超高层建筑钢结构连廊整体吊装的施工控制

梁徳洪

摘要：本文结合南滨特区高层建筑九号楼和十号楼之间钢结构连廊整体吊装工程项目的实际情况，在分析了该工程项目施工设计主旨和施工技术方案的基础上，针对其施工技术的难点问题进行了探讨，且充分结合在施工过程中遇到的实际问题提出了响应的解决措施。

关键词：超高层建筑；钢结构；连廊；整体吊装；施工技术；控制措施

1 项目概况

洋世达南滨特区由5栋100米高层和两栋191米（9/10号楼）超高层组成。项目位于重庆南岸区长江滨江地带，北邻长江和南滨路。地上总建筑面积为；94154平方米。地下建筑面积为；46343.44平方米。总建筑面积；140497.44平方米。功能为住宅和车库。本文所涉及的为其中的两栋建筑均为超高层建筑。9号楼高为183.2米，10号楼因楼面设置直升机停机坪总高191.25米。两栋塔楼在142米高处用钢结构连廊空中相连。连廊建筑功能为公共游泳池，位于建筑第40层，连体跨度约40m，结构高度5.7-7.2m。连接两个主楼的连廊为钢结构桁架，连体部分钢结构长40 m，宽25米，在142米处与9、10楼主框架预埋于的钢骨混凝土的预埋件刚性连接。40层一42层钢截面桁架共4榀。连廊平面尺寸为40乘25米，高度9.4米。整体提升重量约640吨。

连廊结构体系：纵向（连体跨度方向）采用4榀钢结构桁架作为主要构件，桁架与塔楼主体采用刚接连接，桁架延伸至塔楼核心筒处，并在塔楼内设置伸臂钢桁架，提高本层的抗侧刚度，相应的框架柱及核心筒处设置型钢。

2 施工难点

工程的连廊标高在142米的位置，结构通过钢桁架刚性连接到塔楼混凝土柱预留构件上。连廊下方无法形成支撑。桁架整体吊装重量重达640吨，整体提升到142米高空后，需与主框架预埋于的钢骨混凝土的预埋件焊接。施工处于高空，施工难度极大大。钢构施工时底部 1层一3层裙楼已经部分投入使用，现配置塔吊最大半径、起吊重量不足以满足钢桁架现场组立时钢桁架最大构件的吊装。同时吊车作业下方为地下室顶板 （2 t/m2），吊车选型受到限制。施工难度很大。

3 施工重难点技术保障措施

3.1 运用X-STEEL软件进行计算机1：1三维实体建模，在电脑上进行虚拟预拼装，将连接节点全部在模型上反映出来，可以提前解决施工工程中钢柱与钢梁、钢柱与钢筋、钢梁与钢筋冲突的位置，并在图纸方面提前予以解决以免在具体施工时发生错、漏、碰、缺。并以此形成构件加工详图包含；

（1）构件细部，材料表、材质、构件编号、焊接标记、连接细部和锁口等。

（2）与螺栓相关的各种统计表、标记、直径以及强度等。

（3）轴线号及相对应的轴线位置。

（4）布置索引图。且必须在该图中标记处轴线控制点的位置关系。

（5）必须明确工程项目施工中所用构件的所有尺寸。

（6）方向：关于对称的结构构件要进行标记。

（7）施工图纸标题、图纸的编号、出图日期以及改版号等各种关于图纸的所有信息。

3.2 钢连廊的现场拼装；根据现场实际情况，钢连廊在工厂分段制作，运输到施工现场，在现场拼装成整体，然后整体提升。钢连廊拼装平台设置在钢连廊投影位置+0.00米平台（车库顶板）上，在平台上（拼装位置）搭设立体拼装胎架，50吨汽车吊辅助拼装。

3.3 拼装精度控制；第一步：坐标点提取根据原CAD三维线框模型，将桁架拼装单元复制出来；

以下弦为平面，采用UCS命令将下弦三个点建立下弦平面。设置0，0，0点，读取各控制点的拼装坐标；第二步：全站仪放点、跟踪监测；第三步：过程卷尺测量拼装对角线。

3.4 钢结构安装；根据土建的施工进度，现场无法大面积堆放材料，同时避免施工现场二次转运。主体结构施工时，将提升架与结构柱焊接固定。焊缝1级。待主体结构强度达到，现场具备钢连廊拼装和吊装的条件后，进行钢连廊拼装和整体提升。4榀主桁架在工厂分段加工，现场搭设拼装胎架、在现场焊接拼装。上、下弦杆各分3个节段。利用现场已有外架，在外架上搭设钢结构操作平台。用于操作人员进行焊接操作作业。

3.5 焊缝质量过程控制措施；为保证焊接质量雨天禁止焊接作业；

对二氧化碳气体所采取的保护焊接技术，当周围环境的风速超过2米/秒的时候，必须采取防风措施。对于其他的焊接技术的使用环境是当风速超过8米/秒的时候必须采取防风措施。焊接的質量可以分为三个等级：一级、二级，100%探伤（自检）；第三方抽检探伤检查；三级焊缝质检员肉眼检查焊缝外观。

4 连廊的整体吊装

4.1 钢连廊整体拼装

4.2 连廊整体提升施工方案

4.2.1 桁架提升吊点的设置

桁架提升上吊点分两种情况布置，一种布置在结构柱顶，通过设置牛腿作为提升器承重结构，另一种布置在提升支架顶部，通过提升支架作为承重结构。

桁架提升下吊点固定在桁架下弦，通过设置牛腿作为提升器承重结构。

本工程项目所选择使用的提升油缸的规格标准为60t，钢绞线截面规格标准为15.5。各区每个提升支架及提升支点部位每个提升支架顶部设置2台提升油缸和相应的液压泵站。

液压泵在工程项目施工过程中发挥着重要的动力驱动作用，运用的是同步调节性能比较好的比例同步技术。本工程选用TX-80-P型液压泵站，每3个相邻提升点配置1台液压泵站。

4.2.2 同步提升控制原理及动作过程

（1）同步提升控制原理

主控微机系统不仅要具备对所有提升油缸的动作进行控制，而且还要必须确保油缸提升吊点所在位置的同步性。在提升控制系统运行的过程中，主令提升吊点设置以后，其它的吊点都是参考主令提升吊点的具体位置来进行调整的。

主令提升吊点在整个提升系统中发挥着重要的决定性作用，工作人员通过对泵站流量分配以及其它影响因素的观察与分析来确定提升速度。从当前的提升系统技术效果来看，其最快提升速度不会超过10m/h。另外，主令提升速度主要是利用比例液压系统中的比例阀来进行设定的。

在提升系统的运行过程当中，需要在每一个提升点的下面安装设置一个距离传感器，其主要作用是用来随时测量超高层工程项目施工过程中的构件高度，并同时将所测量的数据传输给主控微机。

提升系统中每一个吊点的跟随情况都可以通过距离传感器在感应过程中所测量的高度差来体现出来。控制微机系统可以通过分析提升吊点的即时高度差距并结合科学、合理的计算机控制算法来确定其比例阀的控制量的多少，进而可以有效实现提升系统中主令吊点与其跟随吊点的位置同步。

通常在提升系统中的每一个吊点位置都会布置油压传感器，其主要目的是为了有效提升其安全性能，这样主控微机系统可以实现对现场每一个吊点负荷变化的网络监测功能。如果发生异常现象，就会自动停机，同时发出报警信号。

（2）提升动作过程

当提升的油缸數量确定好了以后，在每一个油缸的上面布置一个位置传感器，其主要目的是可以及时反映油缸的位置状况以及锚的松紧情况。主控微机系统可以通过当前油缸的具体状态，并且综合其用户的具体要求确定油缸的后续动作。

5 连廊现场提升的精确控制及及矫正

5.1连廊组装时的平面尺寸控制，连廊在其投影正下方组装，其平面尺寸精确直接影响到整体提升到位后与预埋件的间隙，进而影响到焊接的焊缝的大小。对施工质量影响很大。

桁架组装前，对塔楼主体结构预埋的各预留焊接接头部分的位置进行精确测量。在平面组装桁架时已此为准，对平面尺寸进行控制。

5.2连廊组装时的空间尺寸控制，与平面尺寸控制类似。

5.3 连廊整体吊装后，个别构件少量偏差的矫正，事实证明整体吊装后，大多数杆件尺寸符合良好。

6 结论

6.1 项目的成功完成证明，对于体量大、质量重达数百吨（本项目重640吨）的大型桁架，整体吊装高度在142米，采用整体吊装，高空实施焊接并于结构预留连接件钢结，只要精心组织，严格控制，在技术上是完全可行的。

6.2 该工艺方法比在高空采用高强螺栓连接，施工方法更加简单。可以克服高空使用高强螺栓对孔困难。简化施工。

参考文献：

[1]罗永峰， 遇瑞， 王朝波， et al. 长沙中天广场钢结构连廊的整体吊装[J]. 钢结构， 2007， 22（10）：86-88.

[2]陈焕军， 吴国成， 蒋新山. 高空大跨度钢结构连廊整体吊装施工技术[J]. 中国高新技术企业， 2011（4）：50-53.