超高空連廊桁架提升方案策劃與選擇研究

闕榮，蘇鎧，黃云，王永剛

（1.中國建筑第二工程局有限公司華南分公司，廣東深圳 518045；2.中建二局陽光智造有限公司，廣東 河源 517000）

1 項目概況

本工程T3塔樓包括南北2棟塔樓和連廊結(jié)構(gòu)，連廊結(jié)構(gòu)設(shè)置在2棟塔樓30～36層之間。在30～31層設(shè)置4道桁架（T1～T4）、35～36層設(shè)置4道桁架（T5～T8）與帶狀桁架連接，在31～35層和36～屋面層設(shè)置鋼框架結(jié)構(gòu)，連接2棟塔樓。底部桁架層（30～31層）連廊鋼結(jié)構(gòu)提升部分總重為244 t，最大跨度26.5 m；頂部桁架層（35～36層）提升部分總重為366 t，最大跨度45.1 m。連廊鋼構(gòu)件最大板厚為90 mm，單個構(gòu)件最大單重約13.8 t，鋼材材質(zhì)為Q345B、Q390B/GJB。塔樓立面如圖1所示。

圖1 塔樓立面圖

30～31層連廊結(jié)構(gòu)通過T1、T2、T3、T4桁架與2棟單體塔樓連接，連廊中部設(shè)置1道聯(lián)系桁架CT1將T1～T4共4榀桁架連接，各道桁架之間再通過鋼梁及水平支撐連接形成穩(wěn)定的空間桁架結(jié)構(gòu)體系，即為底部桁架層，如圖2所示。

圖2 30～31層連廊結(jié)構(gòu)圖

35～36層連廊結(jié)構(gòu)通過T5、T6、T7、T8桁架與2棟單體塔樓連接，連廊中部設(shè)置CT2、CT3和CT4共5道聯(lián)系桁架將T5～T8共4榀桁架連接，各道桁架之間再通過鋼梁及水平支撐連接形成穩(wěn)定的空間桁架結(jié)構(gòu)體系，即為頂部桁架層，如圖3所示。

圖3 35～36層連廊結(jié)構(gòu)圖

2 施工總體部署

連廊底部桁架層施工思路為：連廊底部桁架層下部懸空134 m，跨度為25.1 m，塔樓平面從下往上逐漸收縮，連廊區(qū)域正投影下部分懸空、部分為樓層混凝土樓板，不能在首層樓板上進行所有連廊底部桁架層的拼裝，所以，連廊底部桁架層采用“懸臂法+液壓同步提升”的方案，即使用“懸臂法”將下部是混凝土樓板的桁架預(yù)裝段安裝完畢，下部懸空桁架在地面設(shè)置胎架拼裝，然后使用液壓同步提升的方法提升就位[1]。塔樓封頂前，連廊提升結(jié)構(gòu)在首層樓面整體拼裝完成，并提交監(jiān)理驗收合格。待塔樓封頂后，根據(jù)整體提升設(shè)計方案安裝連廊提升設(shè)備、提升吊點等，并安裝提升施工用鋼絞線及進行張拉、預(yù)緊操作，提升前進行各項設(shè)備技術(shù)性能及參數(shù)檢查，保證整體提升前的各項技術(shù)指標(biāo)符合設(shè)計要求。

2.1 施工流程

1）在正下方的1層（+10.100）上拼裝提升單元；

2）設(shè)置提升臨時措施，安裝液壓同步提升系統(tǒng)設(shè)備，包括液壓泵源系統(tǒng)、提升器、傳感器等，在提升上下吊點之間安裝專用底錨和專用鋼絞線；調(diào)試液壓提升系統(tǒng)，將提升單元離地150 mm，并靜置4～12 h，暫停提升；

3）再次檢查鋼結(jié)構(gòu)提升單元，確認無異常情況后，調(diào)試液壓提升系統(tǒng)，將桁架結(jié)構(gòu)提升至設(shè)計高度；

4）對接結(jié)構(gòu)弦桿，補裝后裝桿件，結(jié)構(gòu)形成整體受力；完成外圍桁架單元桿件嵌補，使結(jié)構(gòu)形成整體，然后按順序卸載提升器，并拆除提升支架，整體提升作業(yè)完成。

2.2 技術(shù)路線

根據(jù)當(dāng)前我國高空連廊施工情況來看，不少施工單位選擇通過高空抬吊散拼、分榀桁架整體提升等措施進行連廊施工。結(jié)合該項目需求，因為跨度大、超高度等特點，選擇在建筑物裙房頂層部位拼裝轉(zhuǎn)換桁架，而后將其整體提升開展桁架補缺工作，最后在高空中散拼連廊上部結(jié)構(gòu)。

總的來說，在本工程項目中，主要應(yīng)用提升與散拼相結(jié)合的方式進行施工。施工單位需要結(jié)合項目需求確定設(shè)備規(guī)格，針對不同施工環(huán)節(jié)采取不同施工措施，以保障項目施工活動順利開展。

2.3 設(shè)備布置

根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)桁架構(gòu)成情況來看，其主要由直腹桿、下弦桿、上弦桿以及斜腹桿構(gòu)成，在開展裙房頂部拼裝工作時，主要都是散裝進場。鋼結(jié)構(gòu)連廊位于兩個塔樓中間，因此，在應(yīng)用相關(guān)起重設(shè)備時需要在塔樓核心筒安裝動臂式塔吊。施工單位需要在確定塔吊規(guī)格型號前對桁架開展質(zhì)量評估工作[2]。計算出桁架構(gòu)件質(zhì)量后將其乘以1.2，得出的結(jié)果作為后續(xù)深化余量。為了最大限度地利用塔吊起重能力，針對該項目需要選擇兩種型號塔吊，分別為600 t·m、1200 t·m。由于30～31層連廊結(jié)構(gòu)與35～36層連廊結(jié)構(gòu)有所不同，施工單位需結(jié)合現(xiàn)場情況作為主受力桁架，明確不同結(jié)構(gòu)反力，根據(jù)反力配置相關(guān)提升設(shè)備。

3 高空連廊桁架拼裝

在地下室頂板上方開展桁架拼裝工作時，有關(guān)人員首先要考慮地下室頂板結(jié)構(gòu)承載能力，合理設(shè)置臨時支撐，對于會影響結(jié)構(gòu)安全的隱患要及時消除。在本項目當(dāng)中，工作人員根據(jù)連廊實況，從上到下合理利用型鋼柱對地下室頂板進行回頂支撐，而后安裝樓層面底部分配鋼梁作為拼裝胎架。以保障桁架在地下室頂板上方拼裝的安全性。

3.1 埋件施工

在地下室頂板施工階段，工作人員需要事先在混凝土工程中預(yù)埋構(gòu)件，以便后期拼裝胎架能夠與地下室的加固支撐相連，將力合理地進行分配傳導(dǎo)，以保障后續(xù)施工順利開展。

3.2 桁架拼裝

在建筑物地下室頂板位置，以2個塔樓內(nèi)側(cè)塔吊為施工設(shè)備拼裝轉(zhuǎn)換桁架，需要注意的是，施工單位要合理設(shè)置鋼支撐，對地下室頂板結(jié)構(gòu)加固回頂。在拼裝轉(zhuǎn)換桁架時要從下弦桿開始，再到腹桿、上弦桿。

4 高空連廊桁架提升

有關(guān)高空連廊桁架提升方案要始終遵循液壓千斤頂集群作業(yè)、鋼絞線承重、計算機同步控制、部分桿件補缺這一安裝提升工藝。施工單位可以在地面放樣連廊投影軸網(wǎng)，合理布置連廊拼裝胎架。完成以上工作后進行驗收，而后在結(jié)構(gòu)柱上安裝提升架。

4.1 設(shè)備保護

要保障高空連廊提升方案順利實施，相關(guān)單位需要重視設(shè)備保護工作，應(yīng)做好以下幾點：

1）鋼絞線在正式應(yīng)用前不得存在彎曲、受傷情況，基于此，在鋼絞線的保存區(qū)域不得有任何重載推車駛?cè)?。此外，鋼絞線周邊區(qū)域不得進行電焊施工，閑雜人等不得入內(nèi)。

2）兩側(cè)塔樓的提升點設(shè)備區(qū)域在正式裝配提升梁后要進行封閉，電梯通道需要應(yīng)用腳手架進行封閉，并且要配臨時門。

3）在T1～T8桁架提升側(cè)的外墻開展施工作業(yè)時，施工人員要采取針對性的隔離保護措施，防止泥水、焊渣等污染鋼絞線。

4）在開展塔吊工作時，一定要避開提升點，吊鉤與鋼絞線之間的距離要保持在1 m以上，避免對鋼絞線造成損害。

5）由于該項目施工周期較長，地處東南部沿海城市年降雨量大。有關(guān)部門需要做好設(shè)備防雨措施，避免降雨對施工質(zhì)量造成影響。

4.2 提升施工

有關(guān)提升施工主要分為5個步驟，具體如下：

1）將高空連廊桁架提升100 mm后，需要將其懸停一夜，在此過程中，施工人員要對觀測柱的豎向位置、水平位置進行觀測。在連廊脫離胎架時一定要對提升點的應(yīng)力變化、唯一變化、結(jié)構(gòu)變形以及基礎(chǔ)沉降、現(xiàn)場風(fēng)速進行檢測。

2）在提升后的第2天需要對支承系統(tǒng)進行觀察，確?？罩羞B廊各結(jié)構(gòu)部位無問題，一旦發(fā)現(xiàn)問題要及時上報相關(guān)單位，采取針對性措施進行處理后繼續(xù)開展提升工作。

3）需要注意的是每提升5 m需要對空中連廊桁架的姿態(tài)進行測量與調(diào)整，借助測量儀器對提升結(jié)構(gòu)的高度與高差進行檢測，以保障各提升點的同步性能夠得到充分滿足。一旦發(fā)現(xiàn)提升載荷或者高差出現(xiàn)異常，又或者發(fā)現(xiàn)提升結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形現(xiàn)象，要立即叫停，并對此現(xiàn)象進行分析。

4）工作人員在提升就位前的50 mm開始系統(tǒng)點動精調(diào)就位，此時，要將計算機自動控制改為人工手動控制，各點位就位后關(guān)閉油缸保持結(jié)構(gòu)，即刻開展節(jié)點補缺、焊接工作。

5）提升點就位后一定要將各液壓設(shè)備機械鎖死，避免留下安全隱患，造成難以挽回的后果。

5 連廊桁架補缺收尾

有關(guān)連廊桁架補缺工作可以分為兩部分，分別為連廊嵌補段的補缺、嵌補段以外的次梁、桁架補缺。補缺工作要遵循嵌補段→下弦桿→上弦桿→后斜腹桿順序開展。在完成焊接、補缺工作后，從次結(jié)構(gòu)梁入手，開展安裝工作，30～31層連廊結(jié)構(gòu)與35～36層連廊結(jié)構(gòu)均采用樓面拼裝焊接、整體提升的方式進行安裝。

6 結(jié)語

針對高空連廊桁架提升工作，本文從機械設(shè)備、結(jié)構(gòu)安全以及提升控制系統(tǒng)入手，將整體提升化整為零，針對不同階段探討特定對策，確保施工活動中各工序能夠有效銜接，保障施工活動有條不紊地開展。本文探討的連廊桁架提升項目，存在施工難度大、提升時間長的問題，并且還面臨著項目交付時間的壓力，為滿足各方要求，采取自動化、機械化程度高的提升方案，為每個施工環(huán)節(jié)創(chuàng)造有利條件，從高空連廊桁架拼裝到提升、補缺收尾，嚴(yán)格把控各施工環(huán)節(jié)質(zhì)量，為后續(xù)項目順利運行奠定堅實基礎(chǔ)。