王永敏

五洋建設(shè)集團股份有限公司 杭州 310009

1 工程概況

美的林城時代E03、F01棟寫字樓位于貴陽市長嶺北路東側(cè)，毗鄰貴陽國際會展中心，總建筑面積約6.92 萬m2，地下1 層、地上23 層，建筑主體高度96.45 m。鋼桁架連廊位于E03、F01棟寫字樓之間（圖1），鋼結(jié)構(gòu)最大跨度為 36 m，由13層、14層、15層樓面桁架組成，整體高度為8.7 m，桁架結(jié)構(gòu)頂部標高為58.95 m。

設(shè)置3 榀主桁架（主梁），主桁架（主梁）十字型勁性混凝土柱剛性連接，主桁架間布置3 榀次桁架、支撐鋼梁、次梁等結(jié)構(gòu)，鋼桁架及附屬結(jié)構(gòu)總質(zhì)量約298 t。

圖1 工程效果圖

2 工程難點

本工程中，鋼連廊結(jié)構(gòu)最高安裝標高為+58.95 m，跨度36 m，如果按常規(guī)采用高空散裝施工，存在組裝、焊接工作強度大，機械設(shè)備無法滿足作業(yè)要求，作業(yè)效率低，不利于鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量、安全及工期控制。

參照以往成功項目的經(jīng)驗，若將連廊在地面整體拼裝完畢后，選擇“液壓同步提升技術(shù)”進行整體的提升作業(yè)，可以有效保證施工質(zhì)量、安全和工期，同時還可以控制安裝作業(yè)風(fēng)險，因此我們選擇“地面拼裝、整體提升”作為最終的吊裝方案。

3 施工方案

3.1 整體安裝思路

鋼連廊采取整體提升的施工方法，首先將其在裙房5層樓面上單獨拼裝，并在主樓結(jié)構(gòu)16 層（標高+62.95 m）利用主樓的勁性柱設(shè)置提升平臺（上吊點），每榀主桁架設(shè)置2 組提升平臺（計6 組）。在鋼連廊主桁架上弦處對應(yīng)上吊點的位置設(shè)置下吊點并安裝提升吊具，下吊點與上吊點間通過專用底錨和鋼絞線連接。利用液壓同步提升系統(tǒng)將連廊整體提升到位，連廊安裝完畢（圖2）。

圖2 連廊吊裝立面示意

3.2 提升吊點布置

3.2.1 吊點布置

連廊總質(zhì)量298 t，在3 榀主桁架上共設(shè)置6 組提升吊點，所對應(yīng)的6 組提升平臺上各配置1 臺YS-SJ-75型液壓提升器，主桁架之間是3 榀次桁架。提升吊點布置見圖3。

圖3 吊點布置示意

3.2.2 連廊整體提升段整體建模計算

考慮到桁架在吊裝過程中桿件受力改變的問題，特別用國內(nèi)常用的結(jié)構(gòu)分析軟件3D3S進行復(fù)核，而且和設(shè)計院也進行了充分溝通后，吊點的設(shè)置和吊裝過程對桿件的受力影響沒有問題。

3.3 提升設(shè)備與控制系統(tǒng)

根據(jù)連廊提升段建模計算的結(jié)果，本工程中采用穿芯式液壓提升器，具體型號為YS-SJ-75型液壓提升器。

本工程中液壓整體提升作業(yè)的計算機控制系統(tǒng)，主要由功率驅(qū)動系統(tǒng)、動力控制系統(tǒng)、傳感檢測系統(tǒng)等組成。

3.4 連廊結(jié)構(gòu)預(yù)分段

3.4.1 結(jié)構(gòu)預(yù)分段

因連廊有小結(jié)構(gòu)位于混凝土型鋼柱上，無法進行整個連廊的整體提升，因此每榀主桁架的兩端均需要在安裝前進行預(yù)制分段的處理。兩端的預(yù)分段先行安裝到位；在地面上散件拼裝主體分段，整體提升安裝；分段接口處的斜腹桿將根據(jù)提升安裝的需要先預(yù)留后裝段，在對接完上下弦桿之后進行安裝（圖4）。

圖4 預(yù)分段示意

3.4.2 連廊預(yù)裝段整體建模計算

取懸挑部分最大的預(yù)裝段進行整體建模，反力則按照最大反力進行計算，通過計算可知臨時桿件最大應(yīng)力為171 MPa，提升平臺端部變形13.2 mm。通過軟件查詢，桁架永久結(jié)構(gòu)直腹桿最大應(yīng)力為150 MPa，滿足設(shè)計要求。

4 設(shè)計提升吊點

4.1 上吊點

根據(jù)本工程鋼結(jié)構(gòu)連廊特點，結(jié)合液壓同步提升的施工工藝，通過方案對比，主要從穩(wěn)定、安全、對結(jié)構(gòu)的影響以及制作、安裝的角度出發(fā)。提升平臺上吊點的設(shè)計如圖5所示。

吊點1、3、5所在提升平臺主要利用桁架端部預(yù)裝段設(shè)置，經(jīng)計算，吊點的平臺梁、立柱、斜撐及拉桿的強度、穩(wěn)定性均滿足要求。

吊點2、4、6所在提升平臺主要利用型鋼混凝土柱設(shè)置，經(jīng)計算，吊點的平臺梁、斜撐的強度、穩(wěn)定性均滿足要求。

4.2 下吊點

考慮到在提升過程中連廊結(jié)構(gòu)將主要承受由自重產(chǎn)生的垂直荷載，以盡量不改變原有受力體系的原則來設(shè)置下吊點。本工程下吊點設(shè)置在主桁架上弦桿上，位置分別垂直對應(yīng)每一上吊點。

圖5 上吊點示意

由于無法在提升之前安裝連廊安裝分段位置的斜腹桿，提升過程中會出現(xiàn)端部變形過大以及局部節(jié)點強度不足的情況。為滿足提升要求，現(xiàn)場對下吊點位置處的上弦桿與斜腹桿分段處將利用增設(shè)臨時桿件進行加固。選用規(guī)格為H200 mm×200 mm×8 mm×12 mm，材質(zhì)為Q345，加固桿件與桁架連接部位相應(yīng)地增加加勁板，加勁板厚度為16 mm。為防止加固桿件意外失效，下吊點采用2 道保護加固桿，在1 道加固桿件的基礎(chǔ)上增加1 道桿件作為二次保護利用，規(guī)格和原加固桿件規(guī)格一致。

5 提升施工[1-5]

5.1 提升過程

為確保提升過程中連廊結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)，提升和卸載過程中采用“結(jié)構(gòu)姿態(tài)微調(diào)、均衡吊點油壓、同步位移控制、卸載分級就位”作為控制策略。

為控制整個提升過程的同步性，每臺液壓提升器均單獨設(shè)置行程傳感器，用來測量提升作業(yè)過程中各液壓提升器的同步性。

依據(jù)計算機仿真計算得出的各吊點反力值，分8 級進行加載。緩慢級增加各吊點處液壓提升系統(tǒng)的伸缸壓力，前五級依次為20%、40%、60%、70%、80%；在確認無異常的情況下，繼續(xù)加載至90%、95%、100%，直至連廊與拼裝胎架脫離。

連廊提升脫離胎架一定高度后（約150 mm），鎖定提升設(shè)備，懸?？罩?2 h進行全面檢查，待各項檢查完成，確認無異常后，正式進行提升。

提升至700 mm高度后，再次暫停作業(yè)，檢測各吊點距離地面的高度，計算出相對高差。通過液壓提升系統(tǒng)對各吊點高度進行微調(diào)，確保連廊達到水平姿態(tài)。

姿態(tài)調(diào)整后立即復(fù)位位移傳感器，以微調(diào)后的吊點高度為起始位置，在后續(xù)的提升過程中，保持該姿態(tài)直至提升就位。

連廊提升至設(shè)計位置后，暫時懸停在空中，利用提升設(shè)備分別對各吊點進行調(diào)整，微調(diào)使各層弦桿精確到達設(shè)計標高，水平方向利用倒鏈進行調(diào)整；調(diào)整完成后，繼續(xù)保持連廊的空中姿態(tài)以進行桿件安裝，待連廊結(jié)構(gòu)形成整體穩(wěn)定受力體系后，同步卸載液壓提升設(shè)備，拆除提升設(shè)備及臨時措施，完成連廊的整體提升安裝。

5.2 提升速度控制

根據(jù)液壓泵源系統(tǒng)的工作狀況、輔助工作所占用的時間以及提升作業(yè)穩(wěn)定性控制的要求，將提升速度控制在10～12 m/h。

5.3 穩(wěn)定性控制

（a）采用液壓整體同步提升，與傳統(tǒng)的卷揚機或吊機不同，可通過調(diào)節(jié)液壓設(shè)備的壓力和流量，嚴格控制起動、制動的加速度接近于零，保證提升過程中連廊和臨時支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（b）為防止突發(fā)的大風(fēng)天氣影響，保證連廊結(jié)構(gòu)提升作業(yè)的安全，在作業(yè)過程中應(yīng)指定專人觀測連廊結(jié)構(gòu)的偏移量，當偏移量超過安全范圍時，立即停止作業(yè)，將連廊四角與鄰近的主樓結(jié)構(gòu)用鋼絲繩進行連接，將連廊的水平擺動限制在安全范圍內(nèi)。

（c）本次作業(yè)過程時間較長，必然存在空中停留的情況，為保證連廊在提升作業(yè)過程中能夠在空中停留較長時間，必須確保液壓提升器的自鎖裝置完好有效，連廊離地之前，應(yīng)將水平限位所需的鋼絲繩、導(dǎo)鏈等在其四角預(yù)先掛好，以便隨時使用。

6 結(jié)語

經(jīng)過項目部的精心準備，整個提升作業(yè)歷時20 h，與傳統(tǒng)的空中散裝作業(yè)相比，作業(yè)設(shè)備簡單，減少了工人的工作量，工期大為縮短，顯著降低了成本，同時還提高了作業(yè)施工的安全保障，是一項非常值得推廣的施工安裝技術(shù)。