浅谈大跨度钢结构连廊地面拼装起重设备对结构楼面安全影响

郭齐 吴锐 王攀

摘  要：本文以中国牙谷科创园区项目多功能馆钢结构连廊提升施工为例，根据现场情况选择恰当施工方案，当塔式起重机无法满足材料运输要求时，需在钢连廊投影正下方采用25T汽车吊，因此施工荷载增大，需采取相应措施使荷载均匀分布，并对车库顶板汽车吊站位进行结构安全性验算。经多工况荷载计算，多功能馆B区钢连廊位置投影正下方楼板可满足汽车吊停放及作业要求，为确保施工安全，在一层楼板以下搭设钢管支撑架作为安全储备，以确保施工过程的安全。

关键词：汽车吊;钢连廊;楼面拼装;安全性验算;荷载均布措施

中图分类号：TU393.3     文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2020）06-0000-00

0 引言

随着建筑施工技术的飞速发展，1989年出现了一种新型高层建筑结构形式-连体高层结构（连廊结构），连廊高层建筑在国内外越来越普及，我国的新建连廊高层/公共建筑越来越多，且当前已经从一线城市向二、三、四线城市转移。连廊结构受力复杂，安装质量和安全性控制难度大。本文以中国牙谷科创园区项目多功能馆刚连廊施工为例，此连廊安装主要采用楼面拼装、液压整体提升方法，具有工期短，质量、安全性高，施工成本低等优点。本文对地下车库顶板汽车吊吊装措施和结构安全验算进行详细说明，以供相似项目借鉴。

1 工程概况

钢连廊概况：多功能馆结构类型为框架/框剪/钢结构，地下2层，地上6层～8层，建筑高度48m，建筑主要功能为办公。钢连廊位于B区，钢结构连廊平面上位于结构的4-2轴～4-8 线交4- a轴～4-d轴之间，连廊平面尺寸为33.6×17m，立面上位于结构6层～屋面层，标高为23.950～32.950m，由三榀桁架组成，桁架自身高度9.0m，跨度33.6m。总重410t。（如图1所示）。

钢连廊垂直位置：钢结构连廊位于多功能馆B区，该部位地下2层，地上8层，首层与2层中间8.45m处有钢筋混凝土夹层，夹层长度26.4m，宽19.7m。考虑钢连廊施工方便，8.45m处钢筋混凝土夹层暂时不施工，仅预留柱钢筋，在钢结构连廊施工完成后再进行施工作业。

钢连廊周边施工情况：在连廊施工时连廊周边的混凝土结构施工已经完成，B区南面为多功能馆地下室车库顶板，北面为规划展示馆，东西两侧均为钢筋混凝土结构主楼（如图2所示）。四面无道路可直达钢结构连廊施工作业部位，车库顶板设计荷载为考虑30T消防车荷载，故现场施工过程中，大型材料运输车不能直接在车库顶板上行驶，材料堆放不能集中堆载，材料需二次转运。钢连廊区域周围起重设备只有2台QTZ80塔式起重机，且不能完全覆盖钢连廊施工范围。

2 楼面拼装吊装方案的选择

多功能馆B区钢连廊施工场地的两台塔式起重机无法完全覆盖钢结构吊装，根据平面布置可知，在钢连廊位置最大量不超过2t，故使用塔式起重机进行安装无法满足吊装需要，综合考虑采用汽车吊作为钢连廊主要吊装设备。同时，考虑现场场地，汽车吊停放位置只能在地下室顶板上，钢连廊楼面拼装重量最大构件为10t，整个汽车吊吊装过程必须采取措施使得结构均匀受力，并对结构安全性进行验算，复核满足要求方可施工。

根据平面位置可知，吊裝过程中若采用大吨位汽车吊，必须要由地下车库顶板驶入作业区域进行作业，为此需对整个地下室顶板吊车运行通道进行加固，但加固费用较高，且耗时较长。小吨位吊车在车库顶板上不能完全覆盖拼装区域，也不能完全满足施工需求。经讨论，最终确定优化方案，即在钢连廊投影正下方楼面上布置一台25T汽车吊负责吊装重量超过0.8t的构件，同时2台塔式起重机辅助吊装重量小于0.8t的构件，满足钢连廊拼装构件垂直和水平运输要求。

汽车吊布置情况介绍：为满足钢连廊楼面拼装，汽车吊从车库顶板上通过钢桥区域进入钢连廊拼装区域，并在拼装楼面三个位置停放，分别为站位一、站位二、站位三，根据钢连廊结构和现场混凝土结构设计情况，站位一和站位三施工工况完全对称，可合并验算（如图3所示）。

3 混凝土结构安全验算

3.1 钢连廊拼装区域混凝土楼板及构件吊装概况

多功能馆B区钢连廊拼装区域设计板厚为120mm，设计楼面活荷载标准值为3.5KN/㎡，楼面拼装钢构件最大重量为9.8t（按照10t验算），最高起吊高度24m。

3.2 楼面拼装混凝土楼面结构安全验算

楼面拼装汽车吊站位安全验算采用SAP2000 Ver 17.3.0进行分析，SAP2000为国际上通用的有限元计算分析程序，其计算分析功能强大。

验算主要分为墙柱轴压比验算、主筋配筋率验算等。

墙柱轴压比验算：根据现场汽车吊三个站位分别进行轴压比验算，经验算最大轴压比为0.14，满足规范要求（如图4所示）。

主筋配筋率验算：分别对汽车吊空载、汽车吊按照最大起重荷载情况下的三个汽车吊站位进行主筋配筋率验算（如图5所示）。

经验算，多功能馆B区钢连廊位置对应一层楼板可以满足汽车吊停放及作业要求，为确保施工安全，在一层楼板以下搭设钢管支撑架作为安全储备措施。

3.3 车库顶板吊车行走安全性验算

（1）地下车库顶板消防通道设计允许承载力计算：

根据多功能馆结构设计总说明，本工程消防通道设计荷载30KN/㎡。

根据施工设计图纸结构设计总说明，本工程地下室顶板覆土厚度室外为1.35m，顶板覆土容重按照19.0KN/m³计算。

地下室顶板活荷载取值为4.0KN/㎡。

地下室頂板允许均布荷载为：恒载19.0KN/ m³×1.35m=25.65KN/㎡; 活载为施工活载30KN/㎡。

故顶板消防车道组合允许均布荷载为：1.2×25.65+1.4×（4+30）=78.38KN/㎡。

（2）车库顶板消防车道承载验算：

根据《建筑结构荷载规范》（ GB50009-2012），35吨汽车吊在考虑覆土折减后应为35×0.86=30.1 KN/㎡。

故35t汽车吊均布荷载取30.1×350/300=35.1 KN/㎡。

施工活载根据设计要求，取4 KN/㎡。

组合均布荷载共：4+35.1+25.65=64.75KN/㎡。

顶板组合荷载64.75KN/㎡<顶板允许荷载78.38KN/㎡。

故地下室顶板消防车道可以满足汽车吊行车承载要求。

4 结构加固措施

4.1吊车行走区和作业区加固

经地下室顶板结构安全验算，多功能馆B区钢连廊位置对应一层楼板可以满足汽车吊停放及作业要求。为确保施工安全，在一层楼板以下搭设钢管脚手架，以脚手架承受全部吊车行走荷载作为安全储备措施。

脚手架搭设方式：采用扣件式脚手架，脚手架立杆纵横间距1000mm，步距1500mm，主次梁底增设一根立杆，立杆间距1000mm，每5根立杆设置一道横向和纵向剪刀撑，角度为45°～60°（如图6所示）。

4.2 汽车吊作业区均布受力加强措施

（1）连接车库顶板和拼装场地的“钢桥”：根据现场实际情况，汽车吊从车库顶板到拼装场地需通过450mm降板区域，为确保顺利通行，确保均布受力，在此处搭设“钢桥”，“钢桥”区域采用20号工字钢，两层交错设置，顶面为20厚钢板。

1. 构件吊装状态时，在吊车主要受力支撑处垫上20×2000×3000钢板2块，且必须设置在混凝土梁上，另外在上方设置3道20#工字钢，以便吊装支撑均布传递到混凝土梁上，防止支撑点位偏差，受力不均。

5 结语

通过对中国牙谷科创园区项目多功能馆大跨度钢结构连廊楼面拼装过程的实施进行总结可知，施工前通过详细的结构安全性验算，在施工过程中采取了科学有效的加固措施，确保了楼面拼装汽车吊从车库顶板上顺利到达拼装区域，保证了吊车行走和作业过程的安全，同时也节约了施工成本。在此次案例中探索总结出车库顶板加固措施及解决方案，为后续的相似工程提供了参考和借鉴。

参考文献

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[5]王宏伟，王亮.浅谈大跨度钢连廊吊装施工技术要点[J].河南建材，2011（5）：34-35.

收稿日期：2020-05-01

作者简介：郭齐（1989—），男，河北邢台人，本科，工程师，研究方向：房屋建筑、工程管理。

Talking about the Influence of the Lifting Equipment Assembled on the Ground of the Large-span Steel Structure Corridor on the Safety of the Structure Floor

GUO Qi，WU Rui，WANG Pan

（CCCC Fourth Highway Engineering Co.， Ltd，Nanjing  Jiangsu  210000）

Abstract：Through the engineering case of steel structure corridor lifting construction of multi-function hall of China Yagu science and technology innovation park project， the appropriate construction scheme is selected according to the site conditions. When the tower crane cannot meet the material transportation requirements， a 25t truck crane is needed to be used under the projection of the steel corridor. Due to the large construction load， measures should be taken to make the load evenly distributed， and the garage roof truck crane should be positioned Check the structural safety. According to the load calculation under multiple working conditions， the floor directly below the projection of the steel corridor in area B of the multi-functional Pavilion can meet the parking and operation requirements of the truck crane. In order to ensure the construction safety， the steel pipe support frame is set up under the first floor as the safety reserve to ensure the safety in the construction process.

Keywords：truck crane;steel corridor;floor assembly;safety check;load distribution measures