趙長(zhǎng)江 侯春明 戴 超 武雄飛 馬靖華

中建三局集團(tuán)有限公司成都分公司 四川 成都 610041

1 工程概況

重慶來(lái)福士項(xiàng)目位于重慶兩江交匯的朝天門(mén)，項(xiàng)目總占地面積為90 000 m2，總建筑面積約1 100 000 m2，由3層地下室、6層裙樓、8棟超高層塔樓及連接4棟塔樓的3層空中連廊構(gòu)成?？罩羞B廊橫跨4棟高250 m的超高層塔樓，其抗震設(shè)計(jì)及施工是項(xiàng)目重、難點(diǎn)之一。

摩擦擺式支座作為一種廣泛應(yīng)用于大跨度結(jié)構(gòu)的抗震措施，不僅具有平面滑移隔震裝置對(duì)地震激勵(lì)頻率范圍的低敏感和高穩(wěn)定性，而且特有的圓弧滑動(dòng)面還使其具有自復(fù)位功能[1]。重慶來(lái)福士項(xiàng)目空中連廊選用摩擦擺式支座與阻尼器共同作為抗震措施。

摩擦擺式支座安裝程序復(fù)雜、精度要求高，尤其是在4棟超高層塔樓頂部安裝大型摩擦擺式支座，其安裝過(guò)程更加復(fù)雜、精度要求更高[2]。

本項(xiàng)目針對(duì)摩擦擺式支座的安裝工藝進(jìn)行研究，通過(guò)金屬套管輔助預(yù)埋、安裝螺栓輔助調(diào)平、分次灌漿、限位鋼板限制變形等施工工藝，簡(jiǎn)化安裝步驟，優(yōu)化施工工藝，準(zhǔn)確地指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)摩擦擺式支座安裝。項(xiàng)目26個(gè)摩擦擺式支座在各塔樓頂端一次安裝到位，安裝位置準(zhǔn)確、質(zhì)量滿足要求，總結(jié)形成的大型摩擦擺式支座安裝關(guān)鍵技術(shù)可為類似工程提供有效參考。

2 支座概況及安裝流程

2.1 項(xiàng)目摩擦擺式支座設(shè)計(jì)概況

重慶來(lái)福士項(xiàng)目空中連廊摩擦擺式支座分別布設(shè)于4棟塔樓頂部的結(jié)構(gòu)巨梁上，其中T2塔樓6個(gè)，T3S塔樓6個(gè)，T4S塔樓8個(gè)，T5塔樓6個(gè)，共計(jì)26個(gè)，支座位置分布如圖1所示。

圖1 摩擦擺式支座分布

每個(gè)摩擦擺式支座主要由上下蓋板、球面滑板以及安裝構(gòu)件等組成（圖2），單個(gè)支座最大自重14 t，最大豎向承載力360 kN，縱橫向地震位移最大均為350 mm。

2.2 安裝流程

為保證支座安裝順利完成，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制訂安裝方案，確定現(xiàn)場(chǎng)安裝流程如下：支座及構(gòu)件生產(chǎn)加工→支座吊耳、限位鋼板施工→支座及構(gòu)件吊運(yùn)→主體施工階段預(yù)留、預(yù)埋→支座下蓋板安裝、調(diào)平→調(diào)平層灌漿、養(yǎng)護(hù)→支座與連接蓋板上下固定→支座上部結(jié)構(gòu)安裝→限位鋼板切割→驗(yàn)收復(fù)測(cè)。

3 支座安裝關(guān)鍵技術(shù)

3.1 支座輔助措施加工制作

摩擦擺式支座屬于非常規(guī)構(gòu)件，根據(jù)設(shè)計(jì)承載、變形需求，在廠家生產(chǎn)后運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝施工。

3.1.1 支座限位鋼板加工

摩擦擺式支座為雙曲面結(jié)構(gòu)，支座上下部分可相對(duì)滑動(dòng)，安裝時(shí)需保證支座上下蓋板相對(duì)位置固定，避免發(fā)生偏位現(xiàn)象。根據(jù)支座自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在每個(gè)支座側(cè)邊布置8塊厚50 mm的限位鋼板。纖維鋼板布置位置如圖3所示。

圖2 支座示意

圖3 支座限位板平面

限位鋼板下端與支座下座板采用全熔透焊縫連接，內(nèi)側(cè)與支座滑動(dòng)部件緊貼，防止支座在桁架安裝過(guò)程中發(fā)生滑移現(xiàn)象。限位鋼板安裝方式如圖4所示。

3.1.2 支座吊耳加工

本項(xiàng)目采用的支座自重大，需采用塔吊將其吊運(yùn)至高250 m的塔樓頂端進(jìn)行安裝，支座為圓形，無(wú)法直接起吊，故在廠家生產(chǎn)支座時(shí)，將支座、上下蓋板等構(gòu)件四周分別均勻設(shè)置4個(gè)吊耳，吊耳與構(gòu)件四周焊接成形。

根據(jù)項(xiàng)目塔吊工況分析，支座最大質(zhì)量達(dá)14 t，考慮鋼絲繩等的質(zhì)量，按照16 t作為計(jì)算質(zhì)量。吊裝時(shí)鋼絲繩與水平夾角45°，經(jīng)計(jì)算，選擇直徑26 mm、公稱抗拉強(qiáng)度為1 700 MPa的鋼絲繩，選用許用荷載為80 kN的卡環(huán)，項(xiàng)目塔吊均滿足吊裝需求。吊裝時(shí)將卸扣與吊耳連接，平穩(wěn)地起吊，分別將上、下蓋板與支座吊運(yùn)至安裝位置。

3.2 支座錨栓孔預(yù)留及安裝螺栓預(yù)埋

3.2.1 支座錨栓孔預(yù)留方案

支座下蓋板通過(guò)16個(gè)地腳螺栓與塔樓頂部結(jié)構(gòu)梁連接，螺栓位置必須精確且與下蓋板螺栓孔一一對(duì)應(yīng)。為保證安裝精度，避免混凝土澆筑時(shí)影響螺栓位置，不再采用傳統(tǒng)的錨栓預(yù)埋安裝方式，采用在結(jié)構(gòu)混凝土澆筑時(shí)預(yù)留錨栓孔、后期安裝錨栓并灌漿的方式安裝支座下蓋板。

錨栓長(zhǎng)度最長(zhǎng)為720 mm，根據(jù)支座安裝需要，支座支墩混凝土澆筑時(shí)預(yù)留直徑180 mm的錨栓孔，孔深720 mm。為保證各個(gè)錨栓孔相對(duì)位置精確，根據(jù)錨栓相對(duì)位置定制金屬套管支架，由16根φ180 mm、長(zhǎng)度820 mm的金屬套管按照地腳螺栓相對(duì)位置排列，頂部采用環(huán)形鋼板焊接固定，底部全部封閉。

金屬套管支架拼裝如圖5所示，支架拼裝完成后，將套管外側(cè)粗糙部分打磨平整，在每根套管外套一層塑料薄膜，便于后期套管拔出。

圖4 支座限位板立面

圖5 金屬套管拼裝

套管支架安裝時(shí)，在每一根套管周?chē)匿摻钪性鲈O(shè)2道“井”字形鋼筋支架，固定套管底部；在套管支架頂部設(shè)置“十”字形鋼筋，固定套管頂部。

金屬套管支架拼裝完成后，在支墩鋼筋綁扎時(shí)，將支架固定在設(shè)計(jì)位置，套管頂部高于混凝土完成面100 mm。

3.2.2 調(diào)平安裝螺栓預(yù)埋方案

空中連廊支座分布于不同塔樓頂部，距離較遠(yuǎn)，且塔樓頂部結(jié)構(gòu)及支座安裝施工時(shí)間不同，支座無(wú)法聯(lián)合調(diào)平。為保證所有支座頂部標(biāo)高一致、平整度滿足設(shè)計(jì)要求，采用在下蓋板底部以調(diào)平螺栓進(jìn)行支撐并調(diào)平的方式調(diào)節(jié)支座的高度及平整度。支座下蓋板安裝完成后，先通過(guò)螺母支撐，通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓頂部的調(diào)平螺母高度控制支座蓋板的高度（圖6）。

由于支座自重大、體積大，故每個(gè)支座下方設(shè)置4根安裝螺栓用于調(diào)平，螺栓直徑36 mm，調(diào)平螺母頂標(biāo)高略低于下蓋板頂面標(biāo)高，螺栓與下蓋板上預(yù)留出的錨栓孔位置對(duì)應(yīng)。安裝螺栓需在混凝土澆筑時(shí)預(yù)埋完成，預(yù)埋時(shí)通過(guò)設(shè)置正方形鋼板支架結(jié)合金屬套管支架聯(lián)合固定安裝螺栓，嚴(yán)格控制安裝螺栓的位置及垂直度。

3.2.3 預(yù)留預(yù)埋完成情況

在金屬套管支架及安裝螺栓固定就位后，支墩混凝土澆筑時(shí)，需避免擾動(dòng)，保證支架及安裝螺栓位置準(zhǔn)確。為便于后期錨栓孔灌漿施工，在每個(gè)錨栓孔頂部外側(cè)位置留設(shè)一個(gè)凹槽。

混凝土澆筑完成后，需要在混凝土初凝前拔出金屬套管。金屬套管拔出時(shí)需割掉金屬套管頂部的支架，采用電動(dòng)葫蘆輔助人工將金屬套管逐個(gè)從混凝土中拔出。支墩混凝土澆筑完成后，每個(gè)支墩位置留下16個(gè)錨栓孔及4個(gè)安裝螺栓。

3.3 摩擦擺式支座安裝

摩擦擺式支座安裝時(shí)，根據(jù)其構(gòu)造特點(diǎn)，由下向上依次安裝。先完成下蓋板的安裝，調(diào)平后向錨栓孔灌漿，固定下蓋板。養(yǎng)護(hù)完成后繼續(xù)支座主體和上蓋板安裝。

3.3.1 支座下蓋板安裝、調(diào)平

支座下蓋板安裝時(shí)，調(diào)整下蓋板位置，使其上面預(yù)留的安裝螺栓孔與安裝螺栓對(duì)應(yīng)，再將地腳螺栓對(duì)應(yīng)錨栓孔放入，支座下蓋板由安裝螺栓上的調(diào)平螺母支撐（圖7）。

圖6 螺栓調(diào)平示意

圖7 下蓋板安裝示意

為保證支座的標(biāo)高及平整度滿足要求，支座下蓋板安裝完成后，通過(guò)調(diào)節(jié)安裝螺栓上的調(diào)平螺母進(jìn)行調(diào)平，將下蓋板調(diào)節(jié)水平且每個(gè)支座蓋板頂標(biāo)高一致。

3.3.2 調(diào)平層灌漿

在支座下蓋板安裝前，對(duì)支座下蓋板下方混凝土進(jìn)行充分鑿毛，并清理干凈。支座下蓋板安裝完成，調(diào)節(jié)平整，復(fù)測(cè)標(biāo)高、位置無(wú)誤后，進(jìn)行調(diào)平層灌漿施工。調(diào)平層灌漿采用C40灌漿料施工，將錨栓孔及支座下蓋板下方空間全部灌滿，灌漿量比較大。灌漿料嚴(yán)格按照產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)進(jìn)行配制，采用機(jī)械攪拌，各個(gè)支座下方灌漿作業(yè)應(yīng)當(dāng)連續(xù)。

由于支座調(diào)平層灌漿范圍為圓形，故采用環(huán)形鋼模板圍繞灌漿位置一圈設(shè)置，模板支設(shè)必須牢固，保證灌漿過(guò)程中模板不產(chǎn)生整體位移。模板上口應(yīng)高出調(diào)平層50 mm，模板與支座下蓋板四周的水平距離控制在100 mm左右，以便灌漿施工。同時(shí)應(yīng)控制模板內(nèi)表面的平整度。模板下口與結(jié)構(gòu)接觸面，待模板支設(shè)完成后采用砂漿進(jìn)行封堵。

支座灌漿層包含16個(gè)錨栓孔，灌注量較大，分2步進(jìn)行。先采用自重灌漿法對(duì)16個(gè)錨栓孔進(jìn)行灌漿，孔內(nèi)灌漿層上表面宜低于支墩混凝土表面50 mm，可同時(shí)對(duì)多個(gè)錨栓孔進(jìn)行灌漿。錨栓孔灌漿完成后，采用高位漏斗法對(duì)高100 mm調(diào)平層進(jìn)行灌漿施工，漏斗頂面高度應(yīng)在混凝土支墩頂面以上1.5 m左右，漏斗上口直徑400 mm左右，下口直徑100 mm左右，漏斗高500 mm左右。施工過(guò)程中應(yīng)保證施工連續(xù)性，底部位置應(yīng)設(shè)置溜槽。灌漿時(shí)，從支座一側(cè)多點(diǎn)同方向進(jìn)行灌漿，直至從另一側(cè)溢出且泛漿孔溢出為止，不得從四周同時(shí)進(jìn)行灌漿。

灌漿完畢后應(yīng)及時(shí)噴灑養(yǎng)護(hù)劑并覆蓋塑料薄膜，加蓋濕草袋保持濕潤(rùn)。灌漿結(jié)束24 h內(nèi)嚴(yán)禁擾動(dòng)，在強(qiáng)度達(dá)到要求之后，方可繼續(xù)后續(xù)安裝工作。

3.3.3 支座與上蓋板安裝、保護(hù)

支座調(diào)平層灌漿完成，養(yǎng)護(hù)至合格后，進(jìn)行支座安裝。支座與下蓋板通過(guò)地腳錨栓連接，地腳螺栓穿過(guò)支座下方的預(yù)留錨栓孔，用螺栓固定。支座安裝過(guò)程中需檢查支座周?chē)尬讳摪骞潭ㄇ闆r，保證支座上下部分無(wú)相對(duì)滑動(dòng)。支座與下蓋板安裝固定后，再蓋上上蓋板，將上蓋板與支座通過(guò)螺栓連接固定。

支座安裝完成后，若不能立即安裝上部結(jié)構(gòu)，則需對(duì)支座采取保護(hù)措施。根據(jù)支座型號(hào)和安裝位置現(xiàn)場(chǎng)情況，制作對(duì)應(yīng)尺寸的木方盒子覆蓋，盒子蓋住支座后，周?chē)O(shè)置警示牌，禁止在支座及盒子上堆放任何材料。支座保護(hù)措施如圖8所示。

3.4 支座上部結(jié)構(gòu)安裝、限位鋼板割除

支座上部結(jié)構(gòu)安裝前，需再次復(fù)核支座位置、標(biāo)高無(wú)誤，檢查限位鋼板固定無(wú)誤后，即可進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)安裝。支座上部結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求與支座上蓋板連接，采用焊接固定，安裝完成情況如圖9所示。

圖8 摩擦支座保護(hù)措施

圖9 支座安裝完成實(shí)景

支座安裝過(guò)程中設(shè)置限位板作為安裝定位措施，保證支座安裝位置與連接構(gòu)件相對(duì)位置準(zhǔn)確?？罩羞B廊結(jié)構(gòu)全部安裝完成后，方可割除限位鋼板，讓支座恢復(fù)相對(duì)滑動(dòng)性。鋼板切割時(shí)采用氧炔焰小心切割，避免切割的時(shí)候損傷支座。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)摩擦擺式支座安裝工藝進(jìn)行了創(chuàng)新，通過(guò)金屬套管支架輔助精確預(yù)留、安裝螺栓輔助精確調(diào)平、限位鋼板保證支座穩(wěn)定等工藝，重慶來(lái)福士廣場(chǎng)項(xiàng)目空中連廊底部26個(gè)大型摩擦擺式支座全部一次安裝就位，所有支座的位置、標(biāo)高、平整度均滿足精度要求，施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。該工藝有效減少了施工輔助材料和人工的投入，具備較高的經(jīng)濟(jì)效益，可在同類工程中推廣應(yīng)用。