高雷雷 柳志華

1. 中冶天工上海十三冶建設(shè)有限公司 上海 201900；2. 上海建工七建集團(tuán)有限公司 上海 200050

1 工程概況

上海金虹橋國際中心工程主體結(jié)構(gòu)由南、北兩塔樓及鋼結(jié)構(gòu)連廊組成。塔樓結(jié)構(gòu)采用框架—核心筒型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)體系，核心筒為主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，剪力墻布置有獨(dú)立箱型柱。

塔樓的22～29層為鋼結(jié)構(gòu)連體層，高度為100.9～134.6 m。平面尺寸為42 m×24.7 m。連廊采用H型鋼梁及鋼筋桁架樓板組合結(jié)構(gòu)，連體各樓層與兩側(cè)塔樓，中間無豎向結(jié)構(gòu)，為多層片狀連接形式（圖1）。

連廊為平面框架結(jié)構(gòu)體系，主梁與塔樓鋼柱牛腿節(jié)點(diǎn)包括剛接和鉸接兩類，其中19～22軸間4 根主梁與塔樓柱牛腿剛接，兩側(cè)2 根跨外懸挑主梁與塔樓結(jié)構(gòu)為鉸接形式。

圖1 鋼連廊平面

本工程根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)連廊的特點(diǎn)，采用了地面散件拼裝、液壓同步提升到位、高空合攏焊接的施工工藝。整個(gè)工藝將連廊劃分為4 個(gè)提升單元，由上至下依次進(jìn)行整體提升。

鋼連廊整體質(zhì)量1700 t余，高空接口達(dá)96 個(gè)，故其精確的測量結(jié)果對(duì)鋼結(jié)構(gòu)合攏能否順利進(jìn)行具有重要影響。

2 測量控制技術(shù)路線

針對(duì)提升單元具有自重大、高空接口多等特點(diǎn)，將塔樓牛腿復(fù)測、拼裝測量控制、提升過程監(jiān)測等串聯(lián)起來，形成三元閉合測量系統(tǒng)，并及時(shí)調(diào)整測量誤差，以確保高空合攏順利進(jìn)行。

3 主塔樓牛腿測量技術(shù)

3.1 測量準(zhǔn)備[1-3]

在連廊結(jié)構(gòu)整體提升前，為了掌握主塔樓牛腿的施工偏差、空間相對(duì)位置，先要對(duì)鋼柱牛腿跨距、線距及相對(duì)高差進(jìn)行檢測，并根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際條件，選擇在24層建立控制網(wǎng)，形成空間獨(dú)立坐標(biāo)系。

3.2 施測過程

由K1、K2、K3、K4四個(gè)控制點(diǎn)形成空間獨(dú)立坐標(biāo)系，其中K1、K2位于北樓24層，K3、K4位于南樓24層，如圖2所示。

具體施測時(shí)，先在南樓設(shè)站，后視K1、K2兩點(diǎn)，利用全站儀的空間后方交會(huì)程序，自動(dòng)解算出設(shè)站TP1點(diǎn)的三維坐標(biāo)，然后開始對(duì)對(duì)面北樓的22～29層牛腿進(jìn)行檢測。北樓牛腿全部檢測完成后，將儀器搬至北樓，后視K3、K4兩點(diǎn)，利用全站儀的空間后方交會(huì)程序，自動(dòng)解算出設(shè)站TP2點(diǎn)的三維坐標(biāo)，并對(duì)南樓的設(shè)站點(diǎn)TP1進(jìn)行檢核，然后開始對(duì)對(duì)面南樓的22～29層牛腿進(jìn)行檢測。

圖2 坐標(biāo)系定位

3.3 測量結(jié)果

1～4單元牛腿處實(shí)測尺寸誤差，如圖3所示。

圖3 測量成果誤差分析

通過分析可知，第3單元三維尺寸誤差相對(duì)較大，第4單元三維尺寸誤差相對(duì)最小，可見單元內(nèi)三維尺寸相互間有一定影響。

4 地面拼裝測量技術(shù)

（a）地面拼裝前，對(duì)進(jìn)場鋼構(gòu)件進(jìn)行驗(yàn)收，并在構(gòu)件上做好相應(yīng)的安裝標(biāo)高及位置線。

（b）鋼結(jié)構(gòu)連廊在地面拼裝時(shí)，每個(gè)接口位置處設(shè)拼裝臺(tái)。為了保證拼裝精度，在現(xiàn)場利用16#槽鋼制作拼裝臺(tái)，拼裝臺(tái)上放不同厚度的鋼板以保證連廊的起拱值。拼裝臺(tái)用水準(zhǔn)儀控制標(biāo)高，要保證構(gòu)件穩(wěn)定，在拼裝期間不發(fā)生變形。

（c）鋼結(jié)構(gòu)連廊按三維實(shí)測數(shù)據(jù)拼裝，采用先栓后焊的方式形成整體。各主梁軸距、跨距、高差均為現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)（圖4）。

（d）鋼結(jié)構(gòu)連體層在地面拼裝和焊接過程中，配備了高水平的測量人員監(jiān)控鋼結(jié)構(gòu)連廊的變形情況，尤其是焊接前與焊接后預(yù)起拱的變化，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)查找原因并采取有效措施進(jìn)行調(diào)整。

圖4 連廊拼裝示意

5 提升過程監(jiān)測

在提升過程中配合水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀嚴(yán)密監(jiān)測各提升點(diǎn)的標(biāo)高及位移，同時(shí)做好階段性靜態(tài)觀察。在塔樓內(nèi)利用經(jīng)緯儀以20 m為一個(gè)高差監(jiān)測點(diǎn)，對(duì)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)檢測值進(jìn)行檢查。當(dāng)發(fā)現(xiàn)不同步時(shí)，通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。如誤差超過規(guī)范要求，則需要進(jìn)行實(shí)時(shí)糾偏。

糾偏通過計(jì)算機(jī)微調(diào)進(jìn)行。在微調(diào)開始前，將計(jì)算機(jī)同步控制系統(tǒng)由自動(dòng)模式切換成手動(dòng)模式。對(duì)整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)連廊提升系統(tǒng)各個(gè)吊點(diǎn)上的液壓提升器進(jìn)行同步微調(diào)，或者對(duì)單臺(tái)液壓提升器進(jìn)行微調(diào)。微調(diào)精度可達(dá)到毫米級(jí)，以滿足鋼結(jié)構(gòu)連廊的安裝精度要求。當(dāng)微調(diào)至高差小于10 mm之后，則繼續(xù)提升作業(yè)，直至下一監(jiān)測點(diǎn)。

提升到位后，鎖定液壓提升器進(jìn)行水平方向的調(diào)整并臨時(shí)固定，合攏按20/21線→19/23線的順序進(jìn)行，以利于消除水平誤差。在高度方向先合攏下層結(jié)構(gòu)，通過點(diǎn)動(dòng)裝置微調(diào)合攏上層結(jié)構(gòu)。對(duì)個(gè)別水平或高差較大的接口，可切除臨時(shí)系桿微調(diào)至連廊合攏[4]。

6 厚板焊接尺寸控制

本工程連廊所用H型鋼截面大、鋼板厚、焊接時(shí)多道施焊。在現(xiàn)場焊接作業(yè)前，焊工應(yīng)提前了解構(gòu)件的安裝誤差，適當(dāng)?shù)乩煤附幼冃蜗糠职惭b誤差。為避免焊接完成后變形過大，在焊接作業(yè)過程中，應(yīng)對(duì)焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行同步監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)變形超標(biāo)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整焊接順序或焊接速度，以保證最終鋼結(jié)構(gòu)連廊的焊接質(zhì)量。

7 結(jié)語

上海金虹橋國際中心工程鋼結(jié)構(gòu)連廊自2011年1月25日進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，于2011年11月13日開始第1單元地面拼裝，2012年2月20日第4單元合攏完成，歷時(shí)75 d。平均18 d完成1 個(gè)單元的拼裝、提升、合攏過程，各單元均為一次提升成功。

根據(jù)高層鋼結(jié)構(gòu)連廊的提升技術(shù)路線，我們通過三元測量閉合系統(tǒng)，以塔樓牛腿實(shí)測結(jié)果為依據(jù)，有效地控制了連廊多牛腿對(duì)口誤差，同時(shí)克服了厚板焊接收縮影響，確保了連廊鋼結(jié)構(gòu)高空合攏的順利進(jìn)行。