高層建筑鋼結構橋架整體液壓同步提升施工工藝

摘要：簡述了天馬總部大廈工程兩座塔樓之間鋼結構橋架整體液壓同步提升施工概況，從液壓提升設備組成與提升過程、橋架提升施工要點、橋架吊裝點與提升點設置、橋架提升前準備工作、橋架正式提升施工、橋架加固施工等方面，詳細闡述了鋼結構橋架整體液壓同步提升施工工藝，通過收集和整理監測數據，驗證了本文研究的鋼結構橋架整體液壓同步提升施工工藝具有良好的應用效果，取得了優異的施工質量，保證了施工安全，積累了施工經驗。

關鍵詞：鋼結構橋架；同步提升；應力和應變；聯機調試

0" "引言

隨著城市化進程的不斷推進，高層建筑的需求不斷增加。高層建筑連體鋼結構因其質量輕、強度高、施工周期短等優點，逐漸成為高層建筑的主要結構形式之一[1-2]。然而，連體鋼結構的整體提升施工過程涉及到大量的工程技術和安全風險，因此對其進行深入研究具有重要意義。目前，針對高層建筑連體鋼結構整體提升施工技術研究，已經取得了許多進展，研究者大多通過優化吊裝平面布置、改進吊點提升技術、研究主桁架加固方法、優化施工工藝以及加強施工安全管理等方面進行探索和實踐[3-4]。這些研究旨在提高施工效率和質量，確保施工過程中的安全性。

然而，目前高層建筑連體鋼結構整體提升施工技術，在施工現場環境復雜以及設備和技術配套等方面仍然面臨挑戰，還需持續地進行研究和改進[5-6]。為此，本文以推動高層建筑連體鋼結構整體提升施工技術的應用水平為目的，展開進一步研究。

1" "工程概況

天馬總部大廈工程總建筑面積73409m2，由兩座塔樓組成，地下均為4層。其中A座研發塔樓為21層，高度為97.9m；B座宿舍塔樓為16層，高度為68.8m。

在A座15層和B座16層（兩座塔樓的等高層）頂板上面即地面標高70.9m處修建整層連體鋼結構樓層的“城市云臺-孔中漫步觀景花園”，其層高為4.5m，采用三榀主桁架+次桁架+鋼梁的結構形式，主次桁架均為平面鋼桁架結構，主桁架最大跨度為52.1m。連體鋼結構樓層與A座位剛性連接，與B座為鉛芯橡膠支座彈性連接。

兩座塔樓之間的鋼結構橋架跨度為22.0m，共有5幅桁架，每幅桁架的高度均為4.5m，總用鋼量約為90t。為了縮短施工工期、保證施工安全、提高施工效率，該橋架采取地面組裝和液壓同步提升技術。為了保證橋架起升的完整性，增加了垂直和水平臨時錨固件。本文以該橋架為研究對象，闡述其整體液壓同步提升施工工藝。

2" "橋架整體液壓同步提升施工工藝

2.1" "液壓提升設備組成和提升過程

2.1.1" "設備組成

液壓提升設備主要由液壓泵、提升千斤頂、鋼絲繩卷揚裝置、鋼絲繩、楔形錨具，以及計算機和控制柜等組成。其中提升千斤頂為穿心結構，鋼絲繩從其中心穿過，使其受力均勻、工作平穩。楔形錨具即鋼絲繩自鎖裝置，由上、下兩組錨具組成，其作用是保證橋架正常提升，防止橋架自由下滑造成安全事故。

2.1.2" "提升過程

液壓提升過程如下：提升橋架時，操縱下錨具松開鋼絲繩、同時上錨具夾緊鋼絲繩；操縱提升千斤頂活塞伸出，將橋架提升到提升千斤頂行程范圍之內的規定高度；操縱下錨具夾緊鋼絲繩、上錨具松開鋼絲繩，卷揚裝置收緊橋架提升后多出的鋼絲繩；操縱提升千斤頂活塞縮回、下錨具松開鋼絲繩、同時上錨具夾緊鋼絲繩，重復下一個輪回動作，直到橋架提升到位。

2.2" "橋架提升施工要點

該橋架的同步提升過程必須得到穩定控制，為此須抓好以下重要環節：

一是確保液壓同步提升系統的安全性。針對可能遇到液壓泵停轉、供電中斷和輸油管道破裂等意外情況，配備了液壓自鎖和機械自鎖系統，以保證液壓升降系統的安全運行，防止出現安全事故。

二是確保液壓同步提升系統的精確性。在進行該橋架連續提升施工之前，應對液壓同步提升系統進行檢查調試，確保該橋架吊裝過程中的整體提升精度控制在設計規定的范圍內，防止出現提升偏差。

三是對橋架的提升過程進行動態監測。在吊裝橋架之前，在每個吊裝點下方安裝測量設備。在提升過程中，每移動約5m的高度，使用激光測距儀測量每個吊裝點的實際高度。如果吊裝點的高度差大于正常值，則需要立即調整，使橋架吊裝的平面度保持在設計范圍內。

2.3" "橋架吊裝點和提升點設置

2.3.1" "橋架吊裝點設置

為了保證該橋架具有良好的受力性能，其主要載荷體系是軸線K和N上的主桁架。根據該橋架的結構特征和受力情況，在軸K和軸N上的主桁架末端共設置4個吊裝點（下吊點）。橋架吊裝點平面布置如圖1所示。

2.3.2" "橋架提升點設置

在選擇橋架提升點時，要充分考慮應力體荷載系統的特點[7]。為此將提升點設置在A座15層和B座16層、即兩座塔樓等高層的水平桁架上，每座塔樓各設置2個提升點。根據橋架4個吊裝點的位置，在A、B座塔樓的水平桁架上確定4個提升千斤頂的提升點（上吊點），并安裝提升千斤頂。

2.4" "橋架提升前的準備工作

2.4.1" "安裝液壓提升設備

按照設定位置安裝液壓泵、提升千斤頂、鋼絲繩卷揚裝置、楔形錨具和控制柜，串接鋼絲繩并安裝吊具，連線控制柜。按照盡可能保持橋架結構應力系統穩定性原則，待所有提升點完成吊具懸掛后，進行提升試操作，以確保將橋架的應力和變形控制在設計規定的范圍內。

在橋架吊裝點的平面位置上，將最低吊裝點放置在與每個懸掛點垂直對應的鋼梁（或梁托）部位，并使用軋制鋼將牽引車和牽引輪與吊具進行連接。

2.4.2" "檢查調整

在安裝吊具過程中，檢查鋼絲繩完好狀況。在液壓同步提升系統完成安裝后，要檢查其液壓系統的液壓泵、提升千斤頂工作是否正常，鋼絲繩卷揚裝置是否同步運行，楔形錨具是否按時松開、同步夾緊，控制柜線路是否連接正確、操作控制是否靈敏有效，發現問題立即處理。

2.4.3" "聯機調試

在完成所有安裝和檢查調整等項工作后，報經監理單位同意，選擇晴朗天氣進行聯機調試。首先對提升千斤頂進行輕載測試，從20%、40%、60%、80%和100%負荷分級逐步加載直至滿負荷。在分級逐步加載過程中，并保持加載時間一致的設計要求。

在此期間，重新監測和記錄橋架的應力和應變。當橋架達到100%負荷時，橋架會慢慢偏離地面方向，最終達到150mm的偏離距離。試驗結束后，對橋架重新進行24h靜載測試，并檢查提升量，記錄正式提升前的數據。

2.4.4" "其他有關工作

在完成上述準備工作后，要對橋架吊裝現場進行清理。要清除作業區域內的各種雜物和障礙物，橋架底部的電路使用盒子包裝起來，在吊裝區域周圍設置警戒線。總之，確保在橋架正式吊裝前完成所有準備工作。

2.5" "橋架正式提升施工

靜載測試24h后，檢查整個液壓同步提升系統，確認沒有錯誤后，進行橋架正式提升。在橋架提升過程中，相關工作人員要密切合作，及時發布提升信息和相關指令。

按照施工計劃將前幾節逐步進行整體提升。當橋架提升至約2.5m時，測量鋼托梁每個點位的實際尺寸，并進行檢查和處理。繼續提升到13層高度時，通過計算機系統的“調整和點動”功能進行微調，使橋架的每個點位和每個鋼托梁調整到設計位置。

繼續以正常速度提升至A座15層和B座16層（兩座塔樓的等高層）頂板上面，即地面標高70.9m處，并高出該處約1.2mm時，停止提升。此時測量橋架各個點位的實際尺寸，并通過計算機系統的“重調錨”功能進行微調和轉移，確保每個提升吊點都達到設計位置，至此完成橋架的提升施工。

2.6" "橋架加固施工

2.6.1" "加固措施

當橋架完成整體提升后，采取以下加固措施：

一是在橋架的兩端安裝多個連接桿，并利用數據分析和計算模型對連接桿的結構進行強化。

二是在A座15層和B座16層之間的立面上添加2根H500型工字鋼部件，以增強橋架結構的穩定性。

三是在橋架側面設置臨時加固桿和吊點斜撐加固桿；四是地板采用垂直板支撐，確保地板在接近實際應力狀態下更加穩定可靠。橋架加固位置如圖2所示。

2.6.2" "計算機輔助加固

主控單元向每個桁架的智能節點發送初始指令，以引導每個桁架智能節點進行加固操作。為確保智能節點的有效加固，采用高性能控制方法。各個單元傳感器將其數據反饋到主控單元，并由主控單元向各個單元傳輸數據值。通過PID（比例-積分-微分）控制算法計算后，根據計算結果調整每個桁架的智能節點參數。

在調整主桁架的節點參數時，可對其組件的運動進行相應調整，以實現同步控制。整個系統的計算機監控設備，用于監測每個單元的性能狀態和參數設置。當確定將主液壓加固提升至參考點時，根據參考點的控制，對每個桁架分別進行動態調整，以確保所有桁架在加固過程中保持同步，以保證加固過程的穩定性。當主桁架加固操作完成后，即完成主桁架吊裝施工。

3" "應用效果

采用上述施工技術對天馬總部大廈工程兩座塔樓之間的橋架進行整體提升施工。完工后，對該項施工技術的應用結果進行效果驗證。對該橋架的12個監測節點進行了檢測數據統計，得出的監測節點變形數據如表1所示。由表1可知，12個監測節點的相對位移量最大值為5.64mm，均小于國家規定的8mm以內的相對位移值。

4" "結束語

本文基于天馬總部大廈A座和B座主體工程之間鋼結構橋架整體液壓提升施工，制定了橋架整體液壓同步提升施工工藝，并在整個施工過程中予以實施。在完成施工后，通過收集和整理監測數據，驗證了本文研究的鋼結構橋架整體液壓同步提升施工工藝具有良好的應用效果，取得了優異的施工質量，保證了施工安全，獲得了企業和社會效益，為高層建筑連體鋼結構整體液壓同步提升施工提供了實踐經驗。

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