探討大型空中鋼連廊轉換桁架整體提升技術的應用

丁滔

【摘要】隨著建筑工業的高速發展，擁有空中樓閣美譽之稱的鋼連廓也逐漸呈現在現代超高層建筑中，本文結合南京金鷹世界項目的大型空中鋼連廊施工過程，論證了整體提升施工方案的有效性，分析了工藝原理，并形成了施工工法。

【關鍵詞】空中鋼連廊；整體提升；集群作業；轉換桁架；同步控制

1、工程概況

金鷹世界位于南京市河西新城，是全球最高的非對稱三塔連體建筑，底部裙樓也是亞洲最大的購物中心，總面積91.8萬平方米。其中，塔樓為酒店及寫字樓高度分別為368m、328m和300.8m。三棟塔樓間由空中鋼連廊連接，投影尺寸約71.5m×59m（4400m2），涉及樓層從43F開始至49F結束，共7個樓層，連廊總高度近40m。空中連廊以44F（199.500m）樓面標高為界分上下兩部分，連廊下部結構由轉換桁架、樓層鋼梁以及外立面的連體桁架組成。連廊上部采用全鋼框架結構。轉換桁架位于空中連廊的43-44F，標高+190.500m-198.500m，高度為8m。下部轉換桁架共15榀，呈十字型交叉布置，桁架二端分別連接塔樓外圍鋼柱、核心筒勁性鋼柱及外圍連體桁架。轉換桁架鋼結構共計748件，總重約3065t，提升部分重量約為2800t。轉換桁多數采用焊接箱型構件，構件最大板厚100mm，材質Q390GJ鋼。

2、總技術路線

在206.9m標高處設置12個提升支架，布置穿心式液壓千斤頂及液壓泵站做為提升設備，提升架為起重機械，以高強度低松弛鋼絞線為承力部件，承重鋼絞線通過液壓千斤頂夾具固定下垂，然后通過鋼絞線底錨與桁架下弦桿錨固。采用計算機多參數自動控制，令上下錨交替作業，向上提起承重鋼絞線，以鋼絞線傳遞動力，轉換桁架上升，控制液壓提升設備實現空中連廊轉換桁架高空連續提升，將裙房頂層拼裝的轉換桁架結構提升至設計位置。即“鋼絞線承重，液壓千斤頂集群作業，計算機同步控制”的提升安裝工藝。提升到位后進行桁架補缺，最后拆除提升設備。

3、施工流程

3.1提升設備布置及轉換桁架的拼裝

采用tx-j200千斤頂和tx-j350千斤頂，每個提升點根據實際提升力情況配置。兩種千斤采用φ15.2的鋼絞線，其破斷力為26t，用至其約50%，則每根鋼絞線上的力為10t。各提升點的提升能力，總提升力滿足規范的要求。

轉換桁架在裙樓屋面進行散件拼裝，總體焊接順序原則為：從中間向兩邊逐步擴展，事先估算做好局部預變形，減少收縮應力，以防產生焊裂。

3.2桁架試提升階段

轉換桁架在裙樓屋面進行散件拼裝完成并通過驗收后，將桁架提升至距拼裝胎架100mm高處，靜置過夜并派專人監控靜置過程。第二天觀察吊具及桁架情況，待結構因自重產生的變形穩定后，繼續提升。若桁架發生較大變形或者偏轉等意外情況，則需要下放至胎架上重新調整狀態直至解決問題，方可繼續提升。

3.3桁架正式提升階段

對試提階段觀測的各項數據分析滿足條件后，將桁架繼續提升，并在桁架提升4m后懸停，進一步觀測提升系統的同步性數據，并將桁架鎖死，準備屋面臨時支撐的拆除。在提升系統的同步性數據穩定后進行桁架正式提升，屋面臨時支撐的拆除穿插在提升階段的間隙進行。

3.4桁架補缺

連廊桁架提升至設計標高后，千斤頂鎖住，開始進行桁架的補缺安裝工作。連廊補缺工作主要可以分為兩部分，一部分為連廊嵌補段的補缺，一部分為嵌補段以外的桁架和次梁補缺。

以3幢塔樓內側的3部塔吊為施工機械，主要補缺工作集中在T2塔樓側，按照從下至上“先補缺安裝主要受力構件，后補缺安裝次要受力構件”的原則，在嵌補段補缺和焊接之后，開始剩余部分桁架和次梁的補缺，由下弦桿至上弦桿開始補缺。

在補缺過程中需考慮施工受力狀態與設計受力狀態的不同，以結構計算分析為依據，使其最后千斤頂同步卸載后的受力狀態與設計受力狀態盡量保持一致。

3.5提升設備卸載

在桁架補缺構件安裝焊接完成后，以卸載前的提升吊點荷載為基準期，卸載過程就是轉換桁架結構焊接已經完成，并由提升施工過程向最終設計狀態轉換的過程。卸載過程的關鍵是：結構由提升點受力狀態向結構自承重狀態轉換，進行卸載前，所有點的焊接已經安裝完成，并固定牢固。

由于鋼結構連廊連接點均設置在距離結構支座非常近的點上，這些點的最終設計撓度很小，提升卸載過程中，各提升吊點產生的下降位移量也極小，卸載應以荷載控制為主，故采用以下控制措施：以卸載前的提升吊點荷載為基準值，所有吊點同時下降卸載相同的力值比例。在此過程中可能會出現荷載轉移現象，即卸載速度較快的點將荷載轉移速度較慢的點上，以致個別點超載。計算機控制系統監控并阻止上述情況的發生，調整各吊點卸載速度，使快的減慢，慢的加快。萬一某些吊點荷載超過卸載前荷載的這個比值，則立即停止其它點的卸載，而單獨卸載這些點。如此往復，直至鋼絞線徹底放松，被提升荷載完全轉移到立柱支座結構上，液壓提升卸載作業完畢。

3.6提升系統拆除

在提升設備卸載完成后，提升系統即可拆除，拆除采用火焰切割完成，利用塔吊運輸至地面堆場。

結語：

整體吊裝已經成為大型鋼構件施工的主要施工方法，將高空作業量將至最少，提高施工效率，施工質量易于保證，能夠有效保證鋼結構安裝施工的工期。