張仕江

（中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610213）

引言

隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，城市發(fā)展速度不斷加快，越來越多設(shè)有連廊的高層建筑被廣泛應(yīng)用于各類公共建筑和商業(yè)建筑中。雙塔樓建筑甚至多塔樓結(jié)構(gòu)形式越來越普遍，各塔樓之間常采用連廊將多座連接在一起。通常而言，鋼結(jié)構(gòu)連廊的高度非常高，而且有很大的跨度，使用大噸位的起重機，結(jié)合塔式起重機就可以拼裝各種散件。因此，鋼結(jié)構(gòu)連廊施工一般采用地面拼裝，整體液壓提升，高空延伸安裝的方法。不僅能減少高空作業(yè)，省去腳手架搭設(shè)拆除時間，而且在可操作性、安全性和工期保障方面都會有較好的效果。但中電建金結(jié)研發(fā)中心鋼結(jié)構(gòu)連廊，與常規(guī)施工技術(shù)相比較，其具有提升結(jié)構(gòu)重量大、提升結(jié)構(gòu)尺寸、面積和體積大等特點。

一、工程概況

某高層建筑的A 區(qū)鋼連廊結(jié)構(gòu)位于9-12 層，長48m，寬24m，凈高12.65m，重量達(dá)651t，共3 榀，整體提升高度37.5m；B 區(qū)鋼連廊結(jié)構(gòu)位于3-6 層長48m，寬31m，高9.05m，總重量達(dá)753t，共4 榀，整體提升高度14m；

二、吊點、提升平臺支撐架、吊具、后裝段、定位平衡裝置設(shè)置及安裝

通過分析高空鋼結(jié)構(gòu)連廊的結(jié)構(gòu)形式以及所具備的特點，在對連廊整體施工的過程中一所設(shè)置的提升吊點每一榀在兩端各設(shè)置一個吊點，每一組的提升吊點都設(shè)置有1 臺液壓提升器，A 區(qū)8 個吊點，B 區(qū)10 個吊點，一共設(shè)置了18 臺[1]。

（一）設(shè)置上吊點

采用液壓同步提升設(shè)備吊裝大跨度連體鋼結(jié)構(gòu)或大面積鋼網(wǎng)架，需要設(shè)置合理的提升支撐平臺，在其上設(shè)置液壓提升千斤頂。液壓提升千斤頂通過提升專用鋼絞線與鋼連廊提升單元上的對應(yīng)下吊點相連接。提升支撐架的結(jié)構(gòu)形式及構(gòu)件類型、尺寸需根據(jù)提升點處支撐反力、支撐主體結(jié)構(gòu)形式最終確定。提升平臺立柱、斜撐規(guī)格為 H300×300×10×16，提升梁規(guī)格為口400×300×16，后拉桿規(guī)格為H250×250×10×14 熱軋型鋼。所有臨時措施材質(zhì)均為Q345B。提升平臺各桿件之間均采用焊接連接，焊縫均采用熔透焊縫，焊縫等級二級，加勁板采用角焊縫連接。提升平臺詳圖如下：

提升平臺支架圖

（二）臨時吊具設(shè)置

為保證大跨空間鋼結(jié)構(gòu)安全平穩(wěn)的提升到預(yù)定高度，被提升結(jié)構(gòu)與鋼絞線之間均需要設(shè)置合理的下提升點工裝，確保兩者的安全可靠連接。本工程被提升結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式對稱，鋼連廊在整體提升過程中主要承受自重產(chǎn)生的垂直荷載。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)置在待提升的單元弦桿的上翼緣上。臨時吊具如下圖所示。

標(biāo)準(zhǔn)臨時吊具計算采用通用有限元分析軟件 ANSYS，建立三維模型。最大應(yīng)力為344MPa，發(fā)生在底錨作用面邊緣的局部很小的位置，有應(yīng)力集中現(xiàn)象。最大變形為 0.5mm。查詢得兩塊側(cè)板上的應(yīng)力分布大致為74-123MPa，立筋板上應(yīng)力較大部位的分布為101-196MPa，滿足要求。

（三）桁架后裝段

為保證桁架主體提升后能與塔樓兩側(cè)的預(yù)裝段精確對接，需要在部分斜腹桿上設(shè)置后裝段。待現(xiàn)場主桁架提升到位，上下弦桿定位焊接后，根據(jù)實測長度對后裝段現(xiàn)場下料后安裝。后裝段2000mm 長，一端連接方式同原設(shè)計施工圖（高強螺栓群），另一端采用Z 字形對接焊縫，如下圖：

（四）定位平衡裝置

A、B 兩區(qū)鋼結(jié)構(gòu)連廊均由多榀鋼連廊共同組成，一般施工技術(shù)中，多采用各榀連廊依次吊裝的方式進(jìn)行。而實際上，在高空中進(jìn)行各榀連廊的對接安裝時，精確度控制及變化控制難度較大，對材料、起吊時操作或者是起吊設(shè)備等都有嚴(yán)格要求，操作稍有不當(dāng)則可能使得各榀鋼連廊之間在對接時產(chǎn)生變形或者移位，不僅影響鋼連廊結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)對接精準(zhǔn)度，而且使得結(jié)構(gòu)整體性差，給后續(xù)安裝和使用帶來影響。

為解決以上操作難點，本工程獨創(chuàng)性的采用了一種多榀鋼連廊定位平衡裝置，利用工字鋼—架立筋—高強螺帽的結(jié)構(gòu)將各榀鋼連廊進(jìn)行連接，以增加鋼連廊定位準(zhǔn)確性和平衡度。高空多榀鋼結(jié)構(gòu)連廊定位平衡裝置，由工字鋼、門型架立筋、鋼墊板和螺帽組成，工字鋼設(shè)在鋼連廊每榀鋼結(jié)構(gòu)頂梁上，與鋼連廊垂直，工字鋼的上下面板設(shè)有多組通孔，通孔位于鋼連廊每榀鋼結(jié)構(gòu)頂梁與工字鋼相接處，每組通孔有4 個，每組通孔中插有兩個門型架立筋將鋼連廊的鋼結(jié)構(gòu)頂梁卡在中間，門型架立筋上設(shè)有螺紋，鋼墊板上設(shè)有對應(yīng)的通孔鋼墊板連接在門型架立筋底部，并通過螺帽鎖緊后緊貼于鋼連廊鋼結(jié)構(gòu)頂梁底面。

所采用的定位平衡裝置具有以下優(yōu)點：

1.通過本裝置將鋼連廊各榀鋼結(jié)構(gòu)形成整體，減少高空吊裝作業(yè)量，提高連廊的整體性，方便后續(xù)進(jìn)行吊裝和安裝施工；

2.具體采用4 個通孔和兩個門型架立筋，配合鋼墊板和高強度螺帽的方法，使得裝置安裝后，能夠?qū)撨B廊頂梁穩(wěn)固在裝置形成的夾緊空間內(nèi)，方便快捷的解決鋼連廊在起吊和安裝過程中可能發(fā)生的局部變形或者移位的問題；

3.本裝置加工簡單，各部件取材方便，易于實施。

三、整體提升施工技術(shù)

高空大跨度多層鋼鋼連廊由于具有體量大、高度高、跨度大、構(gòu)件重量大等結(jié)構(gòu)特點，直接在高空進(jìn)行較為困難，因此近年來，一般采用在地面整體拼裝完成后，運用液壓提升設(shè)備，采用計算機數(shù)控同步技術(shù)，將鋼連廊一次性整體提升安裝到位的技術(shù)進(jìn)行施工，既滿足了設(shè)計要求，又解決了傳統(tǒng)施工的難題。

（一）液壓整體同步提升工藝特點

1.采取在較低標(biāo)高處整體拼裝，便于使用機械化焊接作業(yè)，從而使焊接質(zhì)量和裝配精度及檢測精度上更容易得到保證。

2.采取在較低標(biāo)高處進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的拼裝、焊接及油漆等工作，施工效率高，安全防護(hù)工作易于組織，施工質(zhì)量易于保證。

3.采用“超大型構(gòu)件液壓同步提升施工技術(shù)”吊裝，技術(shù)成熟，吊裝過程安全性有充分的保障。

4.采用液壓提升吊裝，將高空作業(yè)量降至最少，加之液壓整體提升作業(yè)絕對時間較短，能夠有效保證結(jié)構(gòu)的安裝工期。

5.液壓同步提升設(shè)備體積、重量較小，機動能力強，倒運和安裝方便。

（二）液壓整體同步提升工藝流程

1.將連廊鋼結(jié)構(gòu)提升單元在其投影面正下方的地下室頂板上拼裝成整體，包括加固桿件、提升臨時措施等附屬結(jié)構(gòu)；

2.在塔樓結(jié)構(gòu)的屋面層利用桁架預(yù)裝段及主樓結(jié)構(gòu)勁性柱設(shè)置提升平臺（上吊點）；

3.安裝液壓同步提升系統(tǒng)設(shè)備，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結(jié)構(gòu)桁架下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.檢查連廊鋼結(jié)構(gòu)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.提升單元提升約150mm 后，暫停提升；

11.再次檢查連廊鋼結(jié)構(gòu)提升單元以及液壓同步提升臨時措施有無異常；

12.確認(rèn)無異常情況后，同步提升5m；

13.安裝鋼連廊最底層吊掛結(jié)構(gòu)；

14.連廊鋼結(jié)構(gòu)提升單元提升至距離設(shè)計標(biāo)高約500mm 時，暫停提升；

15.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(dá)到設(shè)計位置，滿足對接要求；

16.連廊鋼結(jié)構(gòu)對接工作完畢后，液壓提升系統(tǒng)各吊點同步分級卸載；拆除液壓提升設(shè)備，連廊鋼結(jié)構(gòu)整體提升安裝完成。

結(jié)束語

通過上面的研究可以明確，在高層建筑施工中，高空大跨度鋼結(jié)構(gòu)連廊采用整體提升施工技術(shù)，使得施工簡單化，安全系數(shù)提高，風(fēng)險大大降低，可以保證施工質(zhì)量，施工進(jìn)度加快，工程施工成本大大降低。隨著施工工藝技術(shù)不斷完善，對于細(xì)節(jié)有效控制，提高了精準(zhǔn)度。