探讨大型空中钢连廊转换桁架整体提升技术的应用

丁滔

【摘要】随着建筑工业的高速发展，拥有空中楼阁美誉之称的钢连廓也逐渐呈现在现代超高层建筑中，本文结合南京金鹰世界项目的大型空中钢连廊施工过程，论证了整体提升施工方案的有效性，分析了工艺原理，并形成了施工工法。

【关键词】空中钢连廊；整体提升；集群作业；转换桁架；同步控制

1、工程概况

金鹰世界位于南京市河西新城，是全球最高的非对称三塔连体建筑，底部裙楼也是亚洲最大的购物中心，总面积91.8万平方米。其中，塔楼为酒店及写字楼高度分别为368m、328m和300.8m。三栋塔楼间由空中钢连廊连接，投影尺寸约71.5m×59m（4400m2），涉及楼层从43F开始至49F结束，共7个楼层，连廊总高度近40m。空中连廊以44F（199.500m）楼面标高为界分上下两部分，连廊下部结构由转换桁架、楼层钢梁以及外立面的连体桁架组成。连廊上部采用全钢框架结构。转换桁架位于空中连廊的43-44F，标高+190.500m-198.500m，高度为8m。下部转换桁架共15榀，呈十字型交叉布置，桁架二端分别连接塔楼外围钢柱、核心筒劲性钢柱及外围连体桁架。转换桁架钢结构共计748件，总重约3065t，提升部分重量约为2800t。转换桁多数采用焊接箱型构件，构件最大板厚100mm，材质Q390GJ钢。

2、总技术路线

在206.9m标高处设置12个提升支架，布置穿心式液压千斤顶及液压泵站做为提升设备，提升架为起重机械，以高强度低松弛钢绞线为承力部件，承重钢绞线通过液压千斤顶夹具固定下垂，然后通过钢绞线底锚与桁架下弦杆锚固。采用计算机多参数自动控制，令上下锚交替作业，向上提起承重钢绞线，以钢绞线传递动力，转换桁架上升，控制液压提升设备实现空中连廊转换桁架高空连续提升，将裙房顶层拼装的转换桁架结构提升至设计位置。即“钢绞线承重，液压千斤顶集群作业，计算机同步控制”的提升安装工艺。提升到位后进行桁架补缺，最后拆除提升设备。

3、施工流程

3.1提升设备布置及转换桁架的拼装

采用tx-j200千斤顶和tx-j350千斤顶，每个提升点根据实际提升力情况配置。两种千斤采用φ15.2的钢绞线，其破断力为26t，用至其约50%，则每根钢绞线上的力为10t。各提升点的提升能力，总提升力满足规范的要求。

转换桁架在裙楼屋面进行散件拼装，总体焊接顺序原则为：从中间向两边逐步扩展，事先估算做好局部预变形，减少收缩应力，以防产生焊裂。

3.2桁架试提升阶段

转换桁架在裙楼屋面进行散件拼装完成并通过验收后，将桁架提升至距拼装胎架100mm高处，静置过夜并派专人监控静置过程。第二天观察吊具及桁架情况，待结构因自重产生的变形稳定后，继续提升。若桁架发生较大变形或者偏转等意外情况，则需要下放至胎架上重新调整状态直至解决问题，方可继续提升。

3.3桁架正式提升阶段

对试提阶段观测的各项数据分析满足条件后，将桁架继续提升，并在桁架提升4m后悬停，进一步观测提升系统的同步性数据，并将桁架锁死，准备屋面临时支撑的拆除。在提升系统的同步性数据稳定后进行桁架正式提升，屋面临时支撑的拆除穿插在提升阶段的间隙进行。

3.4桁架补缺

连廊桁架提升至设计标高后，千斤顶锁住，开始进行桁架的补缺安装工作。连廊补缺工作主要可以分为两部分，一部分为连廊嵌补段的补缺，一部分为嵌补段以外的桁架和次梁补缺。

以3幢塔楼内侧的3部塔吊为施工机械，主要补缺工作集中在T2塔楼侧，按照从下至上“先补缺安装主要受力构件，后补缺安装次要受力构件”的原则，在嵌补段补缺和焊接之后，开始剩余部分桁架和次梁的补缺，由下弦杆至上弦杆开始补缺。

在补缺过程中需考虑施工受力状态与设计受力状态的不同，以结构计算分析为依据，使其最后千斤顶同步卸载后的受力状态与设计受力状态尽量保持一致。

3.5提升设备卸载

在桁架补缺构件安装焊接完成后，以卸载前的提升吊点荷载为基准期，卸载过程就是转换桁架结构焊接已经完成，并由提升施工过程向最终设计状态转换的过程。卸载过程的关键是：结构由提升点受力状态向结构自承重状态转换，进行卸载前，所有点的焊接已经安装完成，并固定牢固。

由于钢结构连廊连接点均设置在距离结构支座非常近的点上，这些点的最终设计挠度很小，提升卸载过程中，各提升吊点产生的下降位移量也极小，卸载应以荷载控制为主，故采用以下控制措施：以卸载前的提升吊点荷载为基准值，所有吊点同时下降卸载相同的力值比例。在此过程中可能会出现荷载转移现象，即卸载速度较快的点将荷载转移速度较慢的点上，以致个别点超载。计算机控制系统监控并阻止上述情况的发生，调整各吊点卸载速度，使快的减慢，慢的加快。万一某些吊点荷载超过卸载前荷载的这个比值，则立即停止其它点的卸载，而单独卸载这些点。如此往复，直至钢绞线彻底放松，被提升荷载完全转移到立柱支座结构上，液压提升卸载作业完毕。

3.6提升系统拆除

在提升设备卸载完成后，提升系統即可拆除，拆除采用火焰切割完成，利用塔吊运输至地面堆场。

结语：

整体吊装已经成为大型钢构件施工的主要施工方法，将高空作业量将至最少，提高施工效率，施工质量易于保证，能够有效保证钢结构安装施工的工期。