孫 婷 房霆宸 夏巨偉

1. 上海建工集團股份有限公司 上海 200080；2. 上海超高層建筑智能建造工程技術研究中心 上海 200080

空中連廊是將2棟或若干棟建筑連接起來的高空通道。常見的空中連廊形式有桁架、空腹桁架、拱結構等。隨著建筑功能需求的發(fā)展，多層大跨度鋼結構空中連廊得到越來越廣泛的應用。由于層數較多、整體結構質量較大，這類連廊的安裝難度相對較大，安裝精度和變形控制難度也較大。

對于空中連廊鋼結構，常用的安裝工藝主要有高空原位安裝和整體提升安裝。對于高空原位安裝，如果連廊離地高度不高，可以采用設置臨時支撐的方法分件吊裝；如果安裝高度很高，則懸臂安裝也是一種方法。如著名的中央電視臺總部大樓空中90°轉角連廊結構，就是采用高空懸臂安裝的典型案例。但在懸臂安裝時，施工過程中的變形控制難度大，凌空作業(yè)安全風險高，安裝速度慢。

整體提升安裝，即將連廊在地面或投影下方的結構上拼裝完成后，利用整體提升機構同步提升到位。采用整體提升安裝時，對于多層連廊來說：首先，由于連廊結構很重，如果下部存在既有建筑，則對下部結構的承載能力要求較高，結構加固工作量將很大；其次，多層連廊對整體提升系統的提升能力要求也較高；最后，在提升過程中，多層連廊整體結構的迎風面積大，對抗風要求高。

采用整體提升和高空原位安裝相結合的方法，可以較為有效地解決上述問題?？罩羞B廊底部的桁架層采用地面拼裝、整體提升的方法安裝，上部的框架結構可依托提升到位的桁架層原位安裝，充分發(fā)揮各自結構的特點。

1 工程概況

某金融中心建筑采用雙塔樓形式，塔樓地上均為20層，結構頂標高92.35 m，采用鋼筋混凝土框架-剪力墻結構形式，部分柱內插型鋼。雙塔1—6層之間為鋼筋混凝土框架結構裙房，頂部16—20層之間設2座空中連廊。

2座空中連廊的結構布置及形式相同，連廊跨度為42 m，寬度約20.5 m，高4個樓層（約18 m），采用底部鋼桁架、上部鋼框架組合形式。其中，底部桁架層高2個樓層，上部鋼框架高2個樓層。底部桁架層由3榀主桁架（2榀邊桁架和1榀中間桁架）和跨中的2榀橫向連系桁架組成主受力結構。主桁架與兩側塔樓內勁性鋼柱剛性連接?？罩羞B廊在16層、18層、20層設有平面支撐（圖1）。

圖1 空中連廊立面布置

連廊主桁架桿件均為焊接箱形截面，截面尺寸為350 mm×350 mm×20 mm×20 mm～600 mm×500 mm×35 mm×35 mm不等，材質為Q390GJ。連廊上部鋼柱截面為焊接箱形，桁架層樓面梁及上部樓層鋼梁截面為H形（熱軋或焊接），材質均為Q345B。連廊樓面結構為鋼筋桁架樓承板組合樓板。

2 工程難點及總體安裝思路

空中連廊位于16層（頂板）—20層（頂板），標高為74.2～92.35 m，連廊鋼結構底部離下部混凝土結構（6層頂板，標高29.4 m）凈空近45 m，安裝高度高。連廊跨度42 m，主桁架單榀質量約116 t，單座連廊桁架層質量約588 t，單座連廊鋼結構總質量約810 t。

針對大跨、重型空中連廊結構，結合其底部桁架、上部鋼框架結構特點，擬采用桁架層整體提升安裝、上部鋼框架高空原位安裝的方法進行施工[1-2]。連廊拼裝工位布置在其投影下方的6層鋼筋混凝土裙房頂部。連廊拼裝和提升安裝不影響裙房內部二結構、機電管線、裝飾等專業(yè)施工?？紤]到整座連廊質量達810 t，投影面積為840 m2，如果整座連廊一起拼裝和提升，則拼裝時作用在裙房屋頂的荷載將達到近10 kN/m2。為降低作用在混凝土結構上的荷載，同時減小提升荷載和結構加固量，考慮僅拼裝和提升桁架層，將拼裝荷載降至7 kN/m2。上部的2層鋼框架待桁架層提升安裝完成后，再高空原位安裝。

3 空中連廊安裝方案

3.1 桁架層整體拼裝

3.1.1 拼裝胎架搭建

裙房結構施工時，根據拼裝荷載對結構進行承載力復核。在混凝土柱頂預埋埋件，方便后續(xù)連廊拼裝胎架固定。

根據進度計劃安排，桁架層拼裝準備工作在兩側塔樓結構封頂前2個月開始。利用塔樓的2臺塔吊進行拼裝胎架的安裝，胎架采用H型鋼搭設。為有效減少拼裝荷載對混凝土屋面結構的影響，胎架根據裙房結構柱網，架空支承在柱頂上，以確保胎架自重及拼裝荷載直接傳遞至混凝土柱。根據施工計算，經拼裝胎架傳遞至混凝土柱頂單點最大豎向荷載為610 kN，可通過加大局部混凝土柱配筋解決受力問題，不增大混凝土柱截面尺寸。

胎架搭建完成后，采用全站儀進行測量定位放線。為確保定位線在拼裝過程中不發(fā)生偏移，定位線測放在裙房屋面混凝土結構上。

3.1.2 桁架層拼裝施工

桁架層構件按弦桿為主進行工廠分段，分段長度根據塔吊起重能力確定，基本為一個節(jié)間一段，長度為8.4 m。桁架兩端與塔樓連接處桿件加工時預留余量，待預埋在塔樓混凝土結構內的桁架連接鋼牛腿施工完成后，通過全站儀實測鋼牛腿實際偏差，并與工廠內桁架桿件之間采用數字化虛擬預拼裝，確定端口修正尺寸，確保桁架桿件加工精度。桁架層桿件在現場采用塔吊進行整體拼裝，鋪設底層鋼筋桁架樓承板，作為高空安裝作業(yè)時的安全硬隔離。

3.2 桁架層整體提升安裝

3.2.1 整體提升系統布置

根據連廊結構特點及兩側塔樓結構布置，提升點共設6個點，每側3個點，提升下錨點分別設置在連廊3榀主桁架的兩端，具體布置如圖2所示。利用塔樓處塔吊安裝液壓整體提升支架和液壓千斤頂等設備。提升支架固定在兩側塔樓勁性鋼柱柱頂上，支架形式如圖3所示[3-4]。提升系統安裝完畢后進行調試和驗收。

圖2 整體提升點布置

圖3 提升支架形式

3.2.2 整體提升

將桁架層試提升，當桁架最低點離開胎架30 cm后，懸停，進行相關的檢測；靜止數小時，待整體提升系統和桁架結構檢測無誤后，開始正式提升（圖4）。

圖4 空中連廊整體提升準備工況

桁架層整體提升到位并校正后鎖定提升系統，先完成桁架所有弦桿與塔樓鋼牛腿的臨時固定連接。然后利用塔樓塔吊補缺安裝桁架層與塔樓之間的連接構件，完成桁架層接頭的永久連接。最后完成整體提升系統荷載轉換，利用塔樓塔吊拆除整體提升系統。

3.2.3 整體提升工況計算

對整體提升過程進行了相關計算，得出提升點荷載及提升過程最不利工況下的連廊應力和變形，限于篇幅，計算過程略去[5]。計算表明，在整體提升過程中，空中連廊的最大應力為24.4 MPa，最大變形為8.9 mm，即采用整體提升安裝工藝，連廊結構是安全的（圖5）。

圖5 連廊整體提升最不利工況下的應力、變形云圖

根據提升計算分析，各提升點提升荷載如表1所示。每個提升點配置1臺額定提升能力1 500 kN的穿心式液壓千斤頂，各提升點提升能力均大于對應吊點荷載標準值的1.25倍，總提升能力（1 500 kN×6=9 000 kN）是總提升荷載標準值（5 880.9 kN）的1.53倍，即大于1.25倍且不大于2.5倍，滿足GB 51162—2016《重型結構和設備整體提升技術規(guī)范》的規(guī)定。

表1 各提升點荷載及千斤頂配置

同時，對設置在塔樓頂部的提升支架進行計算分析，計算結果表明所設計采用的提升支架最大應力為186 MPa（提升支架材質均為Q345B），最大變形為16 mm，提升支架的承載能力及變形均滿足安全要求（圖6）。

圖6 提升支架應力及變形云圖

為確保整體提升過程安全，在施工全過程中進行了變形和應力監(jiān)測。變形監(jiān)測采用全站儀，測點主要布置在桁架兩端（提升點）和跨中以及提升支架千斤頂布置位置。對6個提升千斤頂的行程進行同步監(jiān)測。應力監(jiān)測同樣布置在被提升桁架和提升支架上，桁架上的監(jiān)測點數據采用無線技術傳輸，提高數據采集的實時性和操作安全性；提升支架上的應力監(jiān)測數據采用傳統的有線采集技術進行處理。

3.3 桁架層上部鋼框架原位安裝

桁架層結構全部安裝完畢，整體提升系統卸載后，利用塔樓的2臺塔吊逐層吊裝桁架層上方鋼框架。由于桁架層底部樓承板事先已在地面鋪設完畢，故在上部鋼框架吊裝時已形成了可靠的高空硬隔離，有效地保證了施工安全。

4 結語

通過采用底部桁架層整體提升、上部鋼框架高空原位安裝的組合安裝方法，解決了雙塔樓之間大跨度空中連廊鋼結構的安裝問題，同時降低了拼裝荷載和下部結構的承載要求。通過工廠預拼裝結合現場實測反饋，保證了鋼桁架整體提升時的空中對接精度，提高了鋼結構施工質量。

工程實施的不足之處是受承包模式、幕墻施工進度等制約，連廊底部的幕墻未能實現與桁架層地面拼裝時一并安裝、隨桁架一起提升的設想。這使得后續(xù)空中連廊底部幕墻的安裝又成為一個難題，對此可在后續(xù)類似工程中考慮進一步優(yōu)化。