成都某研發(fā)中心鋼連廊液壓同步整體提升關(guān)鍵技術(shù)

(四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院　四川　成都　610065)

一、工程概況

本工程研發(fā)中心鋼結(jié)構(gòu)連廊項(xiàng)目分為A、B兩區(qū)。A區(qū)高層采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系，地下2層，地上12層，9-12層之間設(shè)立一三層鋼結(jié)構(gòu)連廊連接兩端塔樓。A區(qū)鋼連廊跨度48m，寬24m，高12.65m，共4榀主桁架，具體結(jié)構(gòu)形式如圖1、圖2所示。B區(qū)高層采用剪力墻結(jié)構(gòu)體系，地下2層，地上6層，4-5層之間設(shè)立一兩層鋼結(jié)構(gòu)連廊連接兩端塔樓。B區(qū)鋼桁架跨長48m,寬32m，高8.45m，共5榀主桁架，具體結(jié)構(gòu)形式如圖3、圖4所示。經(jīng)測算A區(qū)鋼連廊總重量約651t，最大安裝標(biāo)高47.4m。B區(qū)鋼連廊總重量約753t，最大安裝標(biāo)高22.2m。

圖1　A區(qū)鋼連廊平面布置圖

圖2　A區(qū)鋼連廊立面布置圖

圖3　B區(qū)鋼連廊平面布置圖

圖4　B區(qū)鋼連廊立面布置圖

本工程屬于高空大跨度多層鋼結(jié)構(gòu)，對于大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工，現(xiàn)代施工過程中常見的方法有：高空原位安裝法、整體吊裝法、分條(分塊)吊裝法[1]、滑移就位法[2][3]、整體提升法[4]等。其中，整體提升法是將鋼結(jié)構(gòu)在安裝處地面投影位置拼裝為一個(gè)整體，再利用大型液壓提升系統(tǒng)進(jìn)行整體提升，同步控制的一種方法。該方法無需大規(guī)模搭設(shè)支撐體系，不受場地限制，能有效大幅高空作業(yè)量，加快施工進(jìn)度，提高安裝精度高，降低施工成本[4]。經(jīng)分析，本工程適宜采用整體提升法進(jìn)行鋼連廊施工。

二、整體提升施工關(guān)鍵技術(shù)

(一)吊掛結(jié)構(gòu)安裝

如圖1、圖2所示，本工程A區(qū)連廊共三層，上部兩層連廊由下弦桿、豎腹桿、斜腹桿、上弦桿、水平支撐以及平臺梁組成，形成一個(gè)較為穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)體系。但下部一層為吊掛結(jié)構(gòu)，較為特殊，僅由豎腹桿和平臺梁組成，豎腹桿通過高強(qiáng)螺栓群及焊接方式吊掛在上部兩層下弦桿與豎腹桿之上，不具備承載上部兩層桁架自重以及施工荷載的能力。這樣一來就使得鋼桁架在進(jìn)行地面拼裝時(shí)，不可按照從下至上的順序施工。因此，A區(qū)鋼桁架的整體提升過程相較B區(qū)而言，多了一次提升過程，即在地面完成上部兩層鋼連廊的安裝后，利用液壓整體提升設(shè)備將上部兩層桁架整體提升至適當(dāng)安裝高度(鋼桁架底部據(jù)地5m)，再將下部一層豎腹桿及平臺梁連接在上部兩層鋼桁架上。

(二)定位平衡裝置

A、B兩區(qū)鋼連廊各由4榀及5榀主桁架組成，各設(shè)置了8組及10組吊點(diǎn)進(jìn)行同步整體提升。由于有預(yù)裝段與后裝段的存在，桁架左右兩端的單榀桁架之間缺少部分斜腹桿與平臺梁，各榀桁架上弦桿之間無連接，主桁架左右兩側(cè)上弦桿處于懸臂狀態(tài)。相比無后裝段的鋼連廊提升和各榀桁架分別起吊安裝而言，各榀鋼桁架之間的變形協(xié)調(diào)及各吊點(diǎn)受力平衡成為一個(gè)被忽視的問題。為解決多榀鋼桁架整體提升的變形及位移問題，本工程創(chuàng)新了一種定位平衡裝置。該裝置由工字鋼、門型架立筋、鋼墊板和螺帽組成，工字鋼設(shè)在鋼連廊每榀鋼結(jié)構(gòu)頂梁上，與鋼連廊垂直，工字鋼的上下面板設(shè)有多組通孔，通孔位于鋼連廊每榀鋼結(jié)構(gòu)頂梁與工字鋼相接處，每組通孔有4個(gè)，每組通孔中插有兩個(gè)門型架立筋將鋼連廊的鋼結(jié)構(gòu)頂梁卡在中間，門型架立筋上設(shè)有螺紋，鋼墊板上設(shè)有對應(yīng)的通孔，鋼墊板連接在門型架立筋底部，并通過螺帽鎖緊后緊貼于鋼連廊鋼結(jié)構(gòu)頂梁底面。裝置如圖5-7所示。

圖5　平衡裝置正視圖

圖6　平衡裝置側(cè)視圖

圖7　平衡裝置俯視圖

注：1-鋼連廊，2-吊點(diǎn)，3-工字鋼，4-門型架立筋，5-鋼墊板，6-高強(qiáng)度螺帽

該裝置能夠?qū)撨B廊頂梁穩(wěn)固在裝置形成的夾緊空間內(nèi)，使得各榀桁架在提升過程中保持精準(zhǔn)定位，方便快捷的解決鋼連廊在起吊和安裝過程中可能發(fā)生的局部變形或者移位的問題。同時(shí)，通長的工字鋼正交架立在各榀桁架之間，將鋼桁架連接為一個(gè)整體，各桁架之間的受力可通過鋼桁架進(jìn)行傳導(dǎo)，使各吊點(diǎn)之間受力平衡。

(三)懸吊鋼模板施工

高空大跨度鋼結(jié)構(gòu)混凝土樓板底模施工一直是鋼連廊施工過程中的一大難點(diǎn)，傳統(tǒng)滿堂腳手架的施工方法耗時(shí)耗材，且支撐體系穩(wěn)定性難以保障。本工程采用了一種懸吊鋼模板施工工藝，即將預(yù)制好的鋼模板以加勁板直接滿焊在最底層鋼桁架之間，隨提升單元同步提升到位。混凝土澆筑完成后不予拆除，與混凝土樓板一起形成組合樓板，同時(shí)亦可作為上層樓板底模搭拆的施工平臺。此方法利用液壓提升設(shè)備之便，免去大量的高空作業(yè)量，既作為組合樓板的一部分又充當(dāng)上層混凝土模板施工的操作平臺，一模兩用，經(jīng)濟(jì)、高效、便捷。

圖8　懸吊鋼模板現(xiàn)場照片

三、結(jié)語

成都某研發(fā)中心鋼連廊項(xiàng)目屬于高空大跨度多層鋼連廊結(jié)構(gòu)，利用液壓整體提升法施工能克服傳統(tǒng)施工工藝耗時(shí)耗材、高空作業(yè)量大，施工周期長，成本高等缺點(diǎn)，高效便捷地完成鋼連廊的施工。本工程中運(yùn)用到的吊掛結(jié)構(gòu)安裝、定位平衡裝置以及懸吊鋼模板的施工工藝對傳統(tǒng)的液壓整體提升技術(shù)進(jìn)行了一些改進(jìn)，具有一定的借鑒意義，可為同類高空大跨度鋼結(jié)構(gòu)連廊整體提升施工提供參考。