岳巍 中建四局第一建筑工程有限公司 魏太堯 王應(yīng)鵬 中國建筑第四工程局有限公司 劉彭飛 中建四局第一建筑工程有限公司
引言:近年來,隨著我國城市建設(shè)的不斷發(fā)展、高樓大廈拔地而起,建筑物的外觀形狀也各不相同。出于對建筑使用功能和外觀造型的要求,一些建筑工程在高度100m以上設(shè)有空中會(huì)所連廊結(jié)構(gòu),多為鋼桁架結(jié)構(gòu),這就增加了施工難度。而傳統(tǒng)的高空多層連體鋼結(jié)構(gòu)的施工工藝有搭設(shè)高空操作平臺(tái)或高空散件拼裝的方法,具有工程量大、空中對接困難、焊接質(zhì)量難保證、安全系數(shù)低、工期長等弊端。若將鋼結(jié)構(gòu)在安裝位置的正下方地面上拼裝成整體,利用“液壓同步提升技術(shù)”將其整體提升到位,將大大降低安裝施工難度,于質(zhì)量、安全、工期和施工成本控制等均有利。為此,本文基于實(shí)體項(xiàng)目闡述高空會(huì)所連廊提升的施工工藝。
漁安.安井溫泉旅游城“未來方舟”D1組團(tuán)為商業(yè)、辦公項(xiàng)目工程。6、7兩棟超高層為辦公樓:6棟辦公-12+39F,H=178.1m(正負(fù)零以上高度);7棟辦公-13+39F,H=178.1m(正負(fù)零以上高度)??罩袝?huì)所鋼結(jié)構(gòu)安裝位置位于6、7棟樓三十一層至三十四層(標(biāo)高+131.650~+145.050)連體結(jié)構(gòu),連體結(jié)構(gòu)跨度最長約為28m,總工程量約為180噸,提升高度107米。整個(gè)連體部分采用地面拼裝、液壓油缸集群、計(jì)算機(jī)控制、同步整體提升技術(shù)施工。
該工程安裝標(biāo)高在+131.650~+145.050m位置,如果采用搭設(shè)滿堂腳手架高空散裝的方式,在操作性、安全性和工期保障方面都有困難。根據(jù)以往的工程案例,采用地面拼裝,結(jié)構(gòu)柱承重、整體液壓提升的方案,在可操作性、安全性和工期保障方面都會(huì)有較好的效果。
整體液壓提升方案中吊點(diǎn)的布置是重點(diǎn),按本工程結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),整個(gè)連廊桁架支撐在混凝土骨柱懸挑出來的牛腿支座上,將上吊點(diǎn)設(shè)置在牛腿的支座上,提升支架與型鋼牛腿及混凝土骨柱連接,保障受力要求。拼裝時(shí)在凈空間處分段、遮擋空間部分先吊裝方式解決空間干擾問題。
連廊提升時(shí),提升通道兩側(cè)6、7棟樓形成錐形風(fēng)道,且連廊提升高度達(dá)107米,提升期間高空風(fēng)速對連廊穩(wěn)定性有很大影響。在風(fēng)荷載作用下,連廊會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng),對連廊提升及通道兩側(cè)結(jié)構(gòu)的安全有很大影響。提升期間,將對當(dāng)天天氣風(fēng)速全天監(jiān)控,6級以上大風(fēng)及大雨天氣停止提升,并采用纜風(fēng)繩控制連廊晃動(dòng)幅度,避免鋼連廊撞擊6、7棟樓幕墻龍骨及土建結(jié)構(gòu)。
在該工程中,三十一層至三十四層(標(biāo)高+131.650~+145.050)預(yù)埋有圓管柱埋件,型鋼混凝土牛腿與混凝土圓管柱焊接連接。如圖1所示:
圖1 連廊承重結(jié)構(gòu)柱模型圖
連廊拼裝工藝流程:場地準(zhǔn)備→搭設(shè)腳手架→胎架底板鋪設(shè)→胎架拼裝、焊接→胎架拼裝尺寸校核→桁架放線→桁架拼裝。
D1組團(tuán)6、7棟樓空中會(huì)所連廊桁架采用整體液壓同步提升技術(shù)進(jìn)行吊裝,吊裝前需要將桁架在地面拼裝完成。根據(jù)6、7棟樓結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及現(xiàn)場土建已完成的結(jié)構(gòu)面,連廊拼裝場地設(shè)置在6、7棟樓五層頂連體部分混凝土結(jié)構(gòu)上。拼裝場地與空中會(huì)所鋼連廊安裝位置之間無土建結(jié)構(gòu)阻礙,可實(shí)現(xiàn)整體液壓同步提升。
桁架的拼裝在胎架上進(jìn)行,先用塔吊將構(gòu)件吊至拼裝位置,保證構(gòu)件中心線與定位軸線重合。
根據(jù)鋼連廊桁架結(jié)構(gòu)形式及現(xiàn)場胎架布置,每層桁架主弦桿優(yōu)先拼裝,先進(jìn)行主梁的拼裝,拼裝完成后進(jìn)行主梁之間次梁的拼裝,最后進(jìn)行主次梁之間小梁的對接拼裝。每層桁架拼裝焊接完成后進(jìn)行探傷檢測,檢測合格后進(jìn)行立桿及斜腹桿的拼裝、焊接,驗(yàn)收合格后進(jìn)行下一層桁架的拼裝。以此類推,拼裝過程中隨時(shí)復(fù)核尺寸是否滿足設(shè)計(jì)及提升要求。
結(jié)合本工程的提升工況配置液壓提升器,待提升連廊結(jié)構(gòu)總重約180t,共設(shè)置4個(gè)提升吊點(diǎn),每吊點(diǎn)配置1臺(tái)TJJ-2000型液壓提升器,單臺(tái)提升器額定提升能力200t,工程配置液壓提升器總提升能力為200×4=800t,裕度系數(shù)為800/170=4.71。液壓提升器為穿芯式結(jié)構(gòu),中間穿鋼絞線,兩端有主動(dòng)錨具,利用鍥形錨片的逆向運(yùn)動(dòng)自鎖性,卡緊鋼絞線向上提升。
根據(jù)原結(jié)構(gòu)受力體系特性,提升支架設(shè)置在34層(標(biāo)高+145.050)結(jié)構(gòu)柱的型鋼混凝土牛腿支座上,整個(gè)提升過程中,主要由結(jié)構(gòu)柱承重。提升支架需保證提升過程中的承載可靠。
鋼連廊結(jié)構(gòu)采用兩端鉸接的連接方式,結(jié)構(gòu)形式采用鋼桁架結(jié)構(gòu),與塔樓連接的節(jié)點(diǎn)采用鉛芯建筑隔震橡膠支座連接,支座底部與6、7棟樓三十一層至三十四型鋼混凝土柱延伸出的牛腿連接。
3.5.1 上、下吊點(diǎn)位置
利用原結(jié)構(gòu)框架柱牛腿及連體結(jié)構(gòu)預(yù)裝分段,提升支架上放置提升器作為上吊點(diǎn),而后直接在待提升連體結(jié)構(gòu)上焊接吊具,吊具內(nèi)放置提升地錨作為下吊點(diǎn)。如圖2所示:
圖2 未來方舟D1組團(tuán)空中連廊上、下吊點(diǎn)模型圖
3.5.2 提升過程
液壓提升設(shè)備與連體結(jié)構(gòu)上的對應(yīng)下吊點(diǎn)連接,設(shè)備調(diào)試、試提升。連廊結(jié)構(gòu)試提升檢查正常,預(yù)提升250mm,待12小時(shí)后,檢查上下吊點(diǎn)及原結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定,確認(rèn)無誤后開始正式提升。
鋼結(jié)構(gòu)同步提升至設(shè)計(jì)位置附近后,暫停,各吊點(diǎn)微調(diào)使結(jié)構(gòu)精確提升到達(dá)設(shè)計(jì)位置,提升設(shè)備暫停、鎖定,保持結(jié)構(gòu)的空中姿態(tài)穩(wěn)定不變,最后安裝后補(bǔ)桿件集中對口焊接。
提升完成如圖3所示:
圖3 未來方舟D1組團(tuán)空中連廊提升完成模型圖
3.5.3分級卸載
卸載時(shí)為4個(gè)吊點(diǎn)同步分級卸載,依次為20%,40%,60%,80%,在確認(rèn)各部分無異常的情況下,可繼續(xù)卸載至100%,即提升器鋼絞線不再受力,結(jié)構(gòu)載荷完全轉(zhuǎn)移至基礎(chǔ),結(jié)構(gòu)受力形式轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)工況。
我國的超高層建筑呈現(xiàn)日新月異的高速發(fā)展態(tài)勢,空中連廊深受建筑的使用者與設(shè)計(jì)者的喜愛。本工程通過整體提升的施工工藝,順利完成了空中連廊的安裝??罩羞B廊采用地面拼裝,結(jié)構(gòu)柱承重、整體提升的施工工藝,保證了拼裝弧度,起拱等精度要求,而且拼裝、焊接施工作業(yè)均在地面上完成,減小了高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn),安全防護(hù)易于保障,可在建筑行業(yè)類似工程中加以推廣。