多層大跨度鋼結構連廊施工技術

李瑞德 張海燕 陳第東 彭 輝 李 昂

（中國建筑第七工程局有限公司南方公司深圳分公司 518118）

目前，各式各樣的公共建筑或者是商業建筑都帶有連廊設計，這些建筑不僅因為連廊的巧妙設計變得更加美觀大方，而且也因為連廊的使用功能變得越來越多樣化，結構自然也就越來越復雜。而且不同的建筑有其不同的建筑特點，需要采用不同的施工方案來進行施工，因地制宜才是良策，而怎樣制定良好的施工方案，還需要技術人員去結合實際進行探索。

1 工程設計一般思路

一般說來，多層大跨度鋼結構連廊施工技術的基本方法如下：

首先，進行工程整體分析，對工程的各個環節和不同的施工環境進行分析和比較，從而實現對工程整體的把握，進而總結出該工程的特點和難點。其次，進行理論分析和總結，通過一系列科學理論支撐總結出該工程施工的合理措施。第三，進行數據的分析和模擬，具體表現形式可以是利用建模軟件和數據演算構建施工技術的合理方案。最后，實現理論和實踐的結合，將理論分析應用到施工實踐過程，通過分析施工現場，對之前的理論設計進行修正，進行現場環境和人員經驗等資料的收集和整理，得出實驗數據。

通過以上流程，實現對工程從理論到實際的總結和全方位的分析，完善施工工藝和技術，穩中求進，實現工藝創新。連廊實景圖如圖1所示。

圖1 連廊實景圖

2 施工過程的重難點問題

2.1 施工安全精度要求較高

施工安全包括人員安全和建筑安全。多層大跨度鋼結構連廊施工本身難度較大，主要的施工材料鋼結構重量大且危險性高，極易造成安全事故。施工過程多處于高空環境和大空間，所以必須對人員安全問題進行提前預防和控制，必要時可降低高空作業的難度和數量。由于鋼材料的體積和重量較大，在應用施工拼接和鋼結構提升技術時，必須確保地面承載力、吊點位置及鋼絞線各項性能指標的安全和合理，需要對各指標進行反復檢查，從而確保施工工藝的順利進行，提前利用建模軟件進行工藝施工環節的模擬，將失誤降至最低水平。

2.2 拼裝和提升技術的質量和精度要求較高

多層大跨度鋼結構施工工藝，最常見的施工技術是拼裝和提升。拼裝不合格極易造成鋼結構無法正常搭接、連廊走位錯誤和存在工程裂縫、材料變形等問題，使得主體結構不穩定，造成鋼結構受力不均勻，進而影響工程質量，降低建筑的可靠性及觀賞性，提升技術的主要施工機器是吊車，因此必須確保吊點之間的平衡，使得各吊點受力均勻，提升工作結束之后，檢查鋼連廊構件位置關系和受力狀況等精確度。吊點的平面布置如圖2所示。

圖2 實際工程中吊點的平面布置

2.3 樓板底模施工亟須創新型策略

多層大跨度施工的主要難題是高空作業和施工工期，采用傳統的底模搭拆技術，如現澆混凝土樓板施工方案極易出現安全問題，增加工程難度系數。因此，需要創新其他樓板底模的施工方案，結合當地人力資源和環境研制出一套新型、合理高效、具有針對性的工藝施工方案。

3 常見的多層大跨度鋼結構連廊施工技術探究

3.1 高空散裝施工技術

該施工方案需要有較大的拼裝場地，且該場地要滿足最大荷載要求，需要搭載高空吊裝設備和高空吊支架，結合較多的高空作業量（如高空焊接、高空組裝等）才能完成最終施工。在現階段的高空大跨度連廊施工工作中，該方案已經很少作為獨立的整體工藝出現。

3.2 整體提升施工技術

該技術是對鋼連廊整體施工工藝進行分割，通過不同階段的相應工作進而完成整體施工工藝。通過軟件模擬制定出初步的時間計劃，利用環境和資源數據對整體施工狀況進行把握，根據實際施工材料和施工經驗對場地進行綜合評估，嚴格確保現場安全及施工質量。當前常見的鋼連廊是使用拼裝和整體提升相結合的方法，該方法可以在最大限度上滿足施工技術要求和經濟效益。

3.3 拼裝和提升工藝模擬仿真技術

模擬仿真可以利用“3S”技術進行空間監測和實時定位，對現場情況進行科學合理的把控，將施工現場狀況導入計算機，模擬對應的現場。可以進行創新型技術的結合，比如綜合采用PLC（可編程控制器技術）和GPRS（無線分組業務技術），將模擬數據實時傳入終端網絡，方便技術人員對原定方案的修改和調整，方便工作人員監測，從而實現自控和監測技術的一體化，大大提高操作效率。仿真軟件的使用可以反映建造過程中承重構件和最不利構件的受壓情況，利用仿真形式將鋼結構體系變化過程中構件的內力和變形狀況體現出來，甚至是模擬幾年之內的變化狀況。比如，可以利用Midas Gen 軟件對施工工藝流程進行模擬，將實際的施工過程按照預留標準進行階段劃分，再對各階段構件空間變形情況—位移、受力分布進行總結研究。

3.4 拼裝技術的使用

鋼結構每段重達幾百噸，體型大、重量大等特點使得必須預先分割再轉運至施工現場，通過焊接等手段完成整體拼裝。拼裝一般在現場地面進行，但由于多層大跨度的施工特點，必然要求對鋼連廊的穩定性能和安全性能有更高的要求，所以必要強調鋼結構加工、平面拼裝和空中吊架、高空焊接和安裝的精密度。

3.5 滑移

滑移單元拼裝結束時，檢查桁架和相關滑移裝置，檢查無誤進行試滑移。首先，進行百分之四十的加載，再分為相對于理論值的四個梯度（0.6，0.8，0.9，1）進行負荷的遞增，全方面正常后方可進行滑行。當滑行中遇到滑移量不匹配、滑靴擋板卡位、滑行軌道超載變形和滑移超前或滯后1cm 時，相應的自報警系統工作，及時調整和結束滑行。在接近構件終點時，利用單獨的控制系統進行滑移點的設定和調節，減速滑移降低對鋼結構的沖力并起到減振效果，因此采用多方位的立體技術可實現滑行過程的正常化運行。

4 整體提升技術的使用

使用液壓提升設備，結合數控技術，以千斤頂為原動力，帶動鋼絞線（一般使用柔性鋼絞線）的位移移動，達到提升結構的目的。液壓同步提升采用了位移傳感控制器和行程監測系統，通過對指令的實際傳遞和數據的有效反饋實現均衡吊點位置、自動校正提升力度和角度，通過圖表或虛擬實物的形式顯示實際過程，工作人員進行遠程控制并下達指令。提升技術需要考慮不同步提升狀態下各提升點強制位移，見表1。

表1 不同步提升狀態下各提升點強制位移

5 結語

該施工技術技術難度要求高、危險系數大、施工場地要求嚴苛、材料重量大等不利因素都對多層大跨度鋼結構連廊的順利完工構成了阻礙，加強技術管理同時科學有效地利用現有的拼接和提升技術，切實做好管理工作，開發創新更具優勢的施工工藝，將對工程質量的提高和工作效率的提升大有裨益。