超高层建筑之间的钢结构连廊安装施工技术

上海建工一建集团有限公司 上海 200120

1 工程概况

上海陆家嘴中心大厦由 5 栋高层办公楼、1 栋多层配套设施组成。其中，超高层办公楼的结构形式为钢筋混凝土结构+核心筒+外围钢结构，多层配套设施为钢结构。各办公楼核心筒为钢筋混凝土（其中 TD4-1、2、3 核心筒设置劲性柱），外围为钢结构和组合楼板组合而成的混合结构体系（TD4-1 外围带劲性梁柱），见图1。

图1 建筑整体效果图

2 钢结构连廊概况

钢结构连廊分为6 部分，连廊1位于TD4-4塔楼北侧，连廊2位于TD4-4塔楼与TD4-7塔楼之间，连廊3位于TD4-1塔楼与TD4-4塔楼之间，连廊4位于TD4-1塔楼与TD4-2塔楼之间，连廊5和连廊6位于TD4-7塔楼与TD4-2、TD4-3塔楼之间，连廊离地高度5.5 m，为长方形，宽度为8.4～20 m不等， 长度为31～75 m不等，为钢框架组合楼板结构体系，单层建筑面积约3 800 m2（图2）。

图2 连廊平面示意

连廊结构体系为钢框架-组合楼板结构体系。框柱截面形式为箱形，最大截面尺寸为450 mm×450 mm×50 mm×50 mm；钢梁截面形式为H形，最大截面尺寸为1 350 mm×300 mm×35 mm×45 mm。除部分次梁及楼梯梁材质为Q235B外，钢柱（包括电梯井钢柱）、主梁及大部分次梁均采用Q345B钢材，隅撑采用75 mm×5 mm角钢。楼板采用压型钢板现浇钢筋混凝土组合楼板，材质为Q345B。钢框架梁上翼缘Φ19 mm×80 mm栓钉按双排布置，间距不大于200 mm。钢次梁上翼缘Φ19 mm×80 mm栓钉按单排布置，间距不大于200 mm。

3 施工重点难点及对策

3.1 钢结构深化设计

本工程总用钢量约1 000 t，构件数量多，形式较为复杂，对于钢结构的深化设计提出了较高要求。本着遵循原设计的原则，结合现场安装分段、工厂制作工艺进行结构深化设计[1]。

3.2 测量精度控制

钢结构在安装过程中受风荷载、日照的影响较大，对测量控制的方法和测量精度提出了高要求。通过建立合理的平面控制网及高程传递体系，确保钢结构测量及校正精度要求。

3.3 现场焊接

本工程钢结构主材采用Q345B钢材，且结构大量使用中厚钢板，最厚钢板厚度达50 mm。焊接过程中对焊接参数的选定，焊前预热、焊后保温的把握，对焊接变形和层间温度的控制，都需要通过焊接工艺试验进行测试[2]。

3.4 安装效率优化

根据汽车吊的起重能力和起重范围，将进行合理的吊装作业分配，在主框架安装完成后，汽车吊即进行移位安装下一单元。通过合理的组织协调，发挥起重机械的最大施工效率，加快施工进度。

4 钢结构安装施工

4.1 吊次分析

所有钢构件使用1 台25 t汽车吊站位于结构外侧进行吊装。经统计，塔楼共有外框主梁212 件、次梁101 件、钢柱88 件。为加快安装效率，部分次梁采用串吊形式进行吊装，合计吊次约为573 吊次，压型钢板约3 800 m2，合计需要35 吊次，其他工机具及材料合计需要50 吊次，因此，总计为658 吊次。

4.2 钢结构整体安装流程

安装流程：逐一进行各连廊安装，首先进行连廊一钢结构安装，按从东到西、从北向南的顺序安装，连廊安装完成后，汽车吊移位，然后按计划依次进行其余连廊钢结构安装施工，下一安装单元开始安装时，同时进行上一安装单元高强螺栓及焊接施工[3]。具体如下：

（a）安装连廊一首节钢柱及其中间连梁→安装第4根钢柱及相应连梁，形成稳定的框架体系→安装相邻的钢柱及外框钢梁（图3）。

图3 连廊—钢柱及边梁安装

（b）安装第2框架梁柱，同时安装第1框架次梁及校正钢柱和拧紧高强螺栓（图4）。

（c）校正梁柱，然后打高强螺栓和焊接，按从东到西、从北向南的顺序安装，最后安装楼梯（图5）。

（d）铺设压型钢板，焊接栓钉，封边模板。

图4 第2框架柱安装

图5 打高强螺栓焊接

5 施工要点

5.1 钢柱安装

首先测量放线，定位好柱脚中心位置及化学锚栓位置。钢柱吊装到位后，调整钢柱的柱脚标高，钢柱的中心线应与下面一段钢柱的中心线吻合，并四面兼顾，穿好连接螺栓，并及时拉设缆风绳对钢柱进一步进行稳固。钢柱临时固定完成后，即可进行初校，以便钢梁的安装[4]。

5.2 钢梁安装

确定好钢梁的安装位置后，将梁吊至安装点处缓慢下降使梁平稳就位，等梁与牛腿对准后，用冲钉穿孔作临时就位对中，并将另一块连接板移至相对位置穿入冲钉中，将梁两端打紧逼正，节点两侧各穿入普通螺栓临时加以紧固[5]。安装时采用临时螺栓进行临时固定，不得用高强螺栓代替安装螺栓直接穿入。

5.3 焊接

钢结构的平面焊接顺序与楼层平面分区施工顺序一致。随着各区域的安装依次展开，待各单元分区全部安装完毕并校正合格后，由中间向两侧对称进行焊接，以减小焊接造成的结构变形[6]。

5.4 压型钢板与栓钉焊接

5.4.1 压型钢板安装

（a）压型钢板采用专用吊具进行吊装，以由下往上楼层顺序吊料为原则，避免因先行吊放上层材料后阻碍下一层楼的吊放作业。

（b）压型钢板在铺设时，纵、横向压型钢板要注意沟槽的对直沟通，以便于钢筋绑扎。要保证平面绷直，铺设好以后，不允许产生下凹现象。

（c）梁柱接头等边角处所需的压型钢板切口应以等离子切割机完成切割作业，依照现场的实际形状裁剪，不得动用编排在其他部位的压型钢板，切割面力求平整。切割时不允许采用火焰切割，避免烧伤镀锌层[7]。

5.4.2 栓钉焊接

（a）2 个或更多的栓钉枪在同一电源上使用，应采用联动装置保证1 次只有1 把栓钉枪能使用。这样电源就能在1 个栓钉焊完后再开始下一次焊接。

（b）每个栓钉都要带有1 个瓷环来保护电弧的热量以及稳定电弧。电弧保护瓷环要保持干燥，如果表面有露水和雨水痕迹则应在120 °C的干燥器内烘2 h后再使用[8]。

（c）焊接栓钉的地方应当无铁锈、灰尘、露水或其它对产生合格焊缝有危害的物质。

6 结语

针对群体高层建筑之间的连接通道采用钢结构连廊的结构形式施工，既满足了建筑功能的要求又节约了工程造价、加快了施工进度。当然，在钢结构连廊施工过程中需注意精确的测量，确保高层建筑之间的可靠且无缝连接，同时控制钢结构连廊安装及焊接过程中的变形，使钢结构连廊的外形整体美观与群体高层建筑融为一体是关键。