李斌，王皖，顧超，邱明明，郁龍 （安徽三建工程有限公司，安徽 合肥 230000）

1 引言

高空鋼連廊是將兩棟相對(duì)獨(dú)立且具有一定距離的建筑物在空中連接起來(lái)，利用鋼連廊構(gòu)筑兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立建筑物之間的連接通道[1]。但這類(lèi)鋼連廊結(jié)構(gòu)一般具有大跨度、超重、構(gòu)件截面尺寸大、施工復(fù)雜、安全風(fēng)險(xiǎn)大、高空安裝技術(shù)要求高等特點(diǎn)，且采用常規(guī)起重設(shè)備無(wú)法完成整體吊裝，通常需利用液壓同步整體提升技術(shù)進(jìn)行整體提升安裝[2]。文中將通過(guò)具體案例，對(duì)采用液壓同步整體提升超長(zhǎng)超重鋼連廊自行設(shè)計(jì)的提升平臺(tái)，進(jìn)行整體提升過(guò)程的安全性分析。

2 工程概況

本工程位于安徽省合肥市，地下1層，地上10層，框架剪力墻結(jié)構(gòu)；建筑高度49.8m，總建筑面積 181228.7m2（未含地下室面積）；鋼結(jié)構(gòu)連廊施工區(qū)域分布：東西向分別布置3個(gè)鋼結(jié)構(gòu)連廊，南北向分別布置1個(gè)鋼結(jié)構(gòu)連廊。工程示意圖如圖1所示。

圖1 工程示意圖

北連廊桁架布置在16～33軸/X～AB軸之間，位于8層（+38.950m）至屋頂(+49.800m)位置，桁架跨度為54.0m；整個(gè)連廊采用鋼桁架結(jié)構(gòu)及鋼框架支撐體系，在X軸、Y軸及AB軸共布置3榀鋼桁架，桁架之間設(shè)置連接鋼平臺(tái)。

圖2 北連廊軸側(cè)圖

圖3 北連廊上部結(jié)構(gòu)圖

北連廊上部鋼框架支撐結(jié)構(gòu)：北桁架上部在標(biāo)高+47.400、+49.800設(shè)置二層鋼框架平臺(tái)，鋼框架底部位于鋼連廊上弦11層（+43.15m）；鋼柱采用箱型柱、鋼梁、柱間支撐均采用焊接H型鋼；鋼柱規(guī)格為口400×500×20，材質(zhì)為Q345B；平臺(tái)鋼梁規(guī)格為H850×500×30×40、H500×300×14×20，材質(zhì)為Q345B。

圖4 北連廊下部結(jié)構(gòu)圖

北連廊下部鋼桁架結(jié)構(gòu)：北桁架上下弦桿采用H850×500×30×40焊接H型鋼；桁架腹桿采用H500×500×40×55、H400×500×20×30、H400×500×25×35等，材質(zhì)為 Q345B；三榀桁架之間采用平臺(tái)梁及支撐連接，平臺(tái)梁規(guī)格為 H500×300×14×20、H500×250×12×20、H300×200×8×12 等，材質(zhì)為Q345B；平臺(tái)鋼支撐規(guī)格為Φ100×8.0、材質(zhì)為Q235B。

3 整體提升思路

本工程鋼結(jié)構(gòu)北連廊安裝高度最高達(dá)到50m，重量達(dá)1800t。采用常規(guī)起重設(shè)備無(wú)法完成整體吊裝，采用常規(guī)起重設(shè)備整體吊裝施工難度極大，而采用現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)高支撐架體進(jìn)行高空原位散拼方案則存在高空定位組裝、高空焊接等困難，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)差，且有著較大的質(zhì)量、安全風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)多方案對(duì)比后確定采用在地面分段散件拼裝鋼連廊，拼裝完成后通過(guò)“液壓整體提升技術(shù)”將鋼連廊整體提升至設(shè)計(jì)標(biāo)高,再進(jìn)行端部高空對(duì)焊，采用這一方法將大大降低現(xiàn)場(chǎng)高空的施工量和施工難度。

圖5 連廊原位拼裝示意圖

圖6 連廊提升就位示意圖

本工程單體連廊最大重量達(dá)到1800t，重量大，如果在地下室頂板原位拼裝提升，則地下室頂板需要加固；所以根據(jù)本工程實(shí)際情況，連廊在地下室底板上原位拼裝提升，待連廊提升就位后，再進(jìn)行連廊區(qū)域地下室頂板混凝土施工。

圖7 連廊散件補(bǔ)裝示意圖

圖8 提升吊點(diǎn)布置圖

4 整體提升技術(shù)要點(diǎn)

4.1 提升吊點(diǎn)布置及其反力

鋼連廊總重量約為1800t，共設(shè)置6個(gè)吊點(diǎn)，每個(gè)提升點(diǎn)設(shè)置1臺(tái)提升器。提升吊點(diǎn)布置見(jiàn)圖8所示。

鋼連廊整體提升吊點(diǎn)反力表 表1

鋼連廊整體提升器配置表 表2

4.2 鋼連廊液壓提升系統(tǒng)配置

液壓提升系統(tǒng)由液壓提升器、液壓泵源系統(tǒng)、傳感檢測(cè)及計(jì)算機(jī)同步控制系統(tǒng)三個(gè)部分組成[3]。

4.2.1 液壓提升器配置

本工程選用的液壓提升器的型號(hào)為YS-SJ-600型，額定提升重量分別為600t，其中連廊鋼結(jié)構(gòu)共配置6臺(tái)600t提升器，各吊點(diǎn)液壓提升器具體配置情況見(jiàn)表2。

連廊提升：每臺(tái)YS-SJ-600型液壓提升器配置8根額定提升能力為600t鋼絞線(xiàn)。選用高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)，同時(shí)鋼絞線(xiàn)需滿(mǎn)足以下參數(shù)：σ＝1860MPa（抗拉強(qiáng)度），D=28mm（直徑），F(xiàn)≥41t(破斷力)。單臺(tái)提升器最不利工況對(duì)應(yīng)荷載為4358kN，則單根鋼絞線(xiàn)的最小安全系數(shù)為：24×41×9.8/4358＝2.3＞2.0，滿(mǎn)足要求。

4.2.2 液壓泵源系統(tǒng)

液壓提升器的動(dòng)力來(lái)自液壓泵源系統(tǒng)，液壓泵源系統(tǒng)通過(guò)各種液壓閥協(xié)同控制完成工作，液壓泵源的協(xié)同控制通過(guò)模塊化結(jié)構(gòu)輔助實(shí)現(xiàn)[4]。本工程連廊鋼結(jié)構(gòu)共設(shè)置6個(gè)吊點(diǎn)，提升高度為49.8m，為加快提升速度，采用對(duì)稱(chēng)配置2臺(tái)YS-PP-60型液壓泵源系統(tǒng)，兩臺(tái)設(shè)備分別布置在吊點(diǎn)一側(cè)的屋面結(jié)構(gòu)上。

4.2.3 電器同步控制系統(tǒng)

本工程配置一套YS-CS-01型計(jì)算機(jī)同步控制及傳感檢測(cè)系統(tǒng)用于過(guò)程數(shù)據(jù)反饋和相關(guān)控制命令下達(dá)，通過(guò)此控制系統(tǒng)操作人員利用人機(jī)交互界面可以實(shí)現(xiàn)鋼連廊整體提升全過(guò)程位移、應(yīng)力變化監(jiān)測(cè)及故障信息提示報(bào)警等功能[5-6]，及時(shí)調(diào)整糾偏。

5 鋼連廊提升平臺(tái)設(shè)計(jì)及安全性分析

5.1 提升平臺(tái)

提升平臺(tái)的設(shè)計(jì)是用于提升設(shè)備固定，通過(guò)提升平臺(tái)將提升過(guò)程產(chǎn)生的荷載傳遞至結(jié)構(gòu)層。提升平臺(tái)由下吊點(diǎn)、提升平臺(tái)、上吊點(diǎn)組成，下吊點(diǎn)用于連接鋼連廊臨時(shí)吊點(diǎn)，安裝提升地錨座，并通過(guò)鋼絞線(xiàn)與提升平臺(tái)上的液壓提升器連接。

結(jié)合本工程塔樓布置特點(diǎn)，擬于49.8m標(biāo)高面設(shè)置提升平臺(tái)，上提升吊點(diǎn)示意圖見(jiàn)圖9。

圖9 上提升吊點(diǎn)布置示意圖

5.2 鋼連廊提升上吊點(diǎn)受力驗(yàn)算

經(jīng)Midas Gen數(shù)值模擬得出：上吊具設(shè)計(jì)及連接采用坡口熔透焊，等強(qiáng)連接，綜合上述分析結(jié)構(gòu)，最大位移為1.1mm，最大應(yīng)力為62MPa，結(jié)構(gòu)處于安全狀態(tài)。

圖10 上吊點(diǎn)受力應(yīng)力圖

圖11 上吊點(diǎn)受力位移圖

圖12 提升下吊點(diǎn)

圖13 提升下點(diǎn)效果圖

圖14 計(jì)算模型示意圖

圖15 應(yīng)力云圖

圖16 位移云圖

圖17 導(dǎo)向架示意圖

5.3 鋼結(jié)構(gòu)連廊提升下吊點(diǎn)設(shè)置及計(jì)算

臨時(shí)牛腿結(jié)構(gòu)下表面安裝提升下吊點(diǎn)專(zhuān)用地錨結(jié)構(gòu)，液壓提升器和提升地錨通過(guò)專(zhuān)用鋼絞線(xiàn)連接，鋼絞線(xiàn)兩端錨固固定，提升下吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)形式，見(jiàn)圖12、圖13。

5.4 鋼連廊提升下吊受力驗(yàn)算

采用solidworks建立模型，并用workbench進(jìn)行數(shù)值模擬分析，計(jì)算采用容許應(yīng)力法，荷載采用液壓提升器額定提升力（5000kN）。

計(jì)算結(jié)果如下。

經(jīng)數(shù)值模擬：下吊具設(shè)計(jì)及連接采用坡口熔透焊，等強(qiáng)連接，綜合上述分析結(jié)構(gòu)，最大位移為0.64mm，最大應(yīng)力為284MPa，結(jié)構(gòu)處于安全狀態(tài)。

5.5 導(dǎo)向架

在鋼連廊整體提升或下降過(guò)程中，要確保提升器鋼絞線(xiàn)導(dǎo)出順暢，所以每天提升器需要設(shè)置導(dǎo)向架用于導(dǎo)出鋼絞線(xiàn)收納歸集。

在提升器的上方安裝導(dǎo)向架，導(dǎo)向架的導(dǎo)出方向要綜合考慮安裝油管、傳感器和不影響鋼絞線(xiàn)自由下墜等多方面因素。導(dǎo)向架橫梁與天錨之間保持1.5m～2m高度，與提升器中心偏心距離保持在5cm～10cm。

5.6 壓板

提升器和提升地錨均需設(shè)置壓板，提升器配置四塊壓板，提升地錨配置三塊壓板。提升器壓板作用在于固定提升器，直接與提升橫梁上表面焊接連接；地錨壓板作用在于固定地錨，直接與吊具焊接連接。

6 結(jié)語(yǔ)

采用液壓同步整體提升技術(shù)有效地解決了超長(zhǎng)超重鋼桁架安裝高度高、跨度大、重量重等難題，通過(guò)對(duì)超長(zhǎng)超重鋼連廊液壓同步整體提升工況中自行設(shè)計(jì)的提升平臺(tái)數(shù)值模擬分析，得出自行設(shè)計(jì)的提升平臺(tái)上吊點(diǎn)、下吊點(diǎn)等在整體提升過(guò)程中安全性均符合要求，其安全性分析結(jié)果可為類(lèi)似鋼連廊液壓同步整體提升，提供借鑒和參考。