钢结构的卸载是指：在钢结构工程建设中，采用整体吊装、整体提升、滑移等方案，在整体结构没有形成稳定框架时临时使用塔架或钢柱作为支撑，将构件或结构体固定，在完成安装与接口焊接工作、结构完成整体受力时，将临时支撑拆除的过程叫做钢结构的卸载。

所谓钢结构卸载，准确地说，是钢结构支撑塔架的卸载。在鸟巢的建设过程中，有78根临时搭建的钢柱支撑着鸟巢的钢铁“枝蔓”。卸载就是将这78根支柱产生的78个受力区域，缓慢而又平稳地卸去，让鸟巢由被外力支撑的状态变成完全靠自身结构支撑。因而，支撑塔架的卸载，对整个钢结构本身来说其实是加载。 2100433B

大跨度马鞍型空间钢结构支撑卸载工法适用范围

《大跨度马鞍型空间钢结构支撑卸载工法》适用于双向结构跨度均不大于333米的大跨马鞍型钢结构工程的支撑卸载施工，其他结构体系的空间大跨度结构卸载施工可参考执行。

大跨度马鞍型空间钢结构支撑卸载工法工艺原理

《大跨度马鞍型空间钢结构支撑卸载工法》的工艺原理叙述如下：

通过卸载仿真对比计算分析，确定分圈同步、分阶段整体同步的卸载步骤和由外向内的卸载顺序；采取控制支撑点接触面摩擦系数措施以减小水平力作用；以计算机控制支撑反力、位移的集群液压千斤顶同步卸载系统为核心。实现卸载指令、卸载操作的自动化和集成化，辅以结构应力、变形等监测工作以确保卸载安全顺利进行。

大跨度马鞍型空间钢结构支撑卸载工法施工工艺

• 工艺流程

《大跨度马鞍型空间钢结构支撑卸载工法》的支撑卸载工艺流程如图1。

卸载时，为保证指令传递、信息反馈迅速、准确无误，应建立以总指挥为核心、以作业层为指令对象的组织机构，其指令及信息传递流程如图2。

• 操作要点

《大跨度马鞍型空间钢结构支撑卸载工法》的操作要点如下：

一、卸载仿真计算、卸载方案及操作手册编制

1.卸载前，应根据工程特点通过仿真分析对卸载步骤和顺序进行优化比选，最后确定卸载步骤和顺序以及卸载过程中的变形、应力控制点作为卸载位移和顶升力控制的依据。

2.根据分析结果编制卸载专项方案和卸载操作程序手册，并据此对施工队进行全面的技术交底及培训工作，确保卸载工作的顺利进行。

二、卸载系统安装调试

1.卸载设备地面单机调试。

2.卸载设备高空分区调试。

3.卸载系统全面调试：卸载前，应对卸载系统进行空载联调和负载联调试验，检验液压千斤顶卸载系统的可靠性。实现对卸载操作人员的演练，检验卸载方案和卸载组织管理的可行性、总结卸载组织管理过程中的不足之处，确保卸载过程的零风险。

三、卸载点水平位移消除

大开口马鞍型钢结构体系卸载时其卸载点的水平位移是相对较大的，该水平位移作用于液压千斤顶则表现较大的侧向力，其数值均超过液压千斤顶的抗侧向力的能力。因此，必须采取措施最大限度地消除卸载点水平位移。

为消除卸载点水平位移，一般采取以下措施：

1.卸载时每个卸点应采取支撑垫块（片）与液压千斤顶交替作用的方式进行卸载。

2.通过加钢斜楔子措施，使液压千斤顶与结构本体接触面由斜面接触改为平面接触，并在钢斜楔子与液压千斤顶之间垫不锈钢钢板并抹润滑油，最大限度地减小接触面的摩擦力，如图3所示。

3.选择带可旋转鞍座的液压千斤顶，使卸载设备本身具有较强的抗侧向力的能力，可旋转鞍座如图4所示。

四、卸载实施程序

卸载前，先将每一步的卸载量和计算顶升力要求输入系统，然后按照确定的卸载步骤操作，每一卸载步进行卸载结构和支撑系统的全面监测和信息处理，以确定所完成卸载步是否正常、是否进行下一步卸载。如所完成卸载步正常则按照既定程序进行下一步卸载，如所完成卸载步异常则进行卸载方案优化并按照优化卸载方案进行下一步卸载。

卸载指令传递到卸载操作中心后，每一卸载步的指令传递程序如下：

1.当卸载系统为全自动控制系统时，首先由中央控制器向区域控制器发出欲执行的卸载指令信号，然后所有区域控制器检查所辖区域泵站和千斤顶工作正常后发出确认信号，最后中央控制器向泵站和千斤顶发出卸载指令、进行卸载操作。

2.当卸载系统为非全自动控制系统时，首先由中央控制器向区域控制器发出欲执行的卸载指令信号，然后所有区域控制器检查所辖区域泵站和千斤顶工作正常后发出确认信号并油泵操作员按照卸载指令信号扳动换向阀，最后中央控制器向泵站和千斤顶发出卸载指令，进行卸载操作。

五、卸载过程监测

卸载过程中应设置支撑系统应力及变形监测系统、结构本体应力应变监测、结构本体温度监测系统和结构卸载变形监测系统等全方位、全过程的实时监控系统，以实现卸载过程的信息化施工。

六、卸载应急预案

对于卸载过程中各种突发事件，宜按表1确定对应处理措施进行处理。

大跨度马鞍型钢结构正逐步被应用于体育场馆结构，截至2005年，因其复杂的传力体系，中国国内外钢结构施工单位对其卸载施工尚无成熟的技术和经验可借鉴，卸载过程不确定性因素较多、实施难度大。探索总结大跨度马鞍型钢结构支撑卸载施工技术对于推动大跨马鞍型钢结构在大型体育场馆的应用具有积极意义，同时从节约资源的角度也符合中国的可持续发展国策。

《大跨度马鞍型空间钢结构支撑卸载工法》是北京城建集团有限责任公司根据《国家体育场大跨度马鞍型钢结构支撑卸载技术研究及应用》的研究成果，自行研制的大跨度马鞍型钢结构支撑卸载工法。

《大跨度马鞍型空间钢结构支撑卸载工法》的关键技术来源于《国家体育场大跨度马鞍型钢结构支撑卸载技术研究及应用》的研究成果，截至2005年，仅有国家体育场钢结构工程一个实例。但是，国家体育场钢结构工程的成功卸载表明，该工法技术上是可靠的、经济上是合理的，可广泛应用于大跨度建筑钢结构领域，具有广阔的推广应用前景。

国家体育场工程为北京"2008"奥运会主会场，钢结构工程由24榀门式刚架围绕着体育场内部混凝土碗状看台区旋转而成，其主次结构编织成"鸟巢"的造型。钢结构屋面呈双曲面马鞍型，最高点高度为68.5米，最低点高度为40.1；平面上呈椭圆形，长轴为332.3米、短轴为297.3米；屋盖中部的开口内环呈椭圆形，长轴为185.3米、短轴为127.5米。

工程设计用钢量约42000吨，卸载吨位约12000吨，卸载总面积约60000平方米，有78个卸载点、且单点卸载吨位大、最大点支撑力约300吨，卸载难度大。

在进行支撑卸载施工时，按照该工法规定的卸载工艺流程、操作要点及质量控制要点等进行卸载施工。整个卸载工作历时3天半、监测结果显示屋盖的最大垂直位移量在内环短轴方向，与理论相符，平均最大位移为271毫米，与设计计算的理论最大位移值286毫米相差5%；主体钢结构的实测应力与理论计算值吻合良好。国家体育场钢结构支撑卸载成功。图5为卸载完成后实物图片。