智能提升大型钢结构高空连廊的实践探索

智能提升大型钢结构高空连廊的实践探索

傅得明

浙江双圆工程监理咨询有限公司浙江金华321017

摘要：结合工程实例，是以施工图纸为依据，参考以往在类似工程中的施工监理经验，结合本工程的实际情况及特点，并根据相应的计算、分析结果，在业主和施工单位给定的施工场地边界条件下、施工进度计划要求基础上进行，可作为相关工程的理论依据。

关键词：钢结构连廊；整体提升；三维建模

一．工程概况

浙中互联网总部经济中心（一期）项目，位于金华市东市街以西、宾虹路以南、三江国际以北、武义江以东地块。本工程总用地面积约50211平方米，总建筑面积约286234.6平方米，其中地上建筑面积约198443.16平方米，地下建筑面积87791.44平方米（人防面积约12000平方米）。一期项目由四个单体建筑组成，其中1#楼：地下2层，地上43层，高193.5米：其中2#、3#楼，地下2层，地上21层，高89.7米，4#楼（地上）主楼地下2层，地上15层，高64.5米，主楼为钢筋混凝土框架-核心筒结构，其中2#楼与3#楼之间楼面设有3#连廊；4#楼与5#楼（另一标段）之间标高51.55米以上设有4#连廊。3#和4#连廊结构基本相同，均由5榀主桁架桁架之间钢梁及上部附属梁柱构成，其中3#连廊最大跨度为45M下弦安装标高为76.75M，上弦安装标高为85.15M，上部结构标高89.4M和93.3M，该连廊总重约420吨；4#连廊最大跨度为37M，下弦安装标高为51.55M，上弦安装标高为59.95M，上部结构标高62.40M和68.10M，该连廊总重约420吨。

图1整体工程效果图

二．工程特点及难点分析

（1）连廊钢结构安装位置高，下部无结构支撑，高空作业量大，施工难度大，连廊钢结构结构通过预埋劲性钢骨梁柱连接到塔楼体内，下方无支撑结构。整体结构均处在高空，且事工现场场地回转空间狭小，不利于大型机械设备的使用，因此安全风险高，施工难度大，安全维护费用高。如何选择合理的安装方案是本工程能否顺利完成的难点。

（2）连廊钢结构结构通过预埋劲性钢骨梁柱连接到塔楼体内，钢柱与桁架连廊连接牛腿节点的轴线、标高控制以及两栋塔楼之间的相对跨度距离是否符合设计要求是本项目前期施工的控制重点之一，因此对钢骨混凝土柱-柱之间的轴线、钢柱牛腿和桁架安装牛腿标高、钢骨劲性柱的垂直度等安装施工精度要求较严苛。

（3）连廊桁架和钢骨劲性柱、连续梁为结构的受力体系，厚板多，连接节点复杂，结构重要性高。因此钢骨柱的对接，柱-梁之间，桁架的斜支撑、桁架上下弦与钢骨柱连接牛腿的连接焊缝的焊接质量要求高，各连接节点的焊缝焊接质量的控制是本工程的另一重点。

解决方案：我们监理单位积极参与方案的确定，并由我们组织各参建单位对其他在整体提升技术成功应用的工程进行考察，监理项目部编制《钢结构整体提升监理实施细则》由总监审核并报公司总工批准。根据桁架连廊结构安装高度较高，纵横向跨度大，结构杆件多，高空组装和焊接作业量大，自重重，按常规施工方法施工困难、安全风险大，并对整个项目的工期影响较大，如按常规施工方案需大吨位机械设备且对地面基础有较高的要求经济性较差。为解决上述施工难点和施工困难，选取“超大型液压同步提升施工技术”采用钢连廊结构在地面组装完成后整体提升，一次性提升安装至设计标高，再进行柱顶部分预留后装构件的安装，采用这方案将大大降低安装施工难度，由于在地面作业减少了高空作业，对连廊的拼装，焊接质量的保证、安全风险的降低、可以穿插施工，工期得以保证、减少了大型安装设备的投入对现场地面基础的要求降低等，避免了常规施工方案存在的较大的质量、安全和经济性较差的风险。因此选择利用“超大型液压同步提升施工技术”采取钢连廊结构在地面组装完成后整体提升的安装方法作为本项目钢结构连廊的施工方案。

三、连廊结构提升实施

3.1试提升

1.解除提升连廊结构与地面的所有连接；

2.认真检查连廊上部结构，并除去一切计算之外的荷载；

3.认真检查整体提升系统的工作情况如：提升吊点、钢绞线、安全锚具、液压泵站、高压油管、锁紧装置、计算机控制系统、传感检测系统等；

4.在完成检查后，采用手动方式完成提升油缸的第一个行程；行程结束后，检查上部结构、提升平台、吊点锚具、钢绞线的情况，确认一切正常后，完成第二、第三行程，试提升结束；

5结构离地检查，结构单元离开拼装胎架约100mm后，利用液压提升系统设备锁定，空中停留12小时以上作全面检查，并将检查结果报告项目部。各项检查正常无误，再进行正式提升。

3.2正式提升

（1）提升分级加载

通过试提升过程中对结构、提升设施、提升设备系统的观察和监测，确认符合模拟工况计算和设计条件，保证提升过程的安全。以计算机仿真计算的各提升吊点反力值为依据，对钢结构单元进行分级加载（试提升），各吊点处的液压提升系统伸缸压力应缓慢分级增加，依次为20%、40％、60％、80％；在确认各部分无异常的情况后，可继续加载到90％、95％、100％，直至钢结构全部脱离拼装胎架。在分级加载过程中，每一步分级加载完毕，均应暂停并检查如：上、下吊点结构、结构等加载前后的变形情况。

（2）空中姿态检测调整

用测量仪器检测各吊点的离地距离，计算出各吊点相对高差。通过液压提升系统设备调整各吊点高度，使结构达到水平姿态。

（3）整体同步提升

以调整后的各吊点高度为新的起始位置，复位位移传感器。在结构整体提升过程中，保持该姿态直至提升到设计标高附近。

（4）提升过程的微调

结构在提升及下降过程中，因为空中姿态调整和杆件对口等需要进行高度微调。在微调开始前，将计算机同步控制系统由自动模式切换成手动模式。根据需要，对整个液压提升系统中各个吊点的液压提升器进行同步微动（上升或下降），或者对单台液压提升器进行微动调整。微动即点动调整精度可以达到毫米级，完全可以满足钢结构单元安装的精度需要。

3.3连廊的卸载

对口杆件全部焊接完成后，进行卸载工作。按计算的提升载荷为基准，所有吊点同时下降卸载10％；在此过程中会出现载荷转移现象，即卸载速度较快的点将载荷转移到卸载速度较慢的点上，以至个别点超载。因此，需调泵站频率，放慢下降速度，密切监控计算机控制系统中的压力和位移值。一旦某些吊点载荷超过卸载前载荷的10％，或者吊点位移不同步达到10mm，则立即停止其它点卸载，而单独卸载这些异常点。如此往复，直至钢绞线彻底松弛。液压提升系统设备同步卸载，至钢绞线完全松弛；进行钢结构的后续高空安装；拆除液压提升系统设备及相关临时措施，完成结构单元的整体提升安装。

四、结束语

通过本工程的实践使监理人员对高空钢连廊提升工程有了更全面直观的认识，开阔了视野、更新了知识，提高了监理的综合素质，为今后开展高空钢梁廊监理工作提供了成功实例。

参考文献：

[1]《钢结构工程施工质量验收规范》，GB50205-2001.

[2]《碳素结构钢》，GB/T700-2006.

[3]《钢结构设计规范》，GB50017-2003.