談高層建筑大跨度鋼結構連廊施工技術范文

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摘要：文中結合某工程實例針對該問題進行探討，在詳細了解工程實際情況的基礎上設計鋼結構連廊施工方案，做好關鍵的提升施工。

關鍵詞：高層建筑；大跨度鋼結構連廊；施工技術

0引言

隨著城市建設中高層建筑項目的數量不斷增多，大跨度鋼結構的應用也越來越廣泛。大跨度鋼結構是指高層建筑工程項目之間的一種架空結構，連廊結構長度更大，通常可達到數十米以上，大跨度鋼結構不僅是實現建筑造型設計的常用結構，而且能夠突出建筑體真正的使用價值與效果。大跨度鋼結構具有大型、復雜、超重的特點，其施工技術要求也越來越高，因此研究高層建筑中大跨度鋼結構連廊的施工技術具有重要的現實意義。

1工程概況

某辦公大樓為某地標志性建筑，整個項目包括兩個主樓，分別位于南北方向，以及一層地下室，建筑整體抗震防烈度6度，為綜合性辦公樓。南北方向兩個塔樓于46.3m處即建筑13層通過大跨度鋼結構連廊相連，鋼結構連廊長度為32m，寬5.7m，鋼梁梁頂標高50m。具體鋼結構連廊平面位置如圖1所示：大跨度鋼結構的連廊設計要結合工程的具體情況注意以下幾個方面：

（1）要考慮到連廊結構的扭轉效應。大跨度鋼結構連廊與其他結構相比，前者具有更加明顯的扭轉效應，并且可能會產生較大的振動變形量，因此要在設計過程中注意連廊的扭轉效應，合理控制結構設計，保證結構整體的穩定性，從而保證建筑產品的穩定性。實際設計中不僅要考慮外部風荷載、地震荷載，還要考慮連廊結構自身具有頻動變形問題的影響、扭轉效應影響，尤其是結構兩側不對稱會進一步加劇扭轉效應的影響，因此設計過程中要合理處理扭轉效應［1］。

（2）地震效應。地震會對連廊結構主體中的樓板結構產生豎直方向的影響，因此結構設計過程中要充分考慮豎直方向上地震力產生的效應。連廊結構受力復雜，設計需要全面控制結構變形問題，并綜合考慮地震荷載的干擾，進一步加固樓板受力位置，保證結構的安全性與穩定性。深入了解外部地震效應產生的風險以及可能會對連廊結構產生的影響。

（3）充分考慮結構銜接方式。連廊結構設計過程中需要考慮的重點問題之一就是大跨度鋼結構的主體銜接方式，其也是對連廊結構安全性進行控制的重要環節，因此要加強結構節點的控制。可以根據連接強度大小將連接處理劃分為剛性連接與柔性連接兩種，根據連廊結構的連接方式的不同對節點的連接和加固工作方法進行合理選擇，有效提高大跨度鋼結構連廊設計工作的科學性與合理性。

2鋼結構連廊施工方案

大跨度鋼結構連廊的安裝主要包括高空散裝及地面拼裝吊裝兩種，本工程鋼結構連廊的高度達到了46m，且單個構件重量大，必須搭設對應的腳手架才能進行高空散裝，無疑增加了施工成本；且結構組裝時需要大量焊接施工，高空作業不僅存在較大的安全隱患，而且無法保證工程質量。經過綜合考慮，本工程采用地面拼裝，然后采用計算機控制液壓千斤頂進行同步提升的施工方案，在該方案中將大量的高空作業改為地面作業，最大程度上減少高空作業的風險，保證工程的經濟效益及安全效益。吊裝過程中需要對鋼桁架的變形情況進行分析，合理設置鋼桁架吊點，通過動態優化調整吊裝工藝保證鋼桁架的整體吊裝質量及安全性。鋼結構施工平臺原位整體拼裝，再用計算機控制液壓千斤頂進行同步提升，為保證施工平臺與樓頂結構連接的可靠性，采用鋼性連接取代柔性鋼絞線連接［2］。具體施工過程中，鋼結構施工平臺的施工流程如下：先進行測量放線，接下來進行地面投影軸線放樣，再進行胎架的拼裝，布置格構柱，接下來進行鋼平臺的拼裝，并驗收鋼平臺拼裝構件是否滿足工程規范，進一步加固主體結構，布置提升架、調試提升系統，然后進行連廊結構的整體提升，用剛性連接代替柔性鋼絞線連接鋼結構平臺及樓頂結構，最后進行質量驗收。

3提升施工

連廊結構的提升施工流程具體如下：首先拼裝高層構架，安裝提升架，將提升器用吊機安裝于提升架上，連接桁架下吊點及提升器鋼絞線。于提升單元面外剛度較大處設置提升吊點，并做好局部加強措施；提升過程中提升單元始終處于彈性狀態，為保證單元面外剛度，提升單元各層間要設置臨時系桿支撐，避免提升單元發生變形過大或者強度破壞等問題。其次，分級加載提升器，高層架構整體提升脫離拼裝胎架100mm后調平暫停提升，鎖緊液壓缸，并將鋼桁架停至空中靜止12h。再次對提升架、下吊點、鋼桁架等結構的變形情況、受力情況進行檢查，檢驗合格后再進行整體同步提升。最后，啟動平移油缸及泵站，緩慢頂推提升器底座直至高層架構頂推至設計位置，卸載落位，并安裝補桿件。作為鋼結構連廊施工的關鍵步驟，連廊提升施工要注意以下幾個方面［3-4］：

（1）為保證結構在提升施工過程中保持平穩，施工過程中對其結構姿態進行微調，要保證吊點油壓的均衡性，并采用同步位移控制、卸載分級就位的策略。為測量提升作業中保證各液壓提升器的同步性，提升施工中每臺液壓提升器均單獨設置行程傳感器，以保證整個提升施工同步進行。各吊點處液壓提升系統的伸缸壓力要逐漸、緩慢增加，先采用計算機仿真軟件將各吊點的反力值計算出來，再分8級進行加載，第一級先加載20%，第二級為40%，第三級60%，第四級70%，第五級為80%，加載五級后確認無異常，則繼續加載第六級90%、第七級95%，直至加載至第八級100%連廊脫離拼裝胎架。當連廊與胎架脫離到約150mm左右的高度后將提升設備鎖定，懸停空中12h，經過全面檢查確認無異常后再進行正式提升作業。

（2）正式提升至700mm后再次暫停作業，對各吊點與地面的高度距離進行檢測，計算相對高差，根據計算結果微調液壓提升系統對各吊點的高度，以保證連廊保持水平狀態。連廊姿態調整完成后位移傳感器要立即復位，起始位置以微調后的吊點高度，后續的提升作業要一直保持該姿態直至連廊構件就位。連廊提升至固定位置后暫時懸停空中，各吊點再利用提升設備進行調整，保證各層弦桿達到設計標高要求，利用倒鏈調整水平方向。微調后連廊繼續保持固定的空中姿態安裝桿件，直至整個連廊結構形成一個整體的、穩定的受力體系。此時即可同步卸載液壓提升設備，將各種臨時措施、提升設備等全部拆除，連廊結構的整體提升安裝作業完成。

（3）提升作業施工過程中要注意兩個問題。一是合理控制提升速度，提升速度控制在10~12m/h，具體可根據液壓泵源系統的工作狀況、輔助工作的時間等進行微調，但不可超出該速度范圍。二是要合理控制提升作業的穩定性，提升作業時要采用液壓整體同步提升的措施，合理調整液壓設備的壓力、流量，對起動、制動的加速度進行嚴格控制，最大程度上保證下連廊結構及臨時支撐結構在提升過程中的穩定性。作業過程中要安排專業技術人員實時觀測連廊的偏移量，尤其是大風天氣如果偏移量大于安全范圍，則要及時停止作業，并用鋼絲繩連接連廊四角及鄰近的主樓結構，控制連廊結構水平擺動不超過安全范圍，保證提升作業的安全性。此外，連廊結構提升作業需要在空中停留一定時間，因此要保證液壓提升器的自鎖裝置完好、有效，由此保證結構停留在空中時的安全性，連廊離地之前要預先掛好水平限位所需的鋼絲繩、導鏈等。

4施工注意事項

本工程在具體施工過程中有幾個技術難點需要注意。

（1）提升數據的采集及分析。本工程中連廊結構整體提升高度達到46m，不僅提升高度高，而且高空橫移存在較大位移，導致施工過程中存在諸多不確定因素。針對這種情況，需要提高現場提升數據測量的精確性，根據現場實測的數據應用3D模擬技術建立結構提升模型，對整個提升過程進行模擬，提前發現施工過程中可能存在的不確定性因素，并發現可能存在的碰撞點，及時采取針對性的處理措施，避免或者減少提升作業中結構與提升支架的碰撞。針對高空中存在的風荷載的問題，施工前要與當地氣象部門提前聯系，獲取作業當日準確的天氣預報信息，將高空風荷載對整體提升與平移產生的影響降到最低，減少氣象原因導致的不確定性因素。

（2）本工程涉及到的型材種類多樣，工藝難度較大，對焊接作業要求較高，針對這一問題，施工作業時可采取下列措施進行改善：焊接作業需要組織專業能力強、技術經驗豐富的焊工進行；聯合應用紅外線、測溫儀等輔助設備控制焊接時中道間溫度，焊接前后做好加熱及保溫措施，避免出現焊接質量問題。焊接前結合結構的實際情況做好焊接工藝檢測及評定，施工過程中加強電焊作業質量控制，焊接完成后要請具備資質的檢測單位探測焊縫及探傷，做好平行檢測，最大程度上保證焊接質量［5-6］。

（3）本工程中由于桁架主體跨度大、結構復雜，提升作業時連廊結構與提升支架可能會存在多個碰撞點，針對這種情況，可以采用大量的后置桿件。此外，本工程還需要采用大量的高空補缺桿，構架與主體結構距離較遠，無形中加大了高空操作的難度。針對這種情況，可在提升平臺上設置滑輪組，通過卷揚的方法吊裝后補桿件，再進行高空安裝，使操作更加便利，能夠根據現場實際情況進行靈活調整［7-10］。此外，施工前要做好施工方案的編制及審核，保證施工技術方案的可操作性。5結語綜上所述，鋼結構連廊具有跨度大、離地高、結構本身質量大等特點，在施工過程中，施工空間、工藝流程、施工成本等多種因素均會對其產生影響，因此施工難度較大。在選擇施工方案時，要結合工程的具體情況，科學設計施工方案，充分考慮工序銜接、施工工藝及資源配置等多種因素，并基于環保的角度，遵循節能、節材、降耗的原則，文明施工，最大程度上保證工程項目的生態效益、社會效益及經濟效益。

作者：尚家強 單位：鄭州工業應用技術學院