劉麗航

（歌山建設(shè)集團有限公司，浙江 杭州 310052）

東陽總部中心鋼連廊液壓整體提升施工技術(shù)

劉麗航

（歌山建設(shè)集團有限公司，浙江 杭州 310052）

結(jié)合東陽市總部中心（一期）G地塊工程，介紹了高空鋼結(jié)構(gòu)連廊通過地面整體組裝，再利用原主體結(jié)構(gòu)進行液壓整體提升的施工方法。其中對工藝的重點難點進行介紹，可作為同類工程施工的參考。

鋼連廊；液壓；整體提升

1 工程概況

本項目為東陽市總部中心（一期）G地塊，位于東陽市藝海北路以東，廣福路東街以北；由多幢辦公樓組成，總建筑面積約26萬m2，主體結(jié)構(gòu)為框架剪力墻結(jié)構(gòu)。

筆者公司承建的1#、2#樓，⑥-⑨軸+45.6 m標(biāo)高處設(shè)有一連廊。連廊由4榀主桁架及相應(yīng)的次梁組成，平面上位于結(jié)構(gòu)的⑥-⑨軸×○A-○D軸之間，立面上位于結(jié)構(gòu)的12～13層之間（標(biāo)高+45.600～+49.200 m）；連廊高度為4.0 m， 跨度25.2 m，最大安裝標(biāo)高為+49.030 m，投影面積約為690 m2。整個連廊提升重量約為148 t。見圖1。

鋼桁架上下弦桿采用H400 mm×350 mm×16 mm× 25 mm（1），斜腹桿采用 H300 mm×300 mm×14 mm× 20 mm（2），腹桿采用H300 mm×300 mm×14 mm× 20 mm（3），弦桿和腹桿的材質(zhì)為Q345。鋼梁采用H400 mm×250 mm×14 mm×20 mm（4），次梁采用H250 mm×150 mm×8 mm×12 mm（5），鋼梁材質(zhì)為Q345B。

圖1 連廊結(jié)構(gòu)三維圖

2 方案思路

2.1 方案整體思路

擬選用方法有三種：1）搭設(shè)安裝滿堂支架安裝連廊；2）分段吊裝、高空拼接法；3）整體提升。經(jīng)比較，方法1架子搭設(shè)時間長，且底層結(jié)構(gòu)需加固，費用最高；方法2起重設(shè)備要求高，塔吊性能有限，汽車吊需上地下室頂板，結(jié)構(gòu)需加固，高空操作安全風(fēng)險大；最后選用整體提升方法，安全性、經(jīng)濟性最高。

根據(jù)鋼連廊結(jié)構(gòu)的布置特點，采用“超大型構(gòu)件液壓同步提升技術(shù)”采取“整體提升”的施工方法將鋼連廊12～13層的結(jié)構(gòu)整體提升到位，即：

首先將鋼連廊提升部分在其投影面的正下方拼裝為整體提升單元；同時利用鋼連廊兩側(cè)主結(jié)構(gòu)13層的型鋼混凝土柱及桁架預(yù)裝段設(shè)置提升平臺（提升上吊點），共計8組，即每榀主桁架的兩端各設(shè)置1組提升平臺，每組提升平臺上設(shè)置1臺YS-SJ-45型液壓提升器，共計8臺。

在已拼裝完成的鋼連廊的主桁架上弦與上吊點對應(yīng)的位置設(shè)置提升下吊點，下吊點采用臨時吊具固定于待提升鋼連廊上弦的上翼緣上，上下吊點通過鋼絞線和專用底錨連接。

利用液壓同步提升系統(tǒng)先將連廊整體提升至設(shè)計標(biāo)高，并與已安裝到位的型鋼混凝土柱預(yù)裝段對接，安裝后裝段桿件，完成連廊提升單元的安裝工作。

2.2 同步提升立面

連廊同步提升立面見圖2。

圖2 連廊同步提升立面圖

2.3 連廊同步提升施工順序

連廊同步提升施工順序如下：

1）將連廊在安裝位置正下方地面上，拼裝成整體，包括加固桿件等附屬結(jié)構(gòu)；

2）安裝提升平臺等臨時措施；

3）在提升平臺上安裝液壓提升系統(tǒng)，包括液壓泵源系統(tǒng)、提升器、傳感器、液壓油管等；

4）在已拼裝完成的連廊鋼桁架上弦的兩端與上吊點對應(yīng)的位置安裝下吊點提升吊具；

5）在提升上下吊點之間安裝專用鋼絞線及專用底錨；

6）調(diào)試液壓同步提升系統(tǒng)；

7）張拉鋼絞線，使得所有鋼絞線均勻受力；

8）檢查連廊提升單元以及液壓同步提升的所有臨時措施是否滿足設(shè)計要求；

9）確認(rèn)無誤后，按照設(shè)計荷載（自重）的20%、40%、60%、70%、80%、90%、95%、100%的順序逐級加載，直至提升單元脫離拼裝平臺；

10）提升單元提升地離面約150 mm 后，暫停提升；

11）靜置12 h 后，檢查連廊自身結(jié)構(gòu)及提升臨時措施是否有異常情況，一切正常的情況下繼續(xù)提升；

12）連廊提升至距離設(shè)計標(biāo)高約900 mm 時，暫停提升；

13）測量連廊各點實際尺寸，與設(shè)計值核對并處理后，降低提升速度，繼續(xù)提升連廊至接近設(shè)計位置，各提升吊點通過計算機系統(tǒng)的“微調(diào)、點動”功能，使各提升吊點均達到設(shè)計位置，滿足與支座對接要求；

14）提升單元與已安裝到位的主體結(jié)構(gòu)焊接作業(yè)；

15）連廊對接工作完畢后，液壓提升系統(tǒng)各吊點同步分級卸載，使連廊自重轉(zhuǎn)移至兩側(cè)主樓結(jié)構(gòu)上，達到設(shè)計狀態(tài)；

16）拆除液壓提升設(shè)備及提升臨時措施，連廊提升安裝完成。

3 工藝重點

3.1 關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備

本工程主要使用如下關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備：

1）超大型構(gòu)件液壓同步提升施工技術(shù)；

2）業(yè)升YS-SJ-45型液壓提升器；

3）業(yè)升YS-PP-15型液壓泵源系統(tǒng)；

4）業(yè)升YS-CS-01型計算機同步控制及傳感檢測系統(tǒng)。

3.2 提升吊點布置

采用液壓同步提升技術(shù)整體吊裝大跨度結(jié)構(gòu)，必須事先選擇好合適的提升吊點。吊點的選擇應(yīng)首先充分考慮到被提升結(jié)構(gòu)的受力體系特點，以盡量不改變結(jié)構(gòu)受力體系為原則，使得提升吊裝過程中，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力比以及變形情況均滿足相關(guān)規(guī)范的要求。見圖3。

圖3 連廊提升吊點布置圖

3.3 結(jié)構(gòu)提升分段

柱端結(jié)構(gòu)需要在安裝前預(yù)制分段處理：柱端分段作為承重結(jié)構(gòu)，直接安裝到位；中間分段在地面上散件拼裝，整體成型；分段接口處節(jié)間的部分斜腹桿影響主桁架的提升就位，根據(jù)提升安裝所需尺寸預(yù)留后裝段，在上下弦桿對接完成之后安裝。

分段接口處根據(jù)安裝對口、焊接工藝要求預(yù)留對口間隙，并應(yīng)考慮設(shè)置對口工裝件。見圖4。

3.4 提升平臺（上吊點）形式

采用液壓同步提升設(shè)備吊裝大跨度結(jié)構(gòu)，需要設(shè)置合理的提升上下吊點。在提升上吊點即提升平臺上設(shè)置液壓提升器。液壓提升器通過提升專用鋼絞線與連廊鋼結(jié)構(gòu)整體提升單元上的對應(yīng)下吊點相連接。

3.4.1 臨時措施說明

除特殊說明外，提升臨時措施材質(zhì)均為Q345B。提升平臺與預(yù)裝結(jié)構(gòu)焊接連接，其中，平臺結(jié)構(gòu)的連接均采用全熔透焊縫，焊縫等級為一級；加勁板措施可采用角焊縫，焊縫高度應(yīng)滿足規(guī)范要求且不小于10 mm。未注明的加勁板，板厚t=12 mm。

3.4.2 平臺平面布置圖

側(cè)向支撐為保證提升過程中結(jié)構(gòu)的平面外穩(wěn)定而設(shè)置的構(gòu)造措施，本次側(cè)向支撐規(guī)格取H100×100× 6×8，材質(zhì)Q345B。見圖5、圖6。

圖4 連廊桁架提升分段圖

圖5 連廊提升平臺布置圖

圖6 桁架提升平臺布置圖

3.4.3 提升平臺

提升平臺示意見圖7～9。

圖7 提升平臺一 A（適合連廊 1、2、3號吊點）

圖8 提升平臺一 B（適合連廊 4號吊點）

圖9 提升臨時措施二（適合連廊 5、6、7、8號吊點）

3.4.4 埋件布置圖

根據(jù)現(xiàn)場情況，埋件采用化學(xué)錨栓。MJ-1設(shè)計軸力不得小于12.12 kN，設(shè)計剪力V不得小于= 16.52 kN；MJ-2設(shè)計軸力不得小于101.13 kN，設(shè)計剪力V不得小于229.86 kN。見圖10。

圖10 連廊提升埋件布置圖

3.5 提升下吊點

結(jié)構(gòu)在提升過程中主要承受自重產(chǎn)生的垂直荷載。提升吊點的設(shè)置以盡量不改變結(jié)構(gòu)原有受力體系為原則。本工程中根據(jù)提升上吊點的設(shè)置，下吊點分別垂直對應(yīng)每一上吊點設(shè)置在待提升的連廊桁架上翼緣。專用鋼絞線連接在液壓提升器和提升底錨之間，兩端分別錨固，用于直接傳遞垂直提升反力。

提升下吊點臨時措施見圖11、圖12。

圖11 提升下吊點示意

圖12 提升下吊點工程應(yīng)用

3.6 提升過程中的穩(wěn)定性控制

3.6.1 液壓提升的穩(wěn)定性

采用液壓整體同步提升鋼結(jié)構(gòu)，與用卷揚機或吊機吊裝不同，可通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力和流量，嚴(yán)格控制起動的加速度和制動加速度，使其接近于零以至于可以忽略不計，保證提升過程中鋼桁架結(jié)構(gòu)和臨時支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3.6.2 風(fēng)荷載作用下的穩(wěn)定性控制

結(jié)構(gòu)提升時應(yīng)選擇地面分級為2～3級微風(fēng)時進行，在提升過程中持續(xù)風(fēng)力超過6級時［1］，暫停提升，并采取相應(yīng)的穩(wěn)固措施。

為了防止突發(fā)大風(fēng)天氣的影響，保證鋼結(jié)構(gòu)整體提升過程的絕對安全，在提升過程中應(yīng)隨時觀測鋼結(jié)構(gòu)的偏移量，當(dāng)鋼絲繩的斜度大于1°時，需暫停提升，并通過鋼絲繩將鋼桁架結(jié)構(gòu)四角與鄰近主樓結(jié)構(gòu)臨時連接，限制鋼結(jié)構(gòu)水平擺動。

鋼結(jié)構(gòu)提升離地之前，應(yīng)在其四角附近，將水平限位所需的鋼絲繩預(yù)先掛好，方便隨時使用。

根據(jù)天氣情況，當(dāng)臺風(fēng)到來時應(yīng)提前將鋼結(jié)構(gòu)與兩側(cè)的主結(jié)構(gòu)用鋼絲繩、倒鏈等連接牢固，防止其水平擺動，必要時采用型鋼等剛性連接，將鋼結(jié)構(gòu)與兩側(cè)主結(jié)構(gòu)連接，確保鋼桁架提升過程中的安全。

3.6.3 臨時結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)定性控制

與整體提升有關(guān)的臨時結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括加固措施，均應(yīng)充分考慮各種不利因素的影響，以保證整體提升過程的穩(wěn)定性和絕對安全。

臨時結(jié)構(gòu)設(shè)計除應(yīng)考慮荷載分布不均勻性、提升不同步性、施工荷載、風(fēng)荷載、動荷載等因素的影響，在計算模型的建立過程以及荷載分項系數(shù)選取時充分考慮以上因素，還應(yīng)該對相關(guān)永久結(jié)構(gòu)的加固以及臨時結(jié)構(gòu)與永久結(jié)構(gòu)的連接要求有充分的認(rèn)識。這樣才能夠保證提升過程中不出現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全隱患。

3.6.4 主結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的保護

結(jié)構(gòu)分區(qū)整體提升完畢及后序施工中，不可避免會對主結(jié)構(gòu)件進行焊接或鉆孔等，同時，根據(jù)建筑功能的調(diào)整需要，也可能出現(xiàn)局部荷載與設(shè)計工況有出入的情況。

考慮到本工程中結(jié)構(gòu)跨度大，在安裝就位后，焊接必須嚴(yán)禁大范圍、大電流焊接，防止局部受熱變軟，出現(xiàn)下?lián)蠠o法控制，結(jié)構(gòu)空間尺寸發(fā)生突變。因此，在結(jié)構(gòu)整體提升安裝施工前，應(yīng)盡可能把所有可能想到的掛件、吊點考慮到位，提前在地面焊接安裝。

3.6.5 主結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性控制

通過對整體提升過程各種工況的桁架鋼結(jié)構(gòu)進行模擬分析，對提升安裝過程中的結(jié)構(gòu)變形、應(yīng)力狀態(tài)進行預(yù)先調(diào)整控制；桁架鋼結(jié)構(gòu)中間及端部分段在組拼時、提升之前通過加設(shè)臨時支撐結(jié)構(gòu)、加固構(gòu)件/板件，臨時改變永久結(jié)構(gòu)的受力體系，達到控制局部變形和改善局部應(yīng)力狀態(tài)的目的，保證桁架鋼結(jié)構(gòu)在提升安裝過程的穩(wěn)定性和安全。

3.6.6 液壓提升力的控制

通過預(yù)先分析計算得到的桁架鋼結(jié)構(gòu)整體提升過程中各吊點提升反力數(shù)值，在液壓同步提升系統(tǒng)中，依據(jù)計算數(shù)據(jù)對每臺液壓提升器的最大提升力進行相應(yīng)設(shè)定。

當(dāng)遇到某吊點實際提升力有超出設(shè)定值趨勢時，液壓提升系統(tǒng)自動采取溢流卸載，使得該吊點提升反力控制在設(shè)定值之內(nèi)，以防止出現(xiàn)各吊點提升反力分布嚴(yán)重不均，造成對永久結(jié)構(gòu)及臨時設(shè)施的破壞。

3.6.7 空中停留的穩(wěn)定性控制

本次提升的時間較長，提升過程中必然存在暫停提升的情況，為保證結(jié)構(gòu)在暫停提升時的穩(wěn)定性，主要從以下幾個方面考慮。

1）液壓提升器自身獨有的機械和液壓自鎖裝置，保證了鋼結(jié)構(gòu)單元在整體提升過程中能夠長時間的在空中停留。

2）為防止突發(fā)大風(fēng)天氣的影響，保證結(jié)構(gòu)單元整體提升過程的絕對安全，并考慮到高空對口精度和調(diào)整的需要，在結(jié)構(gòu)提升單元空中停留或有突發(fā)情況時，可通過導(dǎo)鏈+鋼絲繩將結(jié)構(gòu)單元四角與鄰近主結(jié)構(gòu)臨時連接，起到限制其水平擺動和便于安裝微調(diào)的作用。

3）結(jié)構(gòu)單元提升離地之前，應(yīng)在其四角附近，將水平限位所需的鋼絲繩、卸扣和導(dǎo)鏈等預(yù)先掛好，方便隨時使用。

3.6.8 提升過程同步控制措施

結(jié)構(gòu)整體提升過程中，液壓提升系統(tǒng)的同步性控制是穩(wěn)定性控制的一個重要環(huán)節(jié)。

首先是液壓同步提升系統(tǒng)設(shè)備自身設(shè)計的安全性保障。通過液壓回路中設(shè)置的液壓自鎖裝置以及機械自鎖系統(tǒng)，在液壓提升器停止工作或遇到停電、油管爆裂等意外情況時，液壓提升器能夠長時間鎖緊鋼絞線，確保被提升結(jié)構(gòu)的安全。

其次是保證液壓提升系統(tǒng)設(shè)備的完好性，在正式提升之前進行充分的調(diào)試，以確保其在整個提升過程中能夠?qū)⑼骄瓤刂圃陬A(yù)先設(shè)定的安全范圍之內(nèi)。

另外，采用人工測量的方式進行輔助監(jiān)控。提升前在每個吊點下方地面上設(shè)好測量點，提升過程中每提升一段距離（約5 m），利用激光測距儀對每個吊點進行絕對高度測量，并進行高差比對。當(dāng)相對最大高差大于預(yù)設(shè)數(shù)值時，立即通過手動控制的方式進行調(diào)整。

4 結(jié) 語

本工程中連廊結(jié)構(gòu)采用整體液壓同步提升技術(shù)進行吊裝，具有顯著的優(yōu)點：

連廊結(jié)構(gòu)主要的拼裝、焊接及油漆等工作在地面進行，可用汽車吊進行散件吊裝，施工效率高，施工質(zhì)量易于保證。

鋼結(jié)構(gòu)的施工作業(yè)集中在地面，對其他專業(yè)的施工影響較小，且能夠多作業(yè)面平行施工，有利于項目總工期控制。

連廊結(jié)構(gòu)的拼裝均在地面進行，提高了作業(yè)的安全性，有利于現(xiàn)場的安全控制。

連廊結(jié)構(gòu)在地面上拼裝，所需的措施量小，降低了對施工機械的要求，作業(yè)高度低、效率高，有利于施工進度及機械成本的控制。

采用整體液壓同步提升，作業(yè)時間短、效率高、安全性好、安裝精度高［2］。

液壓提升設(shè)備體積、重量較小，機動能力強，倒運、安裝和拆除方便。

采用柔性索具承重，只要有合理的承重吊點，提升高度與提升幅度不受限制。

液壓同步提升速度快，最高可達6 m/h。

提升器錨具具有逆向運動自鎖性，使提升過程十分安全，并且構(gòu)件可在提升過程中的任意位置長期可靠鎖定。

提升上吊點等臨時結(jié)構(gòu)利用已有的結(jié)構(gòu)設(shè)置，加之液壓同步提升動荷載極小的優(yōu)點，可以使臨時設(shè)施用量降至最小。

［1］ 同濟大學(xué)，上海建工（集團）總公司.DG/TJ 08—2056—2009重型結(jié)構(gòu)（設(shè)備）整體提升技術(shù)規(guī)程［S］.上海：上海市建筑建材業(yè)市場管理總站，2009.

［2］ 成海榮.大跨度鋼結(jié)構(gòu)門廊桁架整體液壓提升技術(shù)［J］.建筑施工，2015（5）∶544-545.

Construction Technology of Hydaulic Degral Lifting of the Steel Gallery in Dongyang Headquarters’ Center

LIU Lihang

TU758.1

B

1008-3707（2016）08-0031-06

2015-10-28；

2016-06-17

劉麗航（1978—），男，浙江東陽人，高級工程師，從事技術(shù)管理工作。