1．引言
随着我国建筑行业的快速进步和新型建材的不断发展，建筑结构也越来越向着超高层、大跨度、大空间方向发展，诸多体育场馆、飞机库、摩天大厦、会展中心等在各个城市大量兴建。大跨空间钢结构也正处于一个迅猛发展时期，各种大型、复杂、超重的钢结构和钢结构件在工程中得到广泛的运用，随之而来的便是大型钢结构相应施工技术的发展和创新，大跨空间钢结构的整体提升施工技术是近年来在我国施工行业逐步发展起来的一种新型的钢结构安装技术。
然而，现有大型钢结构多以单层组装、吊装就位为主，双层乃至多层钢结构的现场组装、吊装就位，经查询钢结构桁架结构原位多层叠合拼装的施工工艺在国内外尚无先例，其拼装工艺、施工技术措施等都需要进行详细的策划研究。
2. 工程背景
奥体金融中心BC楼项目总建筑面积11.8万㎡，地下3层，地上28层，主楼钢结钢结构连廊位于标高111.50-123.90m，跨度32.6m，宽度17.6m。由上下两层钢桁架体系构成，分别位于主楼26-28层之间，钢桁架总重量约460T。钢桁架与两侧B、C座主楼相应楼层的型钢混凝土结构连接，每层桁架由三榀主桁架及空间支撑体系组成。
钢连廊位于百米高空，无合适起重机械设备进行整体吊装法的实施。高空散拼法经济性、安全性低，采用整体提升法进行钢连廊的安装就位，整体提升成功的关键是将上下层桁架整合为整体提升单元，其重点是钢桁架拼装施工的策划与实施。
3. 技术特点
1、原位叠合拼装方法为钢结构整体提升奠定了基础条件
2、本工法采用的拼装卸荷系统结构设计简单、受力路径清晰，经济性良好、节约工期。实现了拼装胎架与卸荷系统的双重效果。与传统拼装胎架相比，节省了支撑材料人工的投入，裙房结构空间不用进行加固支撑，拼装期间裙房内可进行装饰及机电作业施工。对原结构体系未产生不良影响，确保了结构安全。
3、整个拼装过程仅依靠现有塔机就完成了施工，节约了机械设备投入费用。同时，通过合理的杆件安装及节点连接方案，结构内力均控制在规范范围内，符合拼装工况与设计工况的尽量一致的原则。
4、选择叠合拼装，整个拼装仅用时20天，比计划工期提前了15天。通过严格的技术控制措施，钢结构桁架拼装误差控制良好。
4. 施工工艺流程及操作要点
4.1 拼装多向卸荷系统设计技术实施
460t钢结构连廊须在设计位置的正下方裙房屋面进行原位拼装，需解决拼装期间结构自重及施工荷载的卸荷问题，还要避免拼装施工对原结构的影响。
4.1.1 拼装支撑胎架施工方案
钢连廊在其正投影下方得裙房结构屋面（标高23.000m）进行拼装，构件运输至现场后，放置在现场临时构件存放区。
拼装平台设置在8轴*H-K轴至11轴*H-K轴区间，在6个框架柱顶设置拼装平台后端的支撑底座，拼装期间的荷载通过框架柱传递至地基基础。拼装支架设置成三角形受力体系，前端设置南北方向通长工字钢梁，在每榀主桁架两侧设置拉索与对应两侧主楼边框架柱相连，通过调节拉索长度调整拼装胎架的高度以与桁架设计角度一致。
拼装平台后端支座之间用HW400X400热轧H型钢连接，预埋件为700x700，厚度为30mm，化学植筋直径为20mm，埋深400mm，间距150mm。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
4.1.2 拼装胎架斜拉索
1）拉索布置
为了避免桁架拼装期间对裙房屋面结构的影响，在桁架拼装形成整体受力单元前，借助两侧混凝土柱上设置拉索。拉索锚固点设置在7轴*H-K轴、12轴*H-K轴的6个框架柱上，标高7层结构楼面（+40.150m）位置。共设计拉索锚固点6处。
4.2 原位叠合拼装技术方案实施
4.2.1 钢结构桁架分段方案
根据现场塔吊参数，在C楼塔吊45米操作半径内，塔吊可提升重量为6.11吨。将单段构件重量控制在6吨范围以内，以满足现场吊装条件，上下层钢连廊均由3榀主桁架组成，主桁架构件重量最大，其他次桁架杆件的单件重量均小于4T，因此仅对主桁架进行考虑，
将主桁架分为上下10个区段，最大区段C下段的重量为5.46T，满足起重载荷要求
4.2.2 下层钢结构桁架拼装
首先按照预拼装的桁架标高将拼装胎架调整到位，拉索通过调节花篮螺栓进行调节到位后固定，并在拼装胎架前端的做水平标高标记，以便在拼装期间进行桁架空间位置的复核。根据钢桁架主梁的分段方案，拼装全部依靠C楼塔机完成，B楼塔机辅助吊装，具体拼装步骤如下：
1）J轴桁架下弦A下段吊装，A下段截面为600*800*40工字钢，总重量约2.21T。A下段吊装就位后与拼装支座进行临时焊接定位。
2）K轴、H轴桁架下弦A下段吊装就位
3）J轴桁架下弦B段吊装，重量约3.32T，拼装过程监测拼装段就位后的标高，并通过调节拉索长度，对拼装后的标高进行微调。
4）H轴、K轴桁架下弦B段吊装，并进行下弦B段的横向钢支撑的吊装，以确保桁架平面外稳定性，并通过横向支撑安装，调整复核主桁架的平面定位尺寸。
5）下层桁架下弦C段吊装，C段重量约5.46T。三组下弦C段吊装就位后，安装C段区域的横向钢支撑梁。
下层桁架下弦主桁架吊装完毕后，复核桁架平面尺寸，特别是与主楼预留牛腿的轴线复核。然后进行各榀主桁架下弦分段间的高强螺栓连接，按照拼装顺序的反顺序由桁架中间向两侧对称安装。安装完毕后，进行分段间翼缘板焊接连接作业，焊接顺序与高强螺栓安装顺序一致。
整个下层桁架的下弦组装完毕，并形成稳定独立受力单元。荷载完全由6个拼装支座传递至下部框架柱及地基基础。
下层桁架下弦拼装过程
6）按照桁架下弦的组装顺序，依次将桁架上弦主梁及横向支撑进行组装。随时观测拉索前段的横向支撑横梁的标高，确保与预拼装的标高吻合；
4.2.3 上层钢结构桁架拼装
1）在下部桁架组装完成后，去除拉索，在下部桁架上方安装临时支撑，每个主桁架下方布设6个临时型钢支撑，支撑高度与桁架拼装完成后下弦桁架起拱的尺寸相符。
2）在下层桁架上表面临时铺装5mm厚钢板，作为上层桁架拼装的施工平台。
3）拼装顺序同下层桁架。
上层桁架拼装完毕后，复核拼装误差，及主桁架起拱情况。喷涂防火涂料；
4.2.4 拼装精度控制技术措施
利用GPS+全站仪建立拼装空间控制网，确定临时支撑轴线位置，并与钢结构连廊的预埋段牛腿进行校核。提升吊点、拼装支撑点在水平的坐标保持一致。拼装期间按照分段施工进行坐标校核，相应坐标点直接在BIM模型中提取。
5. 结语
经采用本方案合理的拼装分段方案，实现了仅由现场现有设备进行拼装的可能，节约成本。选择叠合拼装，整个拼装仅用时20天，比计划工期提前了15天。通过合理的杆件安装及节点连接方案，结构内力均控制在规范范围内，符合拼装工况与设计工况的尽量一致的原则。通过严格的技术控制措施，钢结构桁架拼装误差控制良好，钢桁架空间位置与提升吊点、预留连接牛腿协调一致，为钢连廊整体提升奠定了基础。
论文作者:车岑
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第22期
论文发表时间:2019/5/23
标签：桁架论文; 钢结构论文; 下弦论文; 标高论文; 下层论文; 叠合论文; 结构论文; 《建筑细部》2018年第22期论文;