多层大跨度钢结构连廊施工技术

2021-12-06李瑞德张海燕陈第东

砖瓦 2021年11期

李瑞德张海燕陈第东彭辉李昂

（中国建筑第七工程局有限公司南方公司深圳分公司 518118）

目前，各式各样的公共建筑或者是商业建筑都带有连廊设计，这些建筑不仅因为连廊的巧妙设计变得更加美观大方，而且也因为连廊的使用功能变得越来越多样化，结构自然也就越来越复杂。而且不同的建筑有其不同的建筑特点，需要采用不同的施工方案来进行施工，因地制宜才是良策，而怎样制定良好的施工方案，还需要技术人员去结合实际进行探索。

1 工程设计一般思路

一般说来，多层大跨度钢结构连廊施工技术的基本方法如下：

首先，进行工程整体分析，对工程的各个环节和不同的施工环境进行分析和比较，从而实现对工程整体的把握，进而总结出该工程的特点和难点。其次，进行理论分析和总结，通过一系列科学理论支撑总结出该工程施工的合理措施。第三，进行数据的分析和模拟，具体表现形式可以是利用建模软件和数据演算构建施工技术的合理方案。最后，实现理论和实践的结合，将理论分析应用到施工实践过程，通过分析施工现场，对之前的理论设计进行修正，进行现场环境和人员经验等资料的收集和整理，得出实验数据。

通过以上流程，实现对工程从理论到实际的总结和全方位的分析，完善施工工艺和技术，稳中求进，实现工艺创新。连廊实景图如图1所示。

图1 连廊实景图

2 施工过程的重难点问题

2.1 施工安全精度要求较高

施工安全包括人员安全和建筑安全。多层大跨度钢结构连廊施工本身难度较大，主要的施工材料钢结构重量大且危险性高，极易造成安全事故。施工过程多处于高空环境和大空间，所以必须对人员安全问题进行提前预防和控制，必要时可降低高空作业的难度和数量。由于钢材料的体积和重量较大，在应用施工拼接和钢结构提升技术时，必须确保地面承载力、吊点位置及钢绞线各项性能指标的安全和合理，需要对各指标进行反复检查，从而确保施工工艺的顺利进行，提前利用建模软件进行工艺施工环节的模拟，将失误降至最低水平。

2.2 拼装和提升技术的质量和精度要求较高

多层大跨度钢结构施工工艺，最常见的施工技术是拼装和提升。拼装不合格极易造成钢结构无法正常搭接、连廊走位错误和存在工程裂缝、材料变形等问题，使得主体结构不稳定，造成钢结构受力不均匀，进而影响工程质量，降低建筑的可靠性及观赏性，提升技术的主要施工机器是吊车，因此必须确保吊点之间的平衡，使得各吊点受力均匀，提升工作结束之后，检查钢连廊构件位置关系和受力状况等精确度。吊点的平面布置如图2所示。

图2 实际工程中吊点的平面布置

2.3 楼板底模施工亟须创新型策略

多层大跨度施工的主要难题是高空作业和施工工期，采用传统的底模搭拆技术，如现浇混凝土楼板施工方案极易出现安全问题，增加工程难度系数。因此，需要创新其他楼板底模的施工方案，结合当地人力资源和环境研制出一套新型、合理高效、具有针对性的工艺施工方案。

3 常见的多层大跨度钢结构连廊施工技术探究

3.1 高空散装施工技术

该施工方案需要有较大的拼装场地，且该场地要满足最大荷载要求，需要搭载高空吊装设备和高空吊支架，结合较多的高空作业量（如高空焊接、高空组装等）才能完成最终施工。在现阶段的高空大跨度连廊施工工作中，该方案已经很少作为独立的整体工艺出现。

3.2 整体提升施工技术

该技术是对钢连廊整体施工工艺进行分割，通过不同阶段的相应工作进而完成整体施工工艺。通过软件模拟制定出初步的时间计划，利用环境和资源数据对整体施工状况进行把握，根据实际施工材料和施工经验对场地进行综合评估，严格确保现场安全及施工质量。当前常见的钢连廊是使用拼装和整体提升相结合的方法，该方法可以在最大限度上满足施工技术要求和经济效益。

3.3 拼装和提升工艺模拟仿真技术

模拟仿真可以利用“3S”技术进行空间监测和实时定位，对现场情况进行科学合理的把控，将施工现场状况导入计算机，模拟对应的现场。可以进行创新型技术的结合，比如综合采用PLC（可编程控制器技术）和GPRS（无线分组业务技术），将模拟数据实时传入终端网络，方便技术人员对原定方案的修改和调整，方便工作人员监测，从而实现自控和监测技术的一体化，大大提高操作效率。仿真软件的使用可以反映建造过程中承重构件和最不利构件的受压情况，利用仿真形式将钢结构体系变化过程中构件的内力和变形状况体现出来，甚至是模拟几年之内的变化状况。比如，可以利用Midas Gen 软件对施工工艺流程进行模拟，将实际的施工过程按照预留标准进行阶段划分，再对各阶段构件空间变形情况—位移、受力分布进行总结研究。

3.4 拼装技术的使用

钢结构每段重达几百吨，体型大、重量大等特点使得必须预先分割再转运至施工现场，通过焊接等手段完成整体拼装。拼装一般在现场地面进行，但由于多层大跨度的施工特点，必然要求对钢连廊的稳定性能和安全性能有更高的要求，所以必要强调钢结构加工、平面拼装和空中吊架、高空焊接和安装的精密度。

3.5 滑移

滑移单元拼装结束时，检查桁架和相关滑移装置，检查无误进行试滑移。首先，进行百分之四十的加载，再分为相对于理论值的四个梯度（0.6，0.8，0.9，1）进行负荷的递增，全方面正常后方可进行滑行。当滑行中遇到滑移量不匹配、滑靴挡板卡位、滑行轨道超载变形和滑移超前或滞后1cm 时，相应的自报警系统工作，及时调整和结束滑行。在接近构件终点时，利用单独的控制系统进行滑移点的设定和调节，减速滑移降低对钢结构的冲力并起到减振效果，因此采用多方位的立体技术可实现滑行过程的正常化运行。

4 整体提升技术的使用

使用液压提升设备，结合数控技术，以千斤顶为原动力，带动钢绞线（一般使用柔性钢绞线）的位移移动，达到提升结构的目的。液压同步提升采用了位移传感控制器和行程监测系统，通过对指令的实际传递和数据的有效反馈实现均衡吊点位置、自动校正提升力度和角度，通过图表或虚拟实物的形式显示实际过程，工作人员进行远程控制并下达指令。提升技术需要考虑不同步提升状态下各提升点强制位移，见表1。