斜角度并修正→80吨汽车吊卸载→焊接球与支座全面焊接（通过焊缝探伤检查）→清除支座临时加固件→定位沉降观测线并做好相应记录（参照标高）→逐步释放300吨吊车起重力，以保证钢丝绳略紧为宜（电脑显示起重受力约为10吨）。
稳定和检测阶段：300吨汽车吊卸载并观测每次沉降记录（12小时第一次卸载→24小时第二次卸载→36小时第三次卸载→48小时最后全部卸载）→各项参数检查符合要求→吊装完成。
4.2操作要点
4.2.1准备阶段：
a）整体构件在工厂总拼后分三段运输至施工现场，并在事先搭设的现场总拼胎架上拼装成整体，现场定位端部焊接球，整体拼装完成后，对现场焊接焊缝进行检查直至合格。
b）根据吊装方案要求，吊机支点地基应满足施工要求，并对经处理的基础承载力进行复核直至合格。现场同步安排准备好吊具、辅助施工工具，对不符合要求的吊具、辅助施工工具及时更换直至合格为止。按经计算的最佳吊点进行定位标识，通过检查确保标识完全正确。
c）检查支墩定位和临时加固、球铰支座临时固定、球节点支座板与球铰支座板间的尺寸数据，焊接并经探伤检查满足设计要求。
d）对吊装所需的指挥人员与现场管理人员手持的对讲机进行就位，并要求对讲机使用统一品牌、同一型号、同一信号频率，现场共配置对讲机12部（吊车司机4部，总指挥1部，东西副指挥员2部，吊车总指挥1部，备用4部）。
e）吊装操作前由总指挥对参与吊装的各层次人员进行技术交底，要求副指挥员、吊装班组长、吊车总指挥、测量人员、安装工人能一致统一思想、理解技术要点、遵守组织纪律、领会安全风险、恪守岗位职责、执行操作规程。
4.2.2吊装阶段
a）落实安全措施、检查安全布置、排查安全影响因素。
b）吊绳绑扎固定。检查钢丝绳、吊环是否是明确的规格型号，检查并确保吊点位置准确，确保吊绳及卡环的固定及安全措施完全符合要求。 f）在经试吊和修正后，即时测量现场风速，在要求范围内实施吊装作业，由总指挥统一指挥进行吊装并在空中翻转120度，根据方案结构下降落槽就位。
d）飘带钢结构就位后，严格按工序要求，对支座进行位移检查，对钢结构进行倾斜角度、定位线型等参数检查。各项指标均符合要求方能进行焊接球与支座板施焊。
e）检查焊接质量、清除球铰支座临时加固件，对基础沉降进行观测。
4.2.3吊装稳定阶段
飘带钢结构就位，各项工作完成后，300吨大吊车并未完全卸载，仍约有10吨吊力保留。本阶段重点分四次步骤对吊车提升荷载进行释放。以12小时为一阶段，300吨汽车吊每次以2.5吨吊力卸载并依次观测基础沉降记录（12小时第一次卸载→24小时第二次卸载→36小时第三次卸载→48小时最后全部卸载），在检查数据基本无明显变化的情况下完全进行卸载。
飘带支座沉降观测数据（见下表）
五、应用效果
本工程飘带钢结构采用反向翻转吊装方法，是在项目工期特别紧、结构层次多、空间范围小、交叉作业面广的特殊情况下组合成整体，属大跨度、超高度、超大重量结构体进行吊装，吊装变形风险、安全风险较大。本工程采用本吊装方法施工并顺利完成，与其他吊装方式相比较，节约人工超过30%，安装风险是高空作业的20%，整体结构精准度提高200%。
六、结束语
通过本方法的实施，充分证明了反向翻转吊装工艺的可行性，其产生的经济价值和社会价值非常明显。由于其存在的吊装过程风险较大，因此前期必须充分技术论证，并以电脑模拟计算为基础，以技术方案为指导，合理组织、统一管理、过程严谨、各项指标安全可靠的情况下实施吊装作业。本工程采用反向翻转吊装大大减少了安全风险，取得了良好的经济效益和社会效益，积累了实践经验，为其他类似项目施工借鉴奠定了基础。
参考文献
[1]《起重机械安全规程 第1部分：总则》（GB 6067.1-2010）
[2]《鋼结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）
[3]《钢结构工程施工规范》（GB50755-2012）
作者简介
叶川敏，本科，高级工程师，现任中国电建集团江西省水电工程局有限公司副总工程师。
郑喜林，本科，高级工程师，现任中国电建集团江西省水电工程局有限公司土建专责。
关键词：大跨度钢结构;斜体网壳;反向翻转吊装
一、引言
由于钢结构所具有的结构性能好、施工快、结构类型多样、结构美观、相对混凝土结构比较自重轻等优点，各类公共建筑、大跨度建筑、异型结构体建筑、超高层建筑等通常都采用钢结构形式以达到建筑造型需求并充分体现其经济性。但跨度大、高度高、重量大通常是影响钢结构施工的重难点因素，应根据各类建筑钢结构的形式、现场条件，选择不同的吊装方法，并需对其安全可靠性、经济性进行比对和论证。
二、工程概况
中国七夕演艺中心舞台钢结构工程，位于江西省新余市仙女湖畔，西侧紧邻游客服务中心，南侧紧邻仙女湖，北侧及东侧为景区其他用地。本工程钢结构为三层拱架结构（统一中轴线），自下而上分别为主拱钢管管桁架、网壳单层方管拱形结构体、飘带钢管网壳体。①主拱建筑长45.633米，宽34.26米，高17.130m，为钢管桁架结构（局部为三弦桁架），②网壳建筑长35.001米、宽37.36米、高18.68m，为单层方矩管相贯节点桁片结构;③飘带建筑长17.3米、宽40米、高20.125m，为单层钢管相贯节点桁片结构，结构下部通过焊接球与球铰支座板连接，并通过球铰支座与下部结构连接。三组结构体层层相叠，网壳位于最外结构，跨度最大、高度最高。
本工程飘带结构因受制于现场条件、工期和自身结构特点，吊装方案的选择是本工程钢结构施工的最大难点，也是影响本工程能否顺利交付央视七夕晚会排演的最大因素。
三、吊装方法的选择
大跨度钢管网壳吊装方法主要包括以下几种：a、散装法吊装;b、分块吊装;c、转体吊装、d、反向翻转整体吊装等。现就反向翻转吊装在本工程中的实践进行论述。
根据本工程工期要求、结合现场作业面非常狭窄的特点，同时考虑满足流水施工提高工作效率，本工程飘带仅能在主拱和网壳单层方管拱形结构体局部大构件吊装完成后，将其分段组装的节段运至现场，并于舞台北侧指定位置整体拼装成型，并通过反向翻转吊装就位。
反向翻转吊装，是钢结构建筑中很少采用的吊装工艺，其主要是受制于现场条件、工期十分紧张、为减少高空作业面、降低高空施工和检测风险而采取的吊装工艺。与提升转体施工不同的是，其结构在地面拼装成整体后，通过吊车配合，在空中提升并与安装平面形成平面对称后，进行翻转作业并与起吊平面形成超过90度的夹角，在就位后达到反向倾斜的设计要求。
本工程飘带结构自重69吨，跨度40米，结构高度20.125米，最大起吊高度（結构）21.5米，起吊旋转角度为120度。反向翻转吊装采用2台300吨汽车式起重机、两台80吨汽车式起重机四机配合进行。经过电脑模拟起吊过程，在不同吊点和各种风速影响下计算起重重量、起重参数、结构变形量以及地基承载要求，最终选择最佳吊点。
主起吊点水平位移距离最大达到28米，最大平移速度0.5米/分钟;最大下降速度0.2米/分钟，起吊时最大风速不超过7米/秒（四级以下）。
四、主要施工方法
4.1施工流程
准备阶段：整体结构拼装（检测）→吊车支点地基检测和处理→吊车、吊具、辅助施工工具就位和检查，信号设备（对讲机信号）统一检查→参与吊装各层次人员技术交底→根据吊装方案计算的吊点进行标识和复查。
吊装阶段：安全措施布置和检查→吊装安全范围影响因素排查→吊绳绑扎就位、检查→起吊提升试吊→检查分析试吊结果，修正影响因素→起吊→过程观测→→就位→定位测量→倾斜角度测量（同步参照地面投影线或投影点）→焊接球与支点初步焊接→复测定位点及倾斜角度并修正→80吨汽车吊卸载→焊接球与支座全面焊接（通过焊缝探伤检查）→清除支座临时加固件→定位沉降观测线并做好相应记录（参照标高）→逐步释放300吨吊车起重力，以保证钢丝绳略紧为宜（电脑显示起重受力约为10吨）。
稳定和检测阶段：300吨汽车吊卸载并观测每次沉降记录（12小时第一次卸载→24小时第二次卸载→36小时第三次卸载→48小时最后全部卸载）→各项参数检查符合要求→吊装完成。
4.2操作要点
4.2.1准备阶段：
a）整体构件在工厂总拼后分三段运输至施工现场，并在事先搭设的现场总拼胎架上拼装成整体，现场定位端部焊接球，整体拼装完成后，对现场焊接焊缝进行检查直至合格。
b）根据吊装方案要求，吊机支点地基应满足施工要求，并对经处理的基础承载力进行复核直至合格。现场同步安排准备好吊具、辅助施工工具，对不符合要求的吊具、辅助施工工具及时更换直至合格为止。按经计算的最佳吊点进行定位标识，通过检查确保标识完全正确。
c）检查支墩定位和临时加固、球铰支座临时固定、球节点支座板与球铰支座板间的尺寸数据，焊接并经探伤检查满足设计要求。
d）对吊装所需的指挥人员与现场管理人员手持的对讲机进行就位，并要求对讲机使用统一品牌、同一型号、同一信号频率，现场共配置对讲机12部（吊车司机4部，总指挥1部，东西副指挥员2部，吊车总指挥1部，备用4部）。
e）吊装操作前由总指挥对参与吊装的各层次人员进行技术交底，要求副指挥员、吊装班组长、吊车总指挥、测量人员、安装工人能一致统一思想、理解技术要点、遵守组织纪律、领会安全风险、恪守岗位职责、执行操作规程。
4.2.2吊装阶段
a）落实安全措施、检查安全布置、排查安全影响因素。
b）吊绳绑扎固定。检查钢丝绳、吊环是否是明确的规格型号，检查并确保吊点位置准确，确保吊绳及卡环的固定及安全措施完全符合要求。 f）在经试吊和修正后，即时测量现场风速，在要求范围内实施吊装作业，由总指挥统一指挥进行吊装并在空中翻转120度，根据方案结构下降落槽就位。
d）飘带钢结构就位后，严格按工序要求，对支座进行位移检查，对钢结构进行倾斜角度、定位线型等参数检查。各项指标均符合要求方能进行焊接球与支座板施焊。
e）检查焊接质量、清除球铰支座临时加固件，对基础沉降进行观测。
4.2.3吊装稳定阶段
飘带钢结构就位，各项工作完成后，300吨大吊车并未完全卸载，仍约有10吨吊力保留。本阶段重点分四次步骤对吊车提升荷载进行释放。以12小时为一阶段，300吨汽车吊每次以2.5吨吊力卸载并依次观测基础沉降记录（12小时第一次卸载→24小时第二次卸载→36小时第三次卸载→48小时最后全部卸载），在检查数据基本无明显变化的情况下完全进行卸载。
飘带支座沉降观测数据（见下表）
五、应用效果
本工程飘带钢结构采用反向翻转吊装方法，是在项目工期特别紧、结构层次多、空间范围小、交叉作业面广的特殊情况下组合成整体，属大跨度、超高度、超大重量结构体进行吊装，吊装变形风险、安全风险较大。本工程采用本吊装方法施工并顺利完成，与其他吊装方式相比较，节约人工超过30%，安装风险是高空作业的20%，整体结构精准度提高200%。
六、结束语
通过本方法的实施，充分证明了反向翻转吊装工艺的可行性，其产生的经济价值和社会价值非常明显。由于其存在的吊装过程风险较大，因此前期必须充分技术论证，并以电脑模拟计算为基础，以技术方案为指导，合理组织、统一管理、过程严谨、各项指标安全可靠的情况下实施吊装作业。本工程采用反向翻转吊装大大减少了安全风险，取得了良好的经济效益和社会效益，积累了实践经验，为其他类似项目施工借鉴奠定了基础。
参考文献
[1]《起重机械安全规程 第1部分：总则》（GB 6067.1-2010）
[2]《鋼结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）
[3]《钢结构工程施工规范》（GB50755-2012）
作者简介
叶川敏，本科，高级工程师，现任中国电建集团江西省水电工程局有限公司副总工程师。
郑喜林，本科，高级工程师，现任中国电建集团江西省水电工程局有限公司土建专责。