大跨度漂浮辦公室整體提升施工工藝

邱國軍

（湖南廣播影視集團有限公司，長沙410000）

1 引言

近年來，隨著靜力學理論體系的發展和軋制鋼材工藝的提升，越來越多的大跨度漂浮鋼結構建筑物涌現出來，不但給人們帶來更加美的視覺感受，結構造型新穎，雄偉壯觀及現代感強，往往成為當地標志性建筑。從某種程度上來說，大跨度漂浮鋼結構建筑物的建設水平，成了衡量一個地方城市建筑水平的重要評判標準之一。國內聞名遐邇的東莞國際會展中心、澳門觀光塔、廣州新體育館等，都是這種大跨度鋼結構的成功應用，不但滿足了使用功能，還成功吸引了不少游客的目光[1]。因此，建設大跨度漂浮鋼結構建筑物，對于提升一個城市的知名度，具有重要意義。

大跨度漂浮辦公室是近年來新興的一種建筑結構形式，主要包括框架梁柱結構、桁架屋蓋結構和大跨度鋼梁，依靠框架梁柱結構實現支撐。這種辦公室設計方法具有大跨度漂浮鋼結構建筑物的優點，同時還能夠節約建設成本。這種辦公室在建設過程中不但需要考慮到自身結構的穩定性，還要兼顧到與下部混凝土部分的連接方式，因此，具有一定的施工難度[2]。本文結合某省廣播電視臺節目生產基地及配套設施建設項目工程，重點探討分析了該工程中大跨度鋼結構漂浮辦公室整體提升的施工技術措施，以期為類似工程項目提供借鑒和指導。

2 項目概況及工程特點

2.1 項目概況

某省廣播電視臺節目生產基地及配套設施建設項目工程占地約7.3×104m2，建設規模為2.2×105m2，主體為鋼框架結構，用鋼總量多達到40 000t。工程建成后將是一個集大型演藝活動、影視節目生產、藝術展覽、創意工坊、觀眾參觀通道等功能于一體的現代化“環球夢工廠”式的節目生產基地，也是當地的文化地標。該工程依山勢而建，地下室為群體，地上為7 個建筑單體，漂浮辦公室位于整個地勢的東側最高處，地下4 層，地上9 層，漂浮辦公整體結構長154m，寬64.4m，采用巨型空腹式桁架結構，樓層結構由10 個純鋼核心筒支撐，四周最大懸挑11.9m。鋼梁截面均為H 型，鋼梁材質Q345B 的最大截面為1 000mm×400mm×24mm×36mm，材質Q390GJB 的最大截面為1 000mm×500mm×40mm×60mm。梁上鋼柱的截面分為箱型和H 型2 類，箱型截面最大尺寸為700mm×700mm×60mm×60mm，材質為Q390GJB；H 型截面最大尺寸為600mm×400mm×30mm×40mm。梁下斜向支撐截面為600mm×400mm×15mm×25mm，材質為Q345B；飄浮辦公區結構采用鋼筋桁架樓層板，樓板厚度為120mm。支撐漂浮辦公室樓層的為2 列共10 個鋼支撐筒，鋼筒主要作為電梯及樓梯通道，從下部結構中伸出穿過上部漂浮辦公室樓層結構。鋼筒鋼結構包括鋼梁、鋼柱和斜支撐。其中鋼梁為H 型截面600mm×400mm×12mm×20mm，材質為Q345B；鋼柱為箱型截面，箱型截面為800mm×800mm×30mm×30mm，材質為Q390B。

2.2 工程特點

工程特點包括：（1）漂浮辦公室（A～K 軸）鋼梁最大跨度33.6m、單根最重20t，離下部3 層樓面高達26.9m，分段吊裝的可操作性和經濟性難以保證；（2）漂浮辦公室（A～K 軸）所需鋼材量較大，重達2 000 多噸，且鋼材型號廣，因此，高空鋼梁柱焊接質量、施工安全均難以保證；（3）該項目施工要求較高，在該省內這種大跨度漂浮辦公室屬首例，因此，既沒有現成的施工經驗可以借鑒，又需要盡全力建設好，以給后續類似工程提供指導。

3 施工機械設備選擇

經過對漂浮辦公（A～K 軸）鋼結構的分析和計算，兩側布置2 臺TC7052（臂長70m）的固定式塔吊作為吊裝構件在3 層樓面拼裝，采用22 臺提液壓升器（6 臺75t，14 臺180t，2 臺405t）整體提升。

4 整體提升施工工藝概述

經過現場分析，確定本工程漂浮辦公室（A～K 軸）整體結構在下部3 層樓面上進行組拼后，采用液壓提升器整體提升到位。

具體施工步驟為：懸浮辦公室A～K 軸鋼結構位于3 層樓面整體拼裝；安裝筒體之間主梁（3 層柱頂鋪設H 型鋼拼裝胎架）→安裝筒體主梁之間次梁→安裝筒體之間2 層主梁和次梁→安裝底層外側懸挑主梁及部分立柱→（懸挑構件超出樓板范圍2.8m，部分大跨度外邊梁分段吊裝，需搭設懸挑三角支架）→安裝底層外側懸挑主梁間次構件→安裝底層外側懸挑2 層鋼構件→安裝2 層豎向構件→安裝3 層主梁和次梁；漂浮辦公室A～K 軸提升單元拼裝完成→在鋼結構筒體角柱柱頂安裝22 個液壓千斤頂提升器，并安裝加固工裝，準備提升→提升單元提起200mm 進行整體試提升，并靜置24h 進行鋼結構安全性能檢測→通過試提升確定結構安全性后，整體結構進行正式提升→整體結構提升就位→拆除部分水平向加固工裝，部分次梁進行補桿安裝→待整體結構和筒體補桿焊接完成后，拆除臨時加固工裝，并進行卸載，卸載完成后拆除提升器。

5 整體提升施工保證措施

整體提升施工保證措施包括：

1）以結構設計圖紙為基礎建立有限元計算模型，進行安裝過程仿真分析。結論：根據漂浮辦公室A～K 軸鋼結構拼裝和提升過程有限元分析結果，結構拼裝過程中最大豎向位移為2.65mm，提升就位后結構最大豎向位移為23.14mm（一次成型計算結果為11.64mm），結構外側懸挑長度為11 900mm，撓跨比為23.14/11 900=1/514（懸挑端構件安裝時考慮安裝起拱10mm），安裝過程最大桿件應力比為0.18（一次成型計算結果為0.18），因結構整體變形值和桿件應力比值均較小，該安裝過程是安全的。

2）液壓同步提升施工技術采用傳感監測和計算機集中控制，通過數據反饋和控制指令傳遞，可全自動實現同步動作、負載均衡、姿態矯正、應力控制、操作閉鎖、過程顯示和故障報警等多種功能。

3）用于本工程的液壓同步提升系統設備采用CAN 總線控制以及從主控制器到液壓提升器的3 級控制，實現了對系統中每一個液壓提升器的獨立實時監控和調整，從而使得液壓同步提升過程的同步控制精度更高，更加及時、可控和安全。

4）操作人員可在中央控制室通過液壓同步計算機控制系統人機界面進行液壓提升過程及相關數據的觀察和（或）控制指令的發布。

5）通過計算機人機界面的操作，可以實現自動控制、順控（單行程動作）、手動控制以及單臺提升器的點動操作，從而達到鋼結構提升安裝工藝中所需要的同步提升、空中姿態調整、單點毫米級微調。

6 結語

通過以上施工措施，該省廣播電視臺節目生產基地及配套設施建設項目的漂浮辦公室（A～K 軸）整體提升順利完成，各種力學性質和建設標準均達到了設計要求。因此，本文所論述的施工工藝，具有一定的科學性和合理性。通過本文的研究，可以為類似工程項目的施工奠定基礎。