高層大跨鋼結構吊裝及測控技術的應用

郭偉超，凌應軒，孔闖

（1.中建三局第二建設工程有限責任公司，湖北 武漢 430074；2.安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230001）

高層大跨鋼結構吊裝及測控技術的應用

郭偉超1，凌應軒2，孔闖1

（1.中建三局第二建設工程有限責任公司，湖北 武漢 430074；2.安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230001）

安徽廣電新中心部分裙房為型鋼混凝土勁性柱、大跨度型鋼轉換桁架結構，根據工程特點及施工技術關鍵點，采用工廠加工與現場制作單元構件相結合，桁架部分采用有支撐胎架高空分段吊裝安裝、同步對稱卸載方法進行桁架施工。在施工技術分析的基礎上，對施工全過程進行了施工監測，結果表明施工分析與現場監測吻合較好。

鋼桁架；吊裝方案；吊裝過程；施工監測

安徽廣播電視新中心項目，位于合肥市政務新區，總建筑面積34.82萬m2，分為東、西2個區，其中東區建筑面積22.58萬m2，高度226.7m；西區建筑面積12.24萬m2，高度45.95m，為政務中心的標志性建筑。其中裙房部分為勁性混凝土柱+大跨度轉換桁架，桁架跨度最大為34m，共分為A、B、C、D四個區桁架結構，桁架距樓面高度17.9m，典型結構布置如圖1所示。

圖1 鋼桁架的結構布置圖

本工程共4塊區域有轉換桁架結構，需吊裝桁架結構外圍還有四層混凝土結構，吊裝樓層較高，起吊半徑較大，單榀桁架最大總重量達到48.8t。在建建筑外部緊靠祈門路和懷寧路，起吊半徑有限，且汽車吊需在地下室頂板上作業，故桁架整體吊裝難度很大，成本較高。

吊裝前進行吊裝方案比選，分別如下。

方案1：整體吊裝法。即將鋼構件按照下料詳圖在工廠分段制作，加工成型，采用汽車運輸至施工現場，現場地面拼裝成整體后，再整體吊裝就位。此方法的優點是在地面拼裝，拼裝節點施工質量容易保證，缺點是構件太長，現場吊裝難度大，成本高。

方案2：分段吊裝法。即根據圖紙設計，將桁架按照吊裝節點分段加工。每榀桁架分別分段，運輸至施工現場，在桁架的合適位置設置支撐胎架，由汽車吊分別吊裝構件進行拼接，把相交構件作為構件本身的側向穩定支撐。優點是吊裝靈活，節省施工措施費。

經綜合比較，本工程最終選擇方案2作為本項目的吊裝方案。

本工程共A、B、C、D四個區的轉換桁架結構，現就A區的桁架構件吊裝方法具體介紹如下，A區鋼桁架平面布置如圖2所示。

圖2 A區鋼桁架的結構布置圖（其中水平向為HJ1、豎直向為HJ2）

A區鋼桁架共6榀，其中HJ1、HJ1a、HJ1b各1榀；HJ2有3榀。

將HJ2作為主桁架，分3段安裝，HJ1、HJ1a、HJ1b分4個自然段安裝。

HJ2分段示意圖如圖3所示。

圖3 HJ2分段示意圖

序號 名稱 長度 重量(t) 備注1 第一段 11800 14.7采用汽車吊安裝2 第二段 13250 18.3 3 第三段 12750 15.8

HJ1分段示意圖如圖4所示。

圖4 HJ1分段示意圖

序號 名稱 長度 重量 備注1 第一段 8500 11.2采用汽車吊安裝2 第二段 8500 11.2 34第三段第四段8500 8500 11.2 11.2

其中每榀桁架工廠加工時，均按照吊裝要求分段加工。運至現場吊裝拼接前，應在工廠地面預拼裝，拼裝完成構件應滿足設計的要求。

具體桁架吊裝順序如下：

①以HJ2端頭為起點，在桁架適當位置設置安裝胎架（經計算確定），至桁架下弦設計標高（嚴格控制精確度）；

②吊裝HJ2端頭第一段，一端與框架柱連接，一端支撐在胎架上；

③吊裝HJ1的端頭第一段，一端與框架柱連接，一端與HJ2連接，HJ1與HJ2的上、下弦桿連接互為側向支撐，保證施工期間桿件自身的穩定；

④吊裝HJ2中間段，與前一段完成連接，支撐在第二個胎架上；

⑤吊裝HJ1a第一段與HJ2上下弦桿完成連接，此時HJ1a與HJ2上下弦桿連接互為側向支撐，保證施工期間桿件自身的穩定；

⑥以此類推，完成整個桁架結構體系的吊裝。

吊裝施工過程演示如下圖。

吊裝過程需要施工場地較小，不需搭設大面積施工平臺，構件較小，可以不間斷吊裝拼接，節約了大量的人力物力，經濟效益顯著。

考慮到桁架下弦桿中心線在水平面上投影為一直線，桁架外邊投影線對稱于下弦中心線，故直線度的控制從下弦入手。

隨著桁架曲線的變化，桁架上各點標高也相對發生變化，因此，正確的控制其標高至關重要，根據桁架分段示意圖可選定下弦節點作為標高控制點。

通過對桁架脫離胎架前后若干節點標高變化的觀測，測定桁架下撓變形情況。

根據土建±0.000m層測放的建筑軸線，利用直角坐標法，選定8個控制點，并在樓地面作好永久標記。

由于每榀桁架分段進行組裝，故每段都必須做好節點控制，根據桁架分段情況，節點作為控制依據。參照土建+7.38m層建筑軸線網，選定定位軸線作為控制基線，在此基線上通過解析法找出控制節點的投影與基線的交點，然后分別將這些交點投測到平臺之上，并與下弦桿中心線投影線相交，即得到下弦控制節點在水平面上的投影點。這樣每榀桁架直線度控制就以測量平臺上所測設下弦中心線為依據，通過吊線錘的方法來完成，直線度控制目標為5mm。

由于主桁架空間曲線變化，其高差變化相當大，需多次架設儀器進行測定。為此，在各軸線樓面測量操作平臺上垂掛大盤尺，通過高精度水準儀將后視標高逐個引測至每個測量操作平臺上的某一點，做好永久標記，用此作為測量操作平臺上標高控制時后視點之用。根據引測各標高后視點，分別測出平臺上相應下弦控制節點標記點位之實際標高，然后和相應控制節點設計標高相比較，即得出測量平臺上控制節點標記與理論上設計之相應控制節點高差值，明確標注于測量平臺相應節點標記點，以此作為桁架分段組裝標高的依據，標高控制目標為±10.0mm。

軸線激光點投測閉合、測量、放線，吊（拼）裝桁架、跟蹤校正，整理數據，確定施焊順序，施焊中跟蹤測量，焊接合格后桁架中線、水平度偏差測量，進行驗收；提供下榀桁架預控數據。

在每榀桁架組裝完畢之后，對所有觀測點位進行第一次標高觀測，并做好詳細記錄，待桁架脫離胎架后，再進行第二次標高觀測，并與第一次觀測記錄相比較，測定桁架的變形情況。

①針對安徽廣電中心裙房大跨度轉換桁架的結構吊裝技術，對施工技術的難點及關鍵點、經濟性進行綜合分析，提出了采用工廠加工與現場制作單元構件相結合，吊裝時構件有胎架做臨時支撐、高空分段吊裝拼接、同步對稱卸載的方法進行桁架結構安裝。

②對施工及卸載過程進行施工分析及變形監測，實際監測的變形值與數值計算分析能較好的吻合。解決了工程施工中的技術難題，保證了工程的順利實施，為今后類似結構體系施工有一定的借鑒意義。

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TU391

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10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.05.047