超高層建筑之間的鋼結構連廊安裝施工技術

上海建工一建集團有限公司 上海 200120

1 工程概況

上海陸家嘴中心大廈由 5 棟高層辦公樓、1 棟多層配套設施組成。其中，超高層辦公樓的結構形式為鋼筋混凝土結構+核心筒+外圍鋼結構，多層配套設施為鋼結構。各辦公樓核心筒為鋼筋混凝土（其中 TD4-1、2、3 核心筒設置勁性柱），外圍為鋼結構和組合樓板組合而成的混合結構體系（TD4-1 外圍帶勁性梁柱），見圖1。

圖1 建筑整體效果圖

2 鋼結構連廊概況

鋼結構連廊分為6 部分，連廊1位于TD4-4塔樓北側，連廊2位于TD4-4塔樓與TD4-7塔樓之間，連廊3位于TD4-1塔樓與TD4-4塔樓之間，連廊4位于TD4-1塔樓與TD4-2塔樓之間，連廊5和連廊6位于TD4-7塔樓與TD4-2、TD4-3塔樓之間，連廊離地高度5.5 m，為長方形，寬度為8.4～20 m不等， 長度為31～75 m不等，為鋼框架組合樓板結構體系，單層建筑面積約3 800 m2（圖2）。

圖2 連廊平面示意

連廊結構體系為鋼框架-組合樓板結構體系。框柱截面形式為箱形，最大截面尺寸為450 mm×450 mm×50 mm×50 mm；鋼梁截面形式為H形，最大截面尺寸為1 350 mm×300 mm×35 mm×45 mm。除部分次梁及樓梯梁材質為Q235B外，鋼柱（包括電梯井鋼柱）、主梁及大部分次梁均采用Q345B鋼材，隅撐采用75 mm×5 mm角鋼。樓板采用壓型鋼板現澆鋼筋混凝土組合樓板，材質為Q345B。鋼框架梁上翼緣Φ19 mm×80 mm栓釘按雙排布置，間距不大于200 mm。鋼次梁上翼緣Φ19 mm×80 mm栓釘按單排布置，間距不大于200 mm。

3 施工重點難點及對策

3.1 鋼結構深化設計

本工程總用鋼量約1 000 t，構件數量多，形式較為復雜，對于鋼結構的深化設計提出了較高要求。本著遵循原設計的原則，結合現場安裝分段、工廠制作工藝進行結構深化設計[1]。

3.2 測量精度控制

鋼結構在安裝過程中受風荷載、日照的影響較大，對測量控制的方法和測量精度提出了高要求。通過建立合理的平面控制網及高程傳遞體系，確保鋼結構測量及校正精度要求。

3.3 現場焊接

本工程鋼結構主材采用Q345B鋼材，且結構大量使用中厚鋼板，最厚鋼板厚度達50 mm。焊接過程中對焊接參數的選定，焊前預熱、焊后保溫的把握，對焊接變形和層間溫度的控制，都需要通過焊接工藝試驗進行測試[2]。

3.4 安裝效率優化

根據汽車吊的起重能力和起重范圍，將進行合理的吊裝作業分配，在主框架安裝完成后，汽車吊即進行移位安裝下一單元。通過合理的組織協調，發揮起重機械的最大施工效率，加快施工進度。

4 鋼結構安裝施工

4.1 吊次分析

所有鋼構件使用1 臺25 t汽車吊站位于結構外側進行吊裝。經統計，塔樓共有外框主梁212 件、次梁101 件、鋼柱88 件。為加快安裝效率，部分次梁采用串吊形式進行吊裝，合計吊次約為573 吊次，壓型鋼板約3 800 m2，合計需要35 吊次，其他工機具及材料合計需要50 吊次，因此，總計為658 吊次。

4.2 鋼結構整體安裝流程

安裝流程：逐一進行各連廊安裝，首先進行連廊一鋼結構安裝，按從東到西、從北向南的順序安裝，連廊安裝完成后，汽車吊移位，然后按計劃依次進行其余連廊鋼結構安裝施工，下一安裝單元開始安裝時，同時進行上一安裝單元高強螺栓及焊接施工[3]。具體如下：

（a）安裝連廊一首節鋼柱及其中間連梁→安裝第4根鋼柱及相應連梁，形成穩定的框架體系→安裝相鄰的鋼柱及外框鋼梁（圖3）。

圖3 連廊—鋼柱及邊梁安裝

（b）安裝第2框架梁柱，同時安裝第1框架次梁及校正鋼柱和擰緊高強螺栓（圖4）。

（c）校正梁柱，然后打高強螺栓和焊接，按從東到西、從北向南的順序安裝，最后安裝樓梯（圖5）。

（d）鋪設壓型鋼板，焊接栓釘，封邊模板。

圖4 第2框架柱安裝

圖5 打高強螺栓焊接

5 施工要點

5.1 鋼柱安裝

首先測量放線，定位好柱腳中心位置及化學錨栓位置。鋼柱吊裝到位后，調整鋼柱的柱腳標高，鋼柱的中心線應與下面一段鋼柱的中心線吻合，并四面兼顧，穿好連接螺栓，并及時拉設纜風繩對鋼柱進一步進行穩固。鋼柱臨時固定完成后，即可進行初校，以便鋼梁的安裝[4]。

5.2 鋼梁安裝

確定好鋼梁的安裝位置后，將梁吊至安裝點處緩慢下降使梁平穩就位，等梁與牛腿對準后，用沖釘穿孔作臨時就位對中，并將另一塊連接板移至相對位置穿入沖釘中，將梁兩端打緊逼正，節點兩側各穿入普通螺栓臨時加以緊固[5]。安裝時采用臨時螺栓進行臨時固定，不得用高強螺栓代替安裝螺栓直接穿入。

5.3 焊接

鋼結構的平面焊接順序與樓層平面分區施工順序一致。隨著各區域的安裝依次展開，待各單元分區全部安裝完畢并校正合格后，由中間向兩側對稱進行焊接，以減小焊接造成的結構變形[6]。

5.4 壓型鋼板與栓釘焊接

5.4.1 壓型鋼板安裝

（a）壓型鋼板采用專用吊具進行吊裝，以由下往上樓層順序吊料為原則，避免因先行吊放上層材料后阻礙下一層樓的吊放作業。

（b）壓型鋼板在鋪設時，縱、橫向壓型鋼板要注意溝槽的對直溝通，以便于鋼筋綁扎。要保證平面繃直，鋪設好以后，不允許產生下凹現象。

（c）梁柱接頭等邊角處所需的壓型鋼板切口應以等離子切割機完成切割作業，依照現場的實際形狀裁剪，不得動用編排在其他部位的壓型鋼板，切割面力求平整。切割時不允許采用火焰切割，避免燒傷鍍鋅層[7]。

5.4.2 栓釘焊接

（a）2 個或更多的栓釘槍在同一電源上使用，應采用聯動裝置保證1 次只有1 把栓釘槍能使用。這樣電源就能在1 個栓釘焊完后再開始下一次焊接。

（b）每個栓釘都要帶有1 個瓷環來保護電弧的熱量以及穩定電弧。電弧保護瓷環要保持干燥，如果表面有露水和雨水痕跡則應在120 °C的干燥器內烘2 h后再使用[8]。

（c）焊接栓釘的地方應當無鐵銹、灰塵、露水或其它對產生合格焊縫有危害的物質。

6 結語

針對群體高層建筑之間的連接通道采用鋼結構連廊的結構形式施工，既滿足了建筑功能的要求又節約了工程造價、加快了施工進度。當然，在鋼結構連廊施工過程中需注意精確的測量，確保高層建筑之間的可靠且無縫連接，同時控制鋼結構連廊安裝及焊接過程中的變形，使鋼結構連廊的外形整體美觀與群體高層建筑融為一體是關鍵。