成都某研发中心钢连廊液压同步整体提升关键技术

　

(四川大学建筑与环境学院　四川　成都　610065)

一、工程概况

本工程研发中心钢结构连廊项目分为A、B两区。A区高层采用框架-剪力墙结构体系，地下2层，地上12层，9-12层之间设立一三层钢结构连廊连接两端塔楼。A区钢连廊跨度48m，宽24m，高12.65m，共4榀主桁架，具体结构形式如图1、图2所示。B区高层采用剪力墙结构体系，地下2层，地上6层，4-5层之间设立一两层钢结构连廊连接两端塔楼。B区钢桁架跨长48m,宽32m，高8.45m，共5榀主桁架，具体结构形式如图3、图4所示。经测算A区钢连廊总重量约651t，最大安装标高47.4m。B区钢连廊总重量约753t，最大安装标高22.2m。

图1　A区钢连廊平面布置图

图2　A区钢连廊立面布置图

图3　B区钢连廊平面布置图

图4　B区钢连廊立面布置图

本工程属于高空大跨度多层钢结构，对于大跨度钢结构施工，现代施工过程中常见的方法有：高空原位安装法、整体吊装法、分条(分块)吊装法[1]、滑移就位法[2][3]、整体提升法[4]等。其中，整体提升法是将钢结构在安装处地面投影位置拼装为一个整体，再利用大型液压提升系统进行整体提升，同步控制的一种方法。该方法无需大规模搭设支撑体系，不受场地限制，能有效大幅高空作业量，加快施工进度，提高安装精度高，降低施工成本[4]。经分析，本工程适宜采用整体提升法进行钢连廊施工。

二、整体提升施工关键技术

(一)吊挂结构安装

如图1、图2所示，本工程A区连廊共三层，上部两层连廊由下弦杆、竖腹杆、斜腹杆、上弦杆、水平支撑以及平台梁组成，形成一个较为稳固的结构体系。但下部一层为吊挂结构，较为特殊，仅由竖腹杆和平台梁组成，竖腹杆通过高强螺栓群及焊接方式吊挂在上部两层下弦杆与竖腹杆之上，不具备承载上部两层桁架自重以及施工荷载的能力。这样一来就使得钢桁架在进行地面拼装时，不可按照从下至上的顺序施工。因此，A区钢桁架的整体提升过程相较B区而言，多了一次提升过程，即在地面完成上部两层钢连廊的安装后，利用液压整体提升设备将上部两层桁架整体提升至适当安装高度(钢桁架底部据地5m)，再将下部一层竖腹杆及平台梁连接在上部两层钢桁架上。

(二)定位平衡装置

A、B两区钢连廊各由4榀及5榀主桁架组成，各设置了8组及10组吊点进行同步整体提升。由于有预装段与后装段的存在，桁架左右两端的单榀桁架之间缺少部分斜腹杆与平台梁，各榀桁架上弦杆之间无连接，主桁架左右两侧上弦杆处于悬臂状态。相比无后装段的钢连廊提升和各榀桁架分别起吊安装而言，各榀钢桁架之间的变形协调及各吊点受力平衡成为一个被忽视的问题。为解决多榀钢桁架整体提升的变形及位移问题，本工程创新了一种定位平衡装置。该装置由工字钢、门型架立筋、钢垫板和螺帽组成，工字钢设在钢连廊每榀钢结构顶梁上，与钢连廊垂直，工字钢的上下面板设有多组通孔，通孔位于钢连廊每榀钢结构顶梁与工字钢相接处，每组通孔有4个，每组通孔中插有两个门型架立筋将钢连廊的钢结构顶梁卡在中间，门型架立筋上设有螺纹，钢垫板上设有对应的通孔，钢垫板连接在门型架立筋底部，并通过螺帽锁紧后紧贴于钢连廊钢结构顶梁底面。装置如图5-7所示。

图5　平衡装置正视图

图6　平衡装置侧视图

图7　平衡装置俯视图

注：1-钢连廊，2-吊点，3-工字钢，4-门型架立筋，5-钢垫板，6-高强度螺帽

该装置能够将钢连廊顶梁稳固在装置形成的夹紧空间内，使得各榀桁架在提升过程中保持精准定位，方便快捷的解决钢连廊在起吊和安装过程中可能发生的局部变形或者移位的问题。同时，通长的工字钢正交架立在各榀桁架之间，将钢桁架连接为一个整体，各桁架之间的受力可通过钢桁架进行传导，使各吊点之间受力平衡。

(三)悬吊钢模板施工

高空大跨度钢结构混凝土楼板底模施工一直是钢连廊施工过程中的一大难点，传统满堂脚手架的施工方法耗时耗材，且支撑体系稳定性难以保障。本工程采用了一种悬吊钢模板施工工艺，即将预制好的钢模板以加劲板直接满焊在最底层钢桁架之间，随提升单元同步提升到位。混凝土浇筑完成后不予拆除，与混凝土楼板一起形成组合楼板，同时亦可作为上层楼板底模搭拆的施工平台。此方法利用液压提升设备之便，免去大量的高空作业量，既作为组合楼板的一部分又充当上层混凝土模板施工的操作平台，一模两用，经济、高效、便捷。

图8　悬吊钢模板现场照片

三、结语

成都某研发中心钢连廊项目属于高空大跨度多层钢连廊结构，利用液压整体提升法施工能克服传统施工工艺耗时耗材、高空作业量大，施工周期长，成本高等缺点，高效便捷地完成钢连廊的施工。本工程中运用到的吊挂结构安装、定位平衡装置以及悬吊钢模板的施工工艺对传统的液压整体提升技术进行了一些改进，具有一定的借鉴意义，可为同类高空大跨度钢结构连廊整体提升施工提供参考。