液压同步提升施工技术在大中庭钢结构球形网架安装中的应用—以徐州苏宁广场工程为例

周 敏（上海市工程建设咨询监理有限公司，上海 200433）

0 引 言

近年来网壳结构发展迅猛，尤其是在大跨度体育、文化、展览以及现代城市综合体建筑中得到了广泛应用。这种结构多呈现出曲面美感，适应各种不规则平面形状，且空间三向受力，受力合理，结构整体刚度大、稳定性好、安全性高，适合大跨度结构，而且节约钢材，饱受设计青睐。另外，网壳结构构件一般是工厂化加工，工业化程度高，现场组拼装，施工周期短，综合经济效益较好，也受到业主首肯。

空间结构施工安装主要分高空拼接和地面拼装后起吊两大类，高空拼接一般采用满堂脚手架法，需要搭设大规模的拼装支架，耗用大量的材料；地面拼装起吊一般需要多台起重设备以及空旷的场地实现，对于大型城市综合体狭小场地适用性较差。因此，液压同步提升施工技术的应用解决了这些问题，且质量、工期及安全等方面均得到了保证。

1 液压同步提升施工技术

1.1 工艺原理

大跨度钢结构液压整体同步提升施工工艺主要是对在场地狭小或室内跨度较大、高度较高的钢构件采用地面拼装，整体提升的施工工艺。采用穿芯式液压提升器作为提升机具，以柔性钢绞线作为提升承重索具，对钢结构进行整体同步提升。

提升过程中，采用水准仪、经纬仪严密监测各提升点的位移、标高及受力情况，发现水平偏移或两个提升点不同步时，及时通过计算机控制系统进行调整。

1.2 特 点

(1) 提升过程中采用计算机同步控制，液压系统传动加速度较小、可控制，能够保证整个安装过程的相对稳定性、安全性和可靠性。

(2) 液压同步提升设施体积较小和重量较轻，机动能力强，运输和安装方便。

(3) 采用柔性索具承重，只要有合理的承重吊点，提升高度不受限制。

(4) 钢构件可以在安装过程中的任意位置可靠锁定，任一液压提升设备亦可单独调整，调整精度高，有效提高了结构提升过程中精度控制的可控性。

(5) 液压提升器通过液压回路驱动，动作过程中加速度极小，对被提升设备及提升框架结构几乎无附加动荷载(振动和冲击)。

(6) 设备自动化程度高，操作方便灵活，安全性好，可靠性高，使用面广，通用性强。

(7) 钢构件在楼面上散件拼装，整体提升，与高空吊装相比，不但能够减少高空组装焊接工作量，而且减少了高空组拼胎架用量，降低安全、质量风险。

(8) 省去大型吊机的作业，可大大节省机械设备和人力资源。

(9) 能够充分利用现场施工作业面，对工程总体工期控制有利。

2 徐州苏宁广场网架工概况

本工程是徐州苏宁广场裙楼屋顶半球采光顶钢结构，为独立的钢结构球型单层管桁架球壳，球壳最宽约 38 m，南北最长处约 57 m，最高点高度为 32.111 m，最低点高度为 21.55 m。杆件截面为 140×80 Q235B 钢方通，节点类型为铸钢节点、相贯焊。网壳总重约为 99 t，钢结构支座通过预埋钢板埋件支撑支承于五层下部环形混凝土梁上。

本工程网架安装前土建主体结构已全部完成，因中庭天井位置包括地下室三层，不便于钢结构现场拼装条件。因此，在钢结构进场前该部位已搭设满堂脚手架，并铺设脚手板，以此为钢结构拼装平台。网架结构坐落在五层结构环形梁上，各塔楼塔吊均不具备整体吊装条件，故杆件进场后在操作平台上拼接。

提升器及提升平台安装在结构梁板上，本项目一共设置8个提升平台及提升器。

3 施工方案的实施

根据天井网壳结构的布置特点，拟采用大型构件液压整体同步提升的施工方法将指廊天井网壳整体提升到位，利用网壳结构的支承环梁和框架柱设置提升平台(提升上吊点)，在被提升的天井网壳上设置临时吊具(提升下吊点)。即：根据结构框架柱和环梁的布置形式，采取整体拼装然后整体提升的方法，共设置 8 个吊点。在已拼装完成的天井网壳与上吊点对应的位置设置提升下吊点，上下吊点通过钢绞线和专用底锚连接。利用液压同步提升系统，先将天井网壳整体提升至设计标高，安装后装杆件，完成网壳的安装工作。

3.1 基础及提升平台准备

3.1.1 预埋件施工

网壳结构支承通过转接支座与预埋件连接，整体提升临时支架一般通过预埋件与原有结构的支承环梁和框架柱连接，形成提升平台。预埋件施工务必保证满足网壳支座安装需求以及临时提升平台吊点的控制。

3.1.2 提升平台验算、安装

提升平台的临时支架根据原结构情况以及吊点布设进行设计，并通过计算分析满足强度、稳定性要求后，在现场进行实施。

提升平台支架安装埋件后置方式的固定，同样应进行力学计算分析，以确保提升体系的整体稳固。

提升平台安装需注意控制上吊点位置与网壳结构临时吊点竖向对应。安装完成后经验收合格后方可进行下部操作。

3.1.3 提升设备、吊具等安装

在提升平台上安装液压提升系统，包括液压泵源系统、提升器、传感器、液压油管等。

液压提升器作为上吊点，对应其投影位置在网壳结构单元上安装临时吊具，用柔性钢丝绳连接液压提升器与下吊点临时吊具，并运用焊接球节点，焊接球中部设置钢管，底部设置加劲板及底板，用来与专用底锚连接。

3.1.4 基础复验、放出结构中心线

对网壳支承基础预埋件的位置以及支承平台的位置进行复核，确认无误后放出结构中心线便于网壳结构支座安装定位。

3.2 试 吊

(1) 网壳结构整体拼装焊接完成并通过验收，液压提升系统就位，提升上下吊点安装到位，专用地锚安装完成。

(2) 完成液压系统调试工作。检查液压泵站上所有阀或油管的接头是否有松动，检查溢流阀的调压弹簧是否处于完全放松状态; 检查液压泵站上所有阀或油管的接头是否有松动，检查溢流阀的调压弹簧是否处于完全放松状态;检查液压泵站控制柜与液压提升器之间电源线、通讯电缆的连接是否正确等。

(3) 钢绞线的安装。穿钢绞线采取由下至上穿法，即从液压提升器底部穿入至顶部穿出。应尽量使每束钢绞线底部持平，穿好的钢绞线上端通过夹头和锚片固定；待液压提升器钢绞线安装完毕后，再将钢绞线束的下端穿入正下方对应的下吊点地锚结构内，调整好后锁定。每台液压提升器顶部预留的钢绞线应沿导向架朝预定方向疏导。

(4) 检查网壳提升单元以及液压同步提升的所有临时措施是否满足设计要求。

(5) 提升单元离开拼装胎架台面约 100 mm 后，利用液压提升系统设备锁定，空中停留 12 h 以上。全面检查吊点结构、承重体系、提升设备、钢架及焊缝的变形和受力情况等。

3.3 网壳提升

钢结构提升至设计位置后，暂停；各吊点微调使主桁架等精确提升到达设计位置；锁紧静止，液压提升系统设备暂停工作，保持钢结构单元的空中姿态，提升单元与后装杆件焊接固定，使其与两端已装分段结构形成整体稳定受力体系。提升过程中察觉有任何异常应立即停止提升。

3.4 拆除系统

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(拆除导向架、上下吊点等)，完成钢结构单元的整体提升安装。

4 实施成果

2016年3 月 14 日开始制作提升装置的支架，3 月 25日支架制作完工后，安装提升支架，调试提升同步提升锁紧油缸。3 月 27 日将整个网壳提升到 500 cm，然后锁紧搁置 24 h，看是否有沉降现象，3 月 28 日上午检查一切正常，开始正式吊装，4 月 1 日全部吊装到位。

构建厂加工构建时间是 2016年1 月 25 日，构建进场时间是 2016年2 月 25 日，2016年2 月 26 日现场放线和制作胎架，现场吊装从 2016年2 月 27 开始到 2016年3 月22 号完工。

5 结 语

本工程大跨度空间钢结构液压整体同步提升施工工艺经过工程实践，成功解决了现场的施工难题，完成了狭小场地大型钢结构的吊装，减少了高空组装和焊接的工作量，实现了大跨度网架的一次吊装到位，提高了施工质量，同时也确保了施工安全的可靠性。

本工程采用液压同步提升技术完成整体累积提升。不仅节约了工程成本、加快了工程进度而且显著提高了工程质量。工程实践表明，液压同步提升技术是一项极具应用前景的新技术。