随着我国经济和建筑技术的飞速发展，大跨度钢结构越来越多的被用到大型公共类建筑领域。而此类结构通常采用设置临时支撑架进行高空原位拼装的施工方法，在结构安装完成后，需对临时支撑架进行卸载，使钢结构体系从胎架支撑状态可靠地过渡到结构本体受力状态。

       但现场钢结构（尤其是大跨度结构及带悬挑结构）在施工当中，存在如何使钢结构体系可靠地从临时支撑架上过渡到结构本体受力状态一系列问题，且受传统卸载方法同步控制精度低、稳定性差、成本高及卸载回顶时导致局部杆件受力剧增等缺点的影响，因此寻求一种精度高、成本低、高效便捷的卸载方法是当下亟待解决的问题。

       鉴于此，项目团队以北京新机场钢结构屋盖项目（子课题）为契机，结合现场钢结构体系特点及现场施工条件进行深入分析和攻关研究，通过剖析常规砂箱优缺点，同时经过试验研究，研发出了一种漏斗式新型砂箱装置，提出了一套适用于大跨空间钢结构的多砂箱分区、分级、等距循环卸载控制技术，有效解决了建造过程当中面临的多道技术问题，通过工程实践验证漏斗式砂箱装置和卸载技术的优越性和可行性。

       漏斗式新型砂箱装置的产品研发：通过剖析传统砂箱工作原理，并结合钢结构卸载施工的特点和试验成果，开发了一种漏斗式新型砂箱装置，实现了单个砂箱可承受150t荷载，解决了砂箱竖向和水平方向同步卸载难题，满足了大部分建筑钢结构工程卸载需求。

砂箱室外加载试验照片

砂箱顶部结构安装

卸载工艺流程图：

确定卸载方案：

       根据大跨钢结构受力特点及有限元仿真分析，确定卸载分区、顺序、支承反力、卸载量。以北京机场C3-1区钢结构屋盖卸载为例：

▶  采用分区、分级、分步等距循环卸载，共分6个卸载分区；

▶  按照分区1、2 →分区3、4 →分区5→分区6的顺序进行循环，共分5级循环完成卸载；

▶  每级循环不小于3小时，每步循环不小于30分钟；

卸载分区图

调整初始读数、准备卸载

卸载过程图片

北京新机场航站楼核心区

北京新机场航站区位于北京市大兴区榆垡镇、礼贤镇和河北省廊坊市广阳区之间，永定河北岸，是继北京首都国际机场、北京南苑机场后的第三个客运机场。

北京新机场航站楼屋盖为不规则自由曲面空间网架钢结构，投影面积达18万平米，核心区屋盖最大跨度107m，对应位置结构厚度为8m，跨高比约1/13。屋盖顶点标高为52m，最大起伏高差达30m。整个屋盖钢结构重量约3万吨。

北京新机场航站楼效果图

 杭州亚运会棒（垒）球体育文化中心效果图

来源：精工绿筑