高空大跨度多层钢连廊整体提升施工技术研究

张仕江

（中国水利水电第七工程局有限公司，四川 成都 610213）

引言

随着建筑业的蓬勃发展，城市发展速度不断加快，越来越多设有连廊的高层建筑被广泛应用于各类公共建筑和商业建筑中。双塔楼建筑甚至多塔楼结构形式越来越普遍，各塔楼之间常采用连廊将多座连接在一起。通常而言，钢结构连廊的高度非常高，而且有很大的跨度，使用大吨位的起重机，结合塔式起重机就可以拼装各种散件。因此，钢结构连廊施工一般采用地面拼装，整体液压提升，高空延伸安装的方法。不仅能减少高空作业，省去脚手架搭设拆除时间，而且在可操作性、安全性和工期保障方面都会有较好的效果。但中电建金结研发中心钢结构连廊，与常规施工技术相比较，其具有提升结构重量大、提升结构尺寸、面积和体积大等特点。

一、工程概况

某高层建筑的A 区钢连廊结构位于9-12 层，长48m，宽24m，净高12.65m，重量达651t，共3 榀，整体提升高度37.5m；B 区钢连廊结构位于3-6 层长48m，宽31m，高9.05m，总重量达753t，共4 榀，整体提升高度14m；

二、吊点、提升平台支撑架、吊具、后装段、定位平衡装置设置及安装

通过分析高空钢结构连廊的结构形式以及所具备的特点，在对连廊整体施工的过程中一所设置的提升吊点每一榀在两端各设置一个吊点，每一组的提升吊点都设置有1 台液压提升器，A 区8 个吊点，B 区10 个吊点，一共设置了18 台[1]。

（一）设置上吊点

采用液压同步提升设备吊装大跨度连体钢结构或大面积钢网架，需要设置合理的提升支撑平台，在其上设置液压提升千斤顶。液压提升千斤顶通过提升专用钢绞线与钢连廊提升单元上的对应下吊点相连接。提升支撑架的结构形式及构件类型、尺寸需根据提升点处支撑反力、支撑主体结构形式最终确定。提升平台立柱、斜撑规格为 H300×300×10×16，提升梁规格为口400×300×16，后拉杆规格为H250×250×10×14 热轧型钢。所有临时措施材质均为Q345B。提升平台各杆件之间均采用焊接连接，焊缝均采用熔透焊缝，焊缝等级二级，加劲板采用角焊缝连接。提升平台详图如下：

提升平台支架图

（二）临时吊具设置

为保证大跨空间钢结构安全平稳的提升到预定高度，被提升结构与钢绞线之间均需要设置合理的下提升点工装，确保两者的安全可靠连接。本工程被提升结构的结构形式对称，钢连廊在整体提升过程中主要承受自重产生的垂直荷载。本工程中根据提升上吊点的设置，下吊点分别垂直对应每一上吊点设置在待提升的单元弦杆的上翼缘上。临时吊具如下图所示。

标准临时吊具计算采用通用有限元分析软件 ANSYS，建立三维模型。最大应力为344MPa，发生在底锚作用面边缘的局部很小的位置，有应力集中现象。最大变形为 0.5mm。查询得两块侧板上的应力分布大致为74-123MPa，立筋板上应力较大部位的分布为101-196MPa，满足要求。

（三）桁架后装段

为保证桁架主体提升后能与塔楼两侧的预装段精确对接，需要在部分斜腹杆上设置后装段。待现场主桁架提升到位，上下弦杆定位焊接后，根据实测长度对后装段现场下料后安装。后装段2000mm 长，一端连接方式同原设计施工图（高强螺栓群），另一端采用Z 字形对接焊缝，如下图：

（四）定位平衡装置

A、B 两区钢结构连廊均由多榀钢连廊共同组成，一般施工技术中，多采用各榀连廊依次吊装的方式进行。而实际上，在高空中进行各榀连廊的对接安装时，精确度控制及变化控制难度较大，对材料、起吊时操作或者是起吊设备等都有严格要求，操作稍有不当则可能使得各榀钢连廊之间在对接时产生变形或者移位，不仅影响钢连廊结构与主体结构对接精准度，而且使得结构整体性差，给后续安装和使用带来影响。

为解决以上操作难点，本工程独创性的采用了一种多榀钢连廊定位平衡装置，利用工字钢—架立筋—高强螺帽的结构将各榀钢连廊进行连接，以增加钢连廊定位准确性和平衡度。高空多榀钢结构连廊定位平衡装置，由工字钢、门型架立筋、钢垫板和螺帽组成，工字钢设在钢连廊每榀钢结构顶梁上，与钢连廊垂直，工字钢的上下面板设有多组通孔，通孔位于钢连廊每榀钢结构顶梁与工字钢相接处，每组通孔有4 个，每组通孔中插有两个门型架立筋将钢连廊的钢结构顶梁卡在中间，门型架立筋上设有螺纹，钢垫板上设有对应的通孔钢垫板连接在门型架立筋底部，并通过螺帽锁紧后紧贴于钢连廊钢结构顶梁底面。

所采用的定位平衡装置具有以下优点：

1.通过本装置将钢连廊各榀钢结构形成整体，减少高空吊装作业量，提高连廊的整体性，方便后续进行吊装和安装施工；

2.具体采用4 个通孔和两个门型架立筋，配合钢垫板和高强度螺帽的方法，使得装置安装后，能够将钢连廊顶梁稳固在装置形成的夹紧空间内，方便快捷的解决钢连廊在起吊和安装过程中可能发生的局部变形或者移位的问题；

3.本装置加工简单，各部件取材方便，易于实施。

三、整体提升施工技术

高空大跨度多层钢钢连廊由于具有体量大、高度高、跨度大、构件重量大等结构特点，直接在高空进行较为困难，因此近年来，一般采用在地面整体拼装完成后，运用液压提升设备，采用计算机数控同步技术，将钢连廊一次性整体提升安装到位的技术进行施工，既满足了设计要求，又解决了传统施工的难题。

（一）液压整体同步提升工艺特点

1.采取在较低标高处整体拼装，便于使用机械化焊接作业，从而使焊接质量和装配精度及检测精度上更容易得到保证。

2.采取在较低标高处进行钢结构的拼装、焊接及油漆等工作，施工效率高，安全防护工作易于组织，施工质量易于保证。

3.采用“超大型构件液压同步提升施工技术”吊装，技术成熟，吊装过程安全性有充分的保障。

4.采用液压提升吊装，将高空作业量降至最少，加之液压整体提升作业绝对时间较短，能够有效保证结构的安装工期。

5.液压同步提升设备体积、重量较小，机动能力强，倒运和安装方便。

（二）液压整体同步提升工艺流程

1.将连廊钢结构提升单元在其投影面正下方的地下室顶板上拼装成整体，包括加固杆件、提升临时措施等附属结构；

2.在塔楼结构的屋面层利用桁架预装段及主楼结构劲性柱设置提升平台（上吊点）；

3.安装液压同步提升系统设备，包括液压泵源系统、提升器、传感器、液压油管等；

4.在已拼装完成的连廊钢结构桁架下弦的两端与上吊点对应的位置安装下吊点提升吊具；

5.在提升上下吊点之间安装专用钢绞线及专用底锚；

6.调试液压同步提升系统；

7.张拉钢绞线，使得所有钢绞线均匀受力；

8.检查连廊钢结构提升单元以及液压同步提升的所有临时措施是否满足设计要求；

9.确认无误后，按照设计荷载的20%、40%、60%、70%、80%、90%、95%、100% 的顺序逐级加载，直至提升单元脱离拼装平台；

10.提升单元提升约150mm 后，暂停提升；

11.再次检查连廊钢结构提升单元以及液压同步提升临时措施有无异常；

12.确认无异常情况后，同步提升5m；

13.安装钢连廊最底层吊挂结构；

14.连廊钢结构提升单元提升至距离设计标高约500mm 时，暂停提升；

15.各提升吊点通过计算机系统的“微调、点动”功能，使各提升吊点均达到设计位置，满足对接要求；

16.连廊钢结构对接工作完毕后，液压提升系统各吊点同步分级卸载；拆除液压提升设备，连廊钢结构整体提升安装完成。

结束语

通过上面的研究可以明确，在高层建筑施工中，高空大跨度钢结构连廊采用整体提升施工技术，使得施工简单化，安全系数提高，风险大大降低，可以保证施工质量，施工进度加快，工程施工成本大大降低。随着施工工艺技术不断完善，对于细节有效控制，提高了精准度。