在现代项目实施过程中，钢结构施工中的临时工程在确保施工安全方面发挥着决定性作用，尤其是在结构生命周期中最脆弱的阶段——安装阶段。永久结构系统通常按照长期使用荷载进行设计，但在所有构件完全连接之前，结构往往处于最不稳定的状态。在这一过渡阶段，不完整的受力路径和部分完成的框架体系会带来显著的稳定性风险，必须通过科学的工程措施加以控制。

临时工程是指在施工期间用于支撑、稳定或保护结构的工程系统。在钢结构项目中，这通常包括临时支撑、安装支架、临时锚固系统以及分阶段稳定措施。这些措施并非可有可无的附加项目，而是关键的结构安全保障。如果临时措施设计不当，即使是经过精确计算的钢结构建筑，也可能在风荷载或施工荷载作用下发生过度位移、局部屈曲甚至渐进式倒塌。

本文将系统介绍钢结构施工中的临时工程设计原理、关键施工阶段的稳定性控制要求，以及确保项目安全高效实施的最佳实践。

什么是钢结构施工中的临时工程？

钢结构施工中的临时工程是指在安装阶段设置的结构系统，用于保持构件对位、抵抗侧向力，并在永久结构形成完整受力体系之前确保整体稳定性。当永久结构系统完全连接并能够独立承受设计荷载后，这些临时构件通常会被拆除。

常见的临时工程包括：

• 临时拉索或刚性斜撑
• 安装阶段支撑架和支撑塔
• 与基础或地面的临时锚固系统
• 柱间稳定框架
• 提供结构约束的施工平台

钢结构在安装阶段尤为敏感，因为其结构性能依赖于梁、柱、楼板（或屋面板）以及支撑体系的整体协同工作。在所有构件安装完成之前，结构缺乏足够的冗余度。此时，临时工程相当于一个阶段性的结构体系，确保每一个安装步骤都处于安全可控状态。

为什么临时工程对安装阶段稳定性至关重要

当钢构件完全纳入整体结构体系时，其承载能力和效率能够得到充分发挥。然而，在安装过程中，柱可能缺乏侧向约束，梁尚未形成楼板或屋面板的整体作用，永久支撑体系也可能尚未完成。在这种部分完成的状态下，结构行为与最终设计模型存在显著差异。

如果缺乏足够的临时支撑，可能出现以下失稳模式：

• 柱屈曲（由于细长构件未受约束）
• 梁的侧向扭转屈曲（在楼板或屋面板安装前）
• 风荷载作用下的倾覆失稳
• 由局部失稳引发的渐进式倒塌

钢结构施工中的临时工程面临的核心挑战在于：在安装阶段，结构的受力路径尚未完全形成。在最终状态下，荷载通过梁、支撑和楼板体系传递至基础；但在安装过程中，这一完整路径可能并不存在。例如，风荷载可能作用于单跨已安装的框架，而相邻跨尚未形成足够的侧向刚度。

因此，临时工程在施工期间构建了一个“临时受力路径”。通过提供侧向约束和扭转控制，临时支撑确保结构在永久稳定体系形成之前保持几何稳定性。

需要设置临时支撑的关键施工阶段

从基础完成到首根钢柱安装阶段

当钢柱被吊装并固定在底板上时，即刻进入易失稳状态。即使已安装地脚螺栓，由于施工误差和安装间隙，仍可能产生微小位移。在中等风速作用下，细长柱若未设置临时支撑，可能发生显著侧移甚至倾覆。

此阶段通常采用斜拉索或刚性临时支撑与地面或稳定构件连接，以防止倾覆并保持垂直度，直至梁和相邻框架完成连接。

梁安装完成但楼板或屋面板未铺设阶段

钢梁在弯曲受力方面效率极高，但在缺乏侧向约束时容易发生扭转失稳。在楼板或屋面板未形成整体作用前，梁的受压翼缘缺乏约束，容易发生侧向扭转屈曲。

在钢结构施工中的临时工程设计中，通常会设置中间拉杆或临时支撑，以约束受压翼缘，提供短期稳定性，直至永久楼板体系形成刚性整体。

屋面框架完成但围护结构未安装阶段

大跨度钢结构厂房或仓库在屋面结构安装完成后、围护系统尚未施工前，结构整体侧向刚度可能不足。此时，裸露的屋架或梁在风荷载作用下可能产生明显位移。

通过在框架之间设置临时拉索或刚性支撑，可以有效防止框架扭转或倒塌。在大跨度结构中，仅完成一个跨并不意味着整体稳定，必须综合考虑跨间相互作用。

大跨度或刚接框架结构

刚接框架依赖弯矩连接和支撑体系实现整体稳定。在安装阶段，当结构尚未形成完整闭合体系时，弯矩分布可能与设计假设不同。部分完成的框架可能表现为悬臂结构，而非完整刚架。

因此，在此类项目中，钢结构施工中的临时工程通常采用分阶段安装方案，确保每一个新安装的框架在进入下一阶段前已经得到充分稳定。

临时稳定设计的工程原理

临时工程设计绝非经验判断，而是基于系统化工程分析。施工阶段的荷载条件往往与最终使用阶段不同。在许多情况下，安装阶段的风荷载比恒载更为控制性。

关键考虑因素包括：

• 已安装构件的自重
• 吊装设备和起重荷载
• 施工人员及设备产生的施工活荷载
• 作用于未完成框架的风荷载
• 安装过程中的动力效应

在钢结构施工中的临时工程设计中，必须考虑结构冗余度降低的问题。与最终状态相比，安装阶段可能仅依赖少数构件承担全部侧向力，这显著提高了分阶段分析和精确荷载组合的重要性。

现代工程实践通常采用分阶段结构分析模型来模拟安装顺序。通过对每个阶段进行独立分析，可以确定在哪些位置需要增加临时支撑，以确保在永久结构完全形成之前维持整体稳定。

钢结构施工中临时支撑系统的类型

在钢结构施工中的临时工程设计中，选择合适的临时支撑体系取决于结构形式、风荷载环境、施工顺序以及现场条件。核心目标始终一致：在不影响施工进度的前提下，确保安装阶段稳定性。

拉索式临时支撑系统

拉索式支撑是最常见的临时解决方案之一。通常采用钢丝绳或张拉拉杆，以对角线形式连接柱或框架，并锚固于稳定点。这类系统重量轻、安装快速、成本相对较低。

拉索支撑的优势在于施工灵活、拆装便捷。然而，由于拉索只能承受拉力，必须确保正确布置方向并进行适当张拉。松弛的拉索几乎无法提供有效稳定性。因此，张力控制与定期检查在施工阶段至关重要。

刚性斜撑系统

刚性临时支撑通常由角钢、方管或槽钢等型钢构件组成。与拉索相比，刚性支撑能够同时承受拉力与压力，从而提供更可预测、更稳定的结构行为。

在高层或细长钢结构框架中，刚性斜撑尤其适用，因为此类结构对侧向位移控制要求更高。尽管安装时间略长、材料重量较大，但在强风环境下，刚性支撑往往能提供更可靠的几何控制。

临时门式框架

对于大跨度工业厂房或仓库项目，可以设置临时门式框架来稳定部分完成的结构单元。这些框架在永久支撑系统和屋面刚性体系完成之前，充当过渡性的受力系统。

这种方法常用于大型钢结构建筑施工项目中，特别是在多跨结构按顺序安装的情况下。通过在继续施工前对每一跨进行稳定处理，可以有效降低整体失稳风险。

地锚系统与“埋置重块”锚固

当存在较大的倾覆力矩时，需要采用地锚系统进行抗拔和抗侧向力设计。“埋置重块”通常指埋入地下的混凝土块或重型配重体，用于提供抗倾覆能力。这类系统常见于沿海地区或高风速区域。

锚固设计必须考虑土壤承载力与抗拔能力。如果地锚系统设计不足，可能会直接削弱整个钢结构施工中的临时工程稳定策略。

风险评估与失效场景分析

实际工程经验表明，许多安装阶段的结构事故并非源于永久结构设计错误，而是由于临时支撑措施不足。若缺乏合理设计的临时支撑体系，即使在中等风速条件下，也可能发生突然失稳。

常见风险因素包括：

• 过早拆除临时支撑
• 未按批准的施工顺序执行安装
• 低估未完成结构的风荷载影响
• 设计团队与施工团队沟通不足
• 临时支撑安装或检查不到位

与使用阶段的结构破坏不同，安装阶段的失稳通常发生迅速且缺乏预警，因为结构冗余度较低。单一框架失稳可能引发相邻结构单元的连锁倒塌。因此，必须将钢结构施工中的临时工程视为系统化工程管理的一部分，而非现场临时应对措施。

设计团队与施工团队的协调

成功的钢结构施工中的临时工程实施依赖于多方协作。结构工程师负责永久体系设计，而临时工程设计工程师需独立分析施工阶段的稳定需求。施工单位则按照施工方案与图纸执行安装与检查。

典型职责划分包括：

• 结构工程师：负责永久稳定体系设计。
• 临时工程设计工程师：负责阶段性支撑与稳定设计。
• 施工单位 / 现场管理人员：负责实施与质量检查。

施工方案中应明确安装顺序、荷载假设、检查节点以及临时构件拆除标准。只有在永久稳定体系完全形成并经过验证后，方可逐步拆除临时支撑。

文件管理与合规要求

临时工程的文件管理应与永久结构同等严谨。完善的文件体系有助于提升可追溯性、责任划分与法规合规性。

常见文件包括：

• 临时工程施工图
• 结构计算书
• 安装施工方案
• 检查与验收记录
• 风速监测与安全控制方案

在许多国家或地区，钢结构施工中的临时工程必须由具备资质的工程师进行审核与签署。现场审查通常用于确认实际施工与设计文件的一致性。规范化文件管理有助于降低法律风险，并强化项目安全管理体系。

钢结构项目中临时工程管理的最佳实践

在钢结构施工中的临时工程管理中，前期规划是成功的关键。与其在出现问题后被动应对，不如在设计阶段就将安装顺序与稳定分析纳入整体结构方案。

最佳实践包括：

• 在结构模型中整合安装顺序分析
• 对不同阶段进行风荷载评估
• 构件安装后立即设置临时支撑
• 建立严格的检查制度
• 在关键阶段密切关注天气预报
• 按照既定顺序逐步拆除临时构件

风速监测尤为重要。即使是中等强度的阵风，也可能对未完成结构产生放大效应。设定明确的风速停工标准，可显著降低施工阶段风险。

结论：先确保临时稳定，方能实现永久安全

钢结构施工中的临时工程并非附属措施，而是结构安全的核心组成部分。钢结构的高效性能依赖于完整的体系协同，而在安装阶段，这一体系尚未完全形成。若缺乏充分的临时支撑，安装阶段稳定性将难以保障。

通过严谨的工程分析、分阶段建模、清晰的文件管理以及严格执行施工程序，可以将临时工程从潜在风险转化为安全保障机制。最终，永久结构的安全与性能，始于施工阶段的临时稳定控制。