超高層大跨度鋼連廊桁架整體提升施工技術應用

摘 要：中交集團南方總部基地C區項目在鋼連廊施工過程中， 先將23～25層組合連體桁架在下連廊2～5層桁架的頂部進行組裝成型，采用整體提升的方法把23～25層組合桁架整體提升到位，再進行東西塔樓核心筒鋼連廊牛腿與鋼連廊的合攏。這樣減少了高空拼裝和焊接，對其他專業的施工影響較小，且能夠多作業面平行施工，降低了成本，有效提高了工作效率，有利于項目總體工期控制。

關鍵詞：上連廊桁架；測量；監測；整體提升文章編號：2095-4085（2024）02-0028-03

0 引言

隨著城市化進程的快速推進，超高層建筑逐漸出現在我們的視野中。其中，超高層大跨度鋼連廊作為連接高層建筑、實現空中交通的重要結構，其建設意義重大。然而，此類連廊的建設面臨著許多挑戰。大跨度和超高層的特性使得結構設計復雜，需要考慮的因素包括風荷載、地震荷載等，以保證其安全性和穩定性。同時，施工難度大，工程量巨大，不僅需要精確的設計和施工方案，還需要有效地提升和安裝技術。此外，對施工環境的要求較高，必須考慮到周圍環境對施工的影響，同時也需要保護環境免受施工的影響。

1 超高層大跨度鋼連廊的施工技術挑戰

在超高層大跨度鋼連廊的施工過程中，可能遇到的問題和挑戰相當多。

首先是施工精度的控制問題。由于連廊結構的特殊性，其施工精度要求較高，這就對施工隊伍的技術水平和管理能力提出了很高的要求。任何一點的偏差都可能影響到整個連廊的安裝和使用，因此如何確保施工過程中的精度控制是一個重要問題。

其次，施工安全也是一大挑戰。由于連廊的施工通常在高空進行，這就給施工安全帶來了極大的挑戰。施工隊伍必須制定嚴格的安全操作規程，并進行有效的安全教育和監督，以防止各種安全事故的發生。另外，超高層大跨度鋼連廊的施工還需要解決設備和材料的運輸問題。由于連廊的施工通常在高空進行，這就需要有合適的設備將施工材料和工人安全、準確地送到施工現場。這就對施工設備和物流管理提出了更高的要求。

此外，由于連廊的大跨度特性，施工過程中可能會出現桁架的變形或位移問題。因此，如何通過有效的措施防止或者控制這種變形或位移，以保證連廊的結構穩定性和安全性，是施工過程中需要解決的重要問題。

最后，超高層大跨度鋼連廊的施工還可能受到環境因素的影響，如風速、溫度、濕度等。這些因素可能會影響到施工的進度和質量，因此施工隊伍需要對這些因素進行有效的監控和管理，以確保施工的順利進行［1］。

2 超高層大跨度鋼連廊桁架整體提升施工技術分析

2.1 整體提升技術的原理

整體提升施工技術，顧名思義，就是在施工過程中，將預先制造好的建筑構件或結構在地面進行組裝，然后通過專門的提升設備，將其作為一個整體提升到預定的位置。首先，施工團隊在地面上進行預制和預裝。根據設計要求，建筑構件或結構在地面上進行制造和組裝，以確保構件的準確性和質量。這一步驟需要嚴格遵循設計圖紙，確保構件之間的配合和連接準確無誤。接下來，使用專門的提升設備將預制好的建筑構件整體提升到預定位置，提升設備通常包括液壓提升器、液壓泵源系統、計算機同步控制及傳感檢測系統等。通過液壓提升原理，利用液壓同步提升技術，將作用在構件上的力分散到多個支點上。在提升過程中，施工團隊需要仔細控制提升速度和方向，以確保整體提升的平穩進行。同時，需要密切監控構件的位置和姿態，確保其與目標位置能夠準確對齊［2］。

2.2 整體提升技術的具體步驟

整體提升施工技術的過程可以分為預制、預裝、提升和固定四個主要步驟。首先是預制階段，工程團隊將根據設計圖紙，先在地面制造好各個部分的鋼桁架結構。這個階段的工作需要精確和細致，因為任何一個細小的錯誤都可能影響到整個連廊的安裝和使用。接下來是預裝階段，工程團隊會在地面上將制造好的各個部分組裝起來，形成一個完整的連廊結構。這個階段的工作同樣需要高度的精確性和專業性，因為各個部分的組裝關系直接決定了整體結構的穩定性和安全性。

然后是提升階段，工程團隊會使用專門的提升設備，如液壓提升裝置，將預裝好的連廊結構整體提升到預定的位置。這個階段的工作需要非常謹慎和小心，因為提升過程中的任何一個失誤都可能導致嚴重的安全事故。最后是固定階段，工程團隊會在連廊結構提升到位后，進行固定和調整，確保其位置準確，結構穩定。這個階段的工作需要高度的專業技能，因為只有確保連廊結構的穩定，才能保證其后續的安全使用［3］。

3 案例分析

3.1 工程概況

本工程為廣州中交集團南方總部C區上連廊桁架層鋼結構，結構位于23～25層之間，桁架高度為10.4m，跨度為46.5m，寬度為24m，鋼結構總量約為1 020t。根據結構特點和現場安裝條件，上連廊桁架層采用提升工藝進行安裝，提升高度約81m，擬采用“一次連續提升到位”的原則，將桁架層提升至設計標高后再進行合攏。

3.2 主要施工流程及方法

3.2.1 鋼桁架的分段制作及現場拼裝

上連廊鋼桁架分段在加工廠加工制作、運輸與工地拼裝的桁架截面分為H型鋼和口型鋼。由于構件長度較大、重量較重，為保證現場的組拼精度，所有構件在加工廠進行預拼裝，無誤后運至施工現場再進行拼裝。上連廊桁架結構采用搭設支撐胎架在下連廊頂部散裝施工，采用一臺220t和一臺200t汽車吊在連體兩側由下而上依次吊裝。在上連廊桁架的分段方面，上連廊受力桁架分為南北兩個，單拼桁架除了兩端4個牛腿之外，23層桁架下弦分為9個分段（4個下弦節點和5個下弦桿），25層桁架上弦分為9個分段（5個上弦點和4個上弦桿），中間20個支撐。

3.2.2 25層核心筒牛腿的安裝及吊點的設置

（1）在塔樓的建設中23層的核心筒牛腿的吊裝，根據東西塔樓23層牛腿的空間坐標數據來拼裝23層連廊桁架，然后根據23層桁架的數據拼裝25層桁架；23～25層上連廊桁架整體拼裝完成后，連續測量20d，根據23層牛腿數據以及23～25層桁架的數據不停地匹對來安裝25層牛腿及上吊點，要達到整體桁架及牛腿完全吻合。

（2）安裝上、下吊點。上吊點設置在25層牛腿兩側，在提升連廊下弦桿件與上吊點對應的位置安裝提升下吊點臨時吊具；提升吊頂所有焊縫均按等強熔透焊縫要求，按一級焊縫檢查，100%探傷。上吊點做法及下吊點做法如圖1所示。

3.2.3 提升設備的安裝

安裝液壓同步提升系統設備，包括提升器、傳感器、導向架等；液壓泵源系統（1 150m×1 350m×1 750m， 自重2.5t）放在東西塔樓27層各一臺，連接電源和提升器。控制人員的控制室設置在25層東塔塔樓。上連廊桁架層提升共設置四個提升吊點，每個提升點布置兩個同型號（YS-SJ-258）提升器，利用25層核心筒牛腿作為提升反力架。

液壓提升器頂部必須預留長出的鋼絞線，每臺液壓提升器必須事先配置導向架，以方便其頂部預留過多鋼絞線的導出順暢，導出的鋼絞線沿著導向架向外、向下疏導。導向架安裝于液壓提升器上方，導向架的導出方向以方便安裝油管、傳感器和不影響鋼絞線自由下墜為原則。

3.2.4 上連廊提升就位

提升單元提升至距離設計標高約200mm時，暫停提升。各提升吊點通過計算機系統的“微調、點動”功能，讓各提升點全部達到設計位置，為了保證提升姿態變化更小，首先要把下弦連接，標高和間隙都滿足對接要求；其次是保證上弦能基本就位，這樣就可以認為提升就位良好，鋼絞線鎖牢。液壓提升系統設備暫停工作，保持提升單元的空中姿態，拉緊攬風繩。正式提升正常需要2d的時間。

4 超高層大跨度鋼連廊桁架整體提升施工技術的優勢

4.1 提高施工效率和施工精度

整體提升施工技術在提高施工效率方面具有顯著優勢。傳統的施工方式通常需要在高空逐步進行桁架的組裝和焊接，這不僅需要大量的人力和時間，而且由于工作環境的限制，施工質量往往難以保證。相比之下，整體提升技術通過在地面進行預制和預裝，大大簡化了高空作業的復雜度和難度，從而顯著提高了施工效率。首先，地面預制和預裝的環境相對穩定，不受風力、溫度等環境因素的影響，這為提高施工精度提供了條件。精確的預制和預裝可以減少后期的調整和修復工作，從而節省了大量的時間。其次，通過在地面預裝，可以減少高空作業的次數，避免了頻繁的升降和移動，從而節省了大量的人力和物力。最后，整體提升技術的應用，使得施工過程更加順暢，不僅提高了施工效率，也提升了工程的完成質量和進度的可控性。通過有效地利用人力、物力和時間資源，整體提升技術為現代建筑施工提供了一種高效、快速、安全的解決方案［4］。

4.2 提升施工安全

在傳統的施工方式中，施工人員需要在高空進行大量的焊接和組裝工作，這不僅對施工人員的技術和經驗有很高的要求，而且由于工作環境的惡劣，常常會出現各種安全事故。而整體提升技術通過在地面進行預制和預裝，大大減少了高空作業的次數，從而顯著提高了施工安全性。首先，地面預制和預裝的環境相對穩定，施工人員可以在舒適的環境中進行工作，不需要擔心風力、溫度等環境因素對安全的影響，這不僅能夠減少因為環境因素導致的安全事故，還能提高施工人員的工作效率。其次，地面預制和預裝可以避免大量的高空作業，這意味著施工人員不需要長時間在高空中進行危險的作業，從而顯著降低了發生安全事故的概率。這對于保障施工人員的人身安全具有重要的意義。最后，通過整體提升技術，連廊的安裝位置可以更為精確，避免了因為位置調整導致的重復作業和潛在的安全風險［5］。

4.3 減少環境影響

整體提升施工技術在減少環境影響方面有著顯著的優勢。傳統的施工方式往往會對周圍環境造成較大的影響，包括噪音污染、塵土污染以及施工材料的堆放等。然而，通過整體提升施工技術，大部分施工活動在地面進行，大大降低了對周圍環境的影響。首先，相比于傳統的高空施工，地面預制和預裝的噪音更低，對周圍環境的影響更小。在傳統的施工方式中，由于需要在高空進行大量的焊接和錘擊等操作，噪音較大，而地面預制和預裝的噪音則可以通過各種噪音控制措施進行有效地降低。其次，地面預制和預裝減少了大量的塵土污染。在傳統的施工方式中，由于需要在高空進行切割和焊接等操作，會產生大量的塵土和煙霧，而地面預制和預裝的塵土和煙霧可以通過各種塵土控制措施進行有效的控制。最后，地面預制和預裝減少了施工材料的堆放。在傳統的施工方式中，需要在施工現場堆放大量的施工材料，這不僅占用了大量的空間，而且可能會對周圍環境造成污染。而通過地面預制和預裝，可以有效地控制施工材料的使用和堆放，從而減少對環境的影響。

5 結語

隨著建筑行業的不斷發展和技術的不斷創新，我們可以預見到整體提升施工技術將進一步得到改進和完善，預裝技術將更加精細和高效。隨著自動化制造技術和數字化設計技術的進步，預制和預裝過程將更加精確和高質量。先進的機器人和計算機輔助設計將能夠實現更高水平的自動化生產和優化的構件設計，進一步提高施工的效率和精度。整體提升施工技術在超高層大跨度鋼連廊建設中的應用將持續發展并完善。通過提高施工效率、增強施工安全、減少環境影響以及精確控制施工精度，整體提升施工技術將為建筑行業帶來更高水平的工程質量和可持續發展。未來的發展將需要不斷的技術創新和經驗積累，為超高層大跨度鋼連廊建設提供更加先進和可靠的解決方案。

參考文獻：

［1］常高陽.高層建筑大跨度鋼結構連廊施工技術研究［J］.江西建材，2022（6）：186-187.

［2］段于師.超高層大跨度鋼結構連廊整體提升施工技術分析［J］.中國建筑金屬結構，2021（3）：108-109.

［3］周玉強，王林己，柯志剛.大跨度高空鋼連廊整體提升與局部高空散拼施工關鍵技術［J］.城市住宅，2020（9）：234-235.

［4］肖建文，余偉華.大跨度超重鋼連廊整體提升施工技術［J］.鋼結構（中英文），2019（9）：83-86，42.

［5］余向輝.大跨鋼連廊整體提升平移施工技術［J］.建筑施工，2019（8）：1464-1466.