高空大跨度多層鋼連廊整體提升施工技術研究

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

隨著建筑業的蓬勃發展，城市發展速度不斷加快，越來越多設有連廊的高層建筑被廣泛應用于各類公共建筑和商業建筑中。雙塔樓建筑甚至多塔樓結構形式越來越普遍，各塔樓之間常采用連廊將多座連接在一起。通常而言，鋼結構連廊的高度非常高，而且有很大的跨度，使用大噸位的起重機，結合塔式起重機就可以拼裝各種散件。因此，鋼結構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，省去腳手架搭設拆除時間，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。但中電建金結研發中心鋼結構連廊，與常規施工技術相比較，其具有提升結構重量大、提升結構尺寸、面積和體積大等特點。

一、工程概況

某高層建筑的A 區鋼連廊結構位于9-12 層，長48m，寬24m，凈高12.65m，重量達651t，共3 榀，整體提升高度37.5m；B 區鋼連廊結構位于3-6 層長48m，寬31m，高9.05m，總重量達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、定位平衡裝置設置及安裝

通過分析高空鋼結構連廊的結構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置的提升吊點每一榀在兩端各設置一個吊點，每一組的提升吊點都設置有1 臺液壓提升器，A 區8 個吊點，B 區10 個吊點，一共設置了18 臺[1]。

（一）設置上吊點

采用液壓同步提升設備吊裝大跨度連體鋼結構或大面積鋼網架，需要設置合理的提升支撐平臺，在其上設置液壓提升千斤頂。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下吊點相連接。提升支撐架的結構形式及構件類型、尺寸需根據提升點處支撐反力、支撐主體結構形式最終確定。提升平臺立柱、斜撐規格為 H300×300×10×16，提升梁規格為口400×300×16，后拉桿規格為H250×250×10×14 熱軋型鋼。所有臨時措施材質均為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）臨時吊具設置

為保證大跨空間鋼結構安全平穩的提升到預定高度，被提升結構與鋼絞線之間均需要設置合理的下提升點工裝，確保兩者的安全可靠連接。本工程被提升結構的結構形式對稱，鋼連廊在整體提升過程中主要承受自重產生的垂直荷載。本工程中根據提升上吊點的設置，下吊點分別垂直對應每一上吊點設置在待提升的單元弦桿的上翼緣上。臨時吊具如下圖所示。

標準臨時吊具計算采用通用有限元分析軟件 ANSYS，建立三維模型。最大應力為344MPa，發生在底錨作用面邊緣的局部很小的位置，有應力集中現象。最大變形為 0.5mm。查詢得兩塊側板上的應力分布大致為74-123MPa，立筋板上應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的預裝段精確對接，需要在部分斜腹桿上設置后裝段。待現場主桁架提升到位，上下弦桿定位焊接后，根據實測長度對后裝段現場下料后安裝。后裝段2000mm 長，一端連接方式同原設計施工圖（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 兩區鋼結構連廊均由多榀鋼連廊共同組成，一般施工技術中，多采用各榀連廊依次吊裝的方式進行。而實際上，在高空中進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備等都有嚴格要求，操作稍有不當則可能使得各榀鋼連廊之間在對接時產生變形或者移位，不僅影響鋼連廊結構與主體結構對接精準度，而且使得結構整體性差，給后續安裝和使用帶來影響。

為解決以上操作難點，本工程獨創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—高強螺帽的結構將各榀鋼連廊進行連接，以增加鋼連廊定位準確性和平衡度。高空多榀鋼結構連廊定位平衡裝置，由工字鋼、門型架立筋、鋼墊板和螺帽組成，工字鋼設在鋼連廊每榀鋼結構頂梁上，與鋼連廊垂直，工字鋼的上下面板設有多組通孔，通孔位于鋼連廊每榀鋼結構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構頂梁卡在中間，門型架立筋上設有螺紋，鋼墊板上設有對應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構頂梁底面。

所采用的定位平衡裝置具有以下優點：

1.通過本裝置將鋼連廊各榀鋼結構形成整體，減少高空吊裝作業量，提高連廊的整體性，方便后續進行吊裝和安裝施工；

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，能夠將鋼連廊頂梁穩固在裝置形成的夾緊空間內，方便快捷的解決鋼連廊在起吊和安裝過程中可能發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

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

（一）液壓整體同步提升工藝特點

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

2.采取在較低標高處進行鋼結構的拼裝、焊接及油漆等工作，施工效率高，安全防護工作易于組織，施工質量易于保證。

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

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

5.液壓同步提升設備體積、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.將連廊鋼結構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構；

2.在塔樓結構的屋面層利用桁架預裝段及主樓結構勁性柱設置提升平臺（上吊點）；

3.安裝液壓同步提升系統設備，包括液壓泵源系統、提升器、傳感器、液壓油管等；

4.在已拼裝完成的連廊鋼結構桁架下弦的兩端與上吊點對應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.調試液壓同步提升系統；

7.張拉鋼絞線，使得所有鋼絞線均勻受力；

8.檢查連廊鋼結構提升單元以及液壓同步提升的所有臨時措施是否滿足設計要求；

9.確認無誤后，按照設計荷載的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.再次檢查連廊鋼結構提升單元以及液壓同步提升臨時措施有無異常；

12.確認無異常情況后，同步提升5m；

13.安裝鋼連廊最底層吊掛結構；

14.連廊鋼結構提升單元提升至距離設計標高約500mm 時，暫停提升；

15.各提升吊點通過計算機系統的“微調、點動”功能，使各提升吊點均達到設計位置，滿足對接要求；

16.連廊鋼結構對接工作完畢后，液壓提升系統各吊點同步分級卸載；拆除液壓提升設備，連廊鋼結構整體提升安裝完成。

結束語

通過上面的研究可以明確，在高層建筑施工中，高空大跨度鋼結構連廊采用整體提升施工技術，使得施工簡單化，安全系數提高，風險大大降低，可以保證施工質量，施工進度加快，工程施工成本大大降低。隨著施工工藝技術不斷完善，對于細節有效控制，提高了精準度。