具有大跨度结构的复杂综合体建筑，受制于现场条件，往往存在施工场地不便于吊装设备行走、安装位置不便于吊装，或采用常规吊装方法所用的设备型号过大等问题。

　　 结合苏州湾文化中心观众厅屋面桁架结构的施工实践，研究总结出一种基于复杂施工空间下的不等长弧形屋盖钢桁架结构补偿滑移施工技术，该技术能有效地解决塔式起重机起重能力有限、现场不具备大型吊装设备进场的问题，保障了超重钢桁架施工安全，并使其施工成本得到有效降低。

　　 苏州湾文化中心是一座由大剧院、IMAX影院、博物馆、城市规划展示馆、会议中心及其他配套设施组成的大型综合性文化艺术中心，总用地面积约10.7hm²，总建筑面积约为21万m²。其中大剧院观众厅底部容纳1 600个座位，分为4层多级阶梯看台，顶部为弧形屋盖钢桁架体系，如图1所示。

　　 弧形屋盖由主桁架及联系钢梁、斜撑组成，采用下支撑式固定在混凝土结构上，主桁架共计9榀，单榀桁架高度3.6m，跨度从北向南依次为31.5,32.4,35.1,39.5,39.5,40.9,41.3,39.5,34.4m。单榀质量从北向南依次为30.2,31.4,34.1,36.1,37.6,38.2,38.7,37.4,33.1t。屋盖上方铺设钢筋桁架楼承板并浇筑混凝土，顶部为种植屋面，如图2,3所示。

　　 1)大剧院观众厅屋面桁架跨度最大41.5m，下方为多级悬挑看台，滑移轨道的布置关系到是否能有效控制滑移过程中桁架结构的强度和稳定性，因此滑移轨道的布置位置、结构形式是本工程的一大重点和难点。

　　 2)滑移过程中，两端滑移是否同步涉及桁架结构整体受力是否均匀，因此滑移的同步性控制是作业的一大难点。

　　 3)桁架滑移到位后，如何控制桁架结构卸载，并准确就位，是一大难点。

　　 4)桁架结构在滑移过程中，桁架两端相当于活动铰支座连接，此时变形较大，如何控制桁架变形，防止应力集中是本工程的重点。

　　 针对该观众厅弧形屋盖桁架体系，提出了4种施工方案，从措施体系、可行性、安全管理难度、对进度的影响等方面进行对比分析，如表1所示。

　　 根据对以上方案的对比分析，选择采用“补偿滑移”法作为本次桁架滑移的基本方案。

　　 考虑到本工程屋盖为弧形结构，其屋面桁架整体也呈弧形，单榀桁架长度不一，桁架下方结构多为多阶梯、悬挑看台。传统散拼、滑移做法是从地面开始搭设大量支撑架，耗时费力、风险大，且对于悬挑看台的反顶施工周期长、施工难度大。为保证桁架施工并结合现场结构情况创造性采用了一种用于不等长桁架结构补偿滑移施工的辅助装置，首先将所有桁架长度进行“结构补偿”使其长度超出观众厅范围，在观众厅周围主体结构上面设置滑移轨道。

　　 该辅助措施包括1对辅助滑移桁架节、2个能伸缩防倾覆支撑架、2段工字钢，其特征在于:辅助滑移桁架节与原桁架刚性连接，2个能伸缩防倾覆支撑架对称固定在辅助滑移桁架两侧，且支撑架的底部放置在固定好的滑移轨道内，每个能伸缩防倾覆支撑架与辅助滑移桁架节之间水平焊接1段工字钢。使用时，在原桁架两端分别安装本实用新型辅助装置，使其长度统一，方便设置滑移轨道;滑移过程中及滑移到位后需要调整桁架就位标高的情况下，通过能伸缩防倾覆支撑架保持结构整体稳定性。

　　 由于桁架拼装区域较为狭窄，为保证桁架在拼装中的可操作性，采用贝雷架横跨在混凝土结构，扩大拼装区域。

　　 采用3000型和1500型贝雷架，1350型和900型支撑架组成贝雷架组合结构，实现构件的标准化、装配化及集成化，如图4所示。

　　 桁架在静置状态下时主要承受竖向荷载，在滑移过程中承受竖向荷载及纵向水平荷载。

　　 胎架基准面为普通混凝土楼面，通过Midas计算分析，部分区域下方混凝土梁不能满足受力要求，故在下方设置反顶。

　　 反顶采用新型圆管反顶加固系统，反顶材料为609×16圆管，由标准节和活动节组成，活动节为可伸缩圆管结构，安装时在侧面空隙中安装液压千斤顶进行顶紧操作，通过千斤顶附带的压力计控制反力，顶紧后插入固定钢板条固定牢固。该反顶加固系统结构简单、结构刚性大且反力可控，非常适用于楼板反顶加固，如图5所示。

　　 在屋面结构两侧主体结构上搭设滑移梁、滑移轨道。将桁架分为组合单元及滑移辅助措施桁架单元，采用塔式起重机吊运至屋面南侧主体结构进行拼装，然后使用手动葫芦进行牵引滑移。

　　 当桁架滑移到位后，使用两端的千斤顶将桁架顶起，分步抽取出标高调整垫板，使用千斤顶逐级卸载，同时适时控制防倾覆支撑的可调节伸缩支腿，避免桁架下落过程发生侧向倾覆。桁架下落到位后，与预埋地脚锚栓连接固定，测量校正。如此循环操作，直至所有的钢桁架滑移至设计位置，完成钢桁架的安装。实际安装流程如图6所示。

　　 钢桁架滑移单元最重约80t(2榀桁架、联系杆、各类辅助措施等)，滑动摩擦系数取值0.2，则滑移摩擦力为0.2×80=16t，每条轨道上摩擦反力为8t。如选用2台TLPG-1000液压爬行器，该规格爬行器额定顶推能力为100t，则富裕系数为100/8=12.5，明显富裕量过大。

　　 从经济可行性角度分析，本工程选用坦克车和2台10t的倒链进行滑移，该倒链额定牵引能力为10t，则富裕系数为10/8=1.25，可以满足施工要求。

　　 坦克车与滑移梁通过轨道限位支架进行固定，固定支架采用10mm厚、80mm宽的钢板制成，左右各1道。桁架固定支架为U形钢板，底部与滑移坦克车连接，上部与滑移桁架连接，U形钢板板厚10mm。标高调整垫板为7块500×390×50钢板，可调整下降幅度为350mm。滑移轨道为H500×500×16×25型钢，间距500mm设置竖向加劲板。轨道限位支架为└100(角钢与滑移轨道间断焊接固定，每间隔50cm焊接5cm)，如图7所示。

　　 本工程滑移辅助结构主要包括:胎架支撑滑移梁、板面固定滑移梁、滑移坦克车、限位板、防倾覆支撑、千斤顶、标高调整垫板，防倾覆支撑用于保证桁架滑移过程中的稳定性，辅助结构形式如图8所示。

　　 采用激光测距及轨道标记观测相结合的方法控制整个滑移过程中的同步性，滑移桁架上方安装激光测距装置并与计算机实时连接，轨道上设刻度线，刻度线采用钢卷尺直接固定在轨道上面，提高监控精度的同时避免了二次误差，同时设指挥长，并且有专人监视刻度线，通过对讲机将滑移数据报给指挥长，一旦发现滑移不同步超过计算模型结果，即刻调校误差。

　　 桁架滑移临时杆截面均为HW300×300×10×15，材料级别同主体桁架，临时杆件与主体桁架连接处均采用熔透焊，焊缝质量等级一级，与主体结构等强连接。采用两榀桁架同时滑移的方法，滑移时，桁架间次桁架拼装完毕，支撑点布置于下弦杆下方，具体位置根据实际滑移桁架长度确定。计算分析如图9所示。

　　 当支撑点不位于桁架节点时，即临时杆件承受横向荷载，因临时杆件跨度较小，受到集中力后，杆件最大应力均不超过许用应力，满足施工要求。

　　 待桁架滑移到位后进行桁架卸载，2个能伸缩防倾覆支撑架对称固定在辅助滑移桁架两侧，且防倾覆支撑架的底部放置在固定好的滑移轨道内。伸缩防倾覆支撑架由另一工字钢、槽钢、销轴组成，另一工字钢一端与辅助滑移桁架焊接，槽钢通过销轴固定在工字钢另一端，槽钢放置在滑移轨道内。辅助滑移桁架与坦克车之间设置多块垫板，与千斤顶协同将辅助滑移桁架降至设计标高。

　　 施工流程:(1)第1步用千斤顶将桁架顶起，拆除桁架下方的标高调整垫板;(2)第2步利用千斤顶将桁架下放，并同时调节防倾覆措施的长度;(3)第3步再次抽取标高调整垫板及缩短防倾覆措施长度，重复上述步骤将桁架进行卸载;(4)第4步接近设计标高时，安装底部支座，利用千斤顶微调，安装就位后焊接固定，移除千斤顶，完成卸载。

　　 卸载过程中设置多个测量监控点，采用红外线测量及全站仪测量相结合的方式，伴随卸载的过程全方位测量桁架各点位变形情况，及时分析，防止桁架在卸载过程中变形量与力学计算分析结果偏差较大。

　　 苏州湾文化中心观众厅不等长弧形屋盖钢桁架为国内首例采用补偿法滑移施工的异性钢结构屋面，工程施工过程中无类似施工经验可借鉴。项目创造性提出了补偿法施工思路，设计并研发不等长桁架滑移施工辅助装置，使每个桁架达到相同长度，实现平行轨道滑移。并运用计算机模拟技术对施工全过程反复分析，对作业人员进行动画模拟交底;施工中，采用BIM三维深化放样、无人机实时监控技术，从空间定位、现场吊装、荷载应力释放等方面严格控制，确保了滑移施工过程中的安全性、可靠性，并达到设计要求。