3. 4合理减少悬挑端临时支撑
中国博览会会展综合体项目C1区屋面两侧有最大39m的大跨度悬挑段。原施工方案在悬挑端设置了临时支撑，位于图4所示两侧方框内。考虑到该悬挑段受力受相邻榀桁架影响不大，且施工阶段与设计阶段的荷载、边界条件等差异不大，有必要通过分析计算验证该悬挑段的临时支撑是否可以取消。
采取有限元软件MIDAS中的施工过程模拟模块对取消悬挑端临时支撑后的施工过程进行模拟分析，分析采用2种荷载组合：①1. 0D + 1. 0L; ②1. 35D + 1. 4 × 0. 7L.其中D表示恒荷载，L表示施工活荷载，取1. 0k N/m2.
荷载组合1下各施工步悬挑端的z向最大位移分析结果如表1所示。荷载组合2下各施工步的最大应力计算结果与 最大应力比 验算结果 如 表2所示。
由 表1可 知，悬 挑 端 最 大 竖 向 位 移 为- 101. 90mm.根据《空间网格结构技术规程》JGJ7-2010[4]3. 5. 1节规定空间网格结构在恒荷载与活荷载标准值作用下的悬挑端最大挠度值不宜超过L /125（L为悬挑跨度）。结构最小悬挑长度为17m,悬挑端挠度限值为17 000 /125 = 136mm > 101. 90mm.因此，结构在施工期间的挠度值满足规范要求。
由表2可知，在各施工步下结构的最大应力为80. 48MPa,小于构件的强度设计值f = 310N / mm2,各施工步下结构的最大应力比为0. 35 < 1. 0,故取消悬挑段支撑后，结构在施工过程中是安全的。
实际施工操作时，可采用起重机辅助下的焊接工艺完成悬挑段安装。
3. 5临时支撑优化结果对比分析
将108m跨中和悬挑段均有支撑、108m跨中和悬挑端均无支撑这两种支撑布置方式下的施工过程模拟分析结果进行对比，结果如下。
上述2种支撑布置方式下，荷载组合1计算得到的各施工步悬挑端最大竖向挠度计算结果如图5所示。由图可知，悬挑端无支撑的计算结果略大于悬挑端有支撑的计算结果，但施工完毕后2种支撑布置方式得到的悬挑端竖向挠度计算结果差异不大。
上述2种支撑布置方式下，荷载组合2计算得到的各施工步构件最大应力比结果如图6所示。由图6可知，2种支撑布置方式下各施工步构件的最大应力比均< 0. 5.悬挑端有支撑的应力比在第8施工步较悬挑端无支撑的应力比明显增大，最大应力比杆件位于悬挑端临时支撑附近，说明悬挑端的临时支撑使其附近构件的应力比增大。
由于采取不同的施工方案会影响结构最终成型形态[5],将1. 0自重作用下施工完毕后，悬挑端和108m跨中均有支撑的位移计算结果与悬挑端和108m跨中均无支撑的位移计算结果进行对比，各榀主桁架悬挑端的最大竖向位移计算结果如表3及图7所示。当108m跨中和悬挑端均有支撑时，各主桁架悬挑端最大竖向位移为- 75. 20mm; 当108m跨中和悬挑端均无支撑时，各主桁架悬挑端最大竖向位移为- 82. 16mm.同一榀主桁架悬挑端最大竖向位移差为11. 51mm,该差值仅为悬挑端跨度的约1 /3 000,差距很小。
由上述对比分析可知，同时取消悬挑端与108m跨中临时支撑不仅对施工过程的安全无影响，且可以降低临时支撑附近结构杆件的应力水平，并对施工完毕后结构的最终成型状态影响不大。因此，最终施工采用了取消悬挑端以及108m跨中临时支撑的施工方法。
4 结语
由上文分析可知，虽然临时支撑起着保持施工过程中结构稳定，提高施工过程安全度，并为施工提供操作平台的作用，是大跨度钢结构施工过程中必不可少的施工辅助措施，然而由于其用量大、规格多、制作与拆除需要花费大量的人力物力，因此有必要对其设计、使用与布置进行优化。本文以中国博览会会展综合体项目C1区大跨度屋盖施工过程为例，给出了临时支撑优化的4种方法，并对优化后的支撑布置方式进行了施工过程模拟，得出如下结论。
1） 采用通用组合式临时支撑可以提高临时支撑的装配化程度，提高临时支撑在各项目间的通用性，从而提高其重复利用率，节约成本。
2） 对于分块施工等有序的施工方案，可以在某区域结构形成稳定的结构体系之后，拆除该区域的临时支撑，倒运到后续安装的区域，从而提高临时支撑的利用率，减少施工所需临时支撑的数量，节约成本。
3） 可以通过优化吊装顺序，充分利用主体结构的强度，减少部分不必要的临时支撑。
4） 对于悬挑端的临时支撑，可通过施工过程模拟验证其取消的可行性。
参考文献：
[1] 史洪泉。大跨度空间钢结构施工全过程力学分析及考虑施工影响的若干要素研究[D].南京： 东南大学，2005.
[2] 张冰。大跨度空间结构建造过程中吊点和支撑位置合理性研究[D] .杭州： 浙江大学，2006.
[3] 张振，李松，于波，等。 108m跨三角管桁架无支撑安装技术[J].钢结构，2015,30（2） :65-67.
[4] 中国建筑科学研究院。空间网格结构技术规程：JGJ7-2010[S].北京： 中国建筑工业出版社，2010.
[5] 罗永峰，王春江，陈晓明。建筑钢结构施工力学原理[M].北京： 中国建筑工业出版社，2009.
