褚鹏飞
浙江省二建建设集团有限公司 浙江省宁波市 315000
摘要：在对此技术运用中，整体提升作业与传统的空中散装作业相比，具有作业设备简单，并且大大减少了工人的工作量减少，大大缩短工期，使成本降低，同时还提高了作业施工的安全保障。
关键词：高空大跨度；钢结构；空中连廊；整体液压
一、钢结构空中连廊工程概况
1、空中连廊的吊装概述
杭州某大型商业项目，总建筑面积326410㎡，其中1#楼、2#楼上部结构在14层结构（标高56.35m）、水平净距达27m的位置用钢结构空中连廊（转换钢桁架）进行连接，如图一所示。钢结构连廊采用的拟采用当前比较先进的地面（5层楼面）拼装、整体提升后与上部结构进行空中对接的施工工艺与技术进行安装。这种工艺大大提高了连廊的整体安装质量，大量安装工作在5层楼面及工厂完成，减少高空作业，且缩短了施工工期。
图一 钢结构连廊示意图
2、钢结构空中连廊的结构形式概述
连廊位于14层至屋面层5~8/A~H，其中14层连廊由四榀钢结构桁架组成，每榀桁架两端各有3个“H型钢”对接口，即空中共有24个“H型钢”对接口将同时要求准确无误的实现对接。桁架高4.5m，横杆翼缘板厚度30mm，斜杆翼缘板60mm，中间为φ500*25的钢结构箱型柱，连廊的纵横跨度为27m*32m，整体质量250t，提升高度约56.3m。
钢结构连廊体积庞大，安装位置高（上口安装高度为60.2m），构件截面复杂，整体质量重，加工制作精度、现场安装对口精度要求高，厚板焊接量大。
二、大跨度钢结构施工技术特点
相较其他施工技术而言，大跨度空间钢结构施工技术具备很多优势。
1、大跨度空间结构具备多种类型，且主要在结合建筑实际要求的基础上组合而成，可更好地满足建筑多样化需求。如在北京奥运会羽毛球馆的建设过程中便采用了大跨度空间钢结构技术，钢结构为大跨度弦支弯顶，之后在钢结构中嵌入泡沫，从而体现出了大跨度钢结构的多样性与独特性，展现了设计理念。
2、大跨度空间钢结构更为坚固耐用，随着人们对建筑要求的不断增高，大跨度钢结构施工过程中开始使用了硬度较大的钢板材料，在提升建筑稳固性的基础上确保了其安全性。同时，大跨度钢结构较为复杂，建设期间难免会使用多种构件，增大了设计难度。如对于体育馆与会展中心等大型建筑施工期间存在多种工序，增大了钢结构的复杂性。
3、大跨度空间钢结构具备较强的精确性，大跨度钢结构施工过程中需要使用多种构件，对此，企业应严格检查钢结构构件，确保其满足施工标准。此外，大跨度钢结构施工期间对材料的焊接与安装工艺要求较高，因此，大跨度钢结构施工技术须满足精准性要求。
4、现代大跨度空间钢结构的节点形式较为复杂，现代空间钢结构大多采用仿生态建筑，为满足基本的建筑造型要求，采用了多种形式的节点，如锻钢节点、球铰节点等。
三、大跨度空间钢结构施工控制理论依据
在大跨度空间钢结构的施工过程中包含多种不确定因素，如施工材料、施工技术及气候因素等，这些均影响钢结构的施工质量。因此，在钢结构施工过程中必须遵照相关原则，以做好施工控制工作。
1、现代控制理论
现代控制理论主要分析状态空间，主要通过方程运算控制多种形态的系统对象，不论单输入、单输出还是多输入、多输出均不会产生较大影响，只要在结合实际施工情况的基础上设计状态方程，便可为施工人员提供理论参考依据。且在此理论的应用过程中不存在人为判断，避免了多种失误问题。由此在施工期间，现代控制理论得到了广泛采用，且效果良好。
2、经典控制理论
经典控制理论主要依据简单函数，并运算基本函数的基础上，人为估算记录施工控制因素。经典控制理论的控制对象较为简单，无法有效联系各种因素，增大施工难度。且由于其运算方向较为单一，因此无法满足人们的建筑需求，呈现出逐步被淘汰的趋势。当前建筑施工过程中，经典控制理论已逐渐走出人们视线，但其也属于其他控制理论的基础，以此进行创新与改进。
3、智能控制理论
智能控制理论可模仿人类的行为思想，属于现代的思想理论，且其采用的思想来自于自动控制等智能领域。同时，智能控制理论包括较为广泛的控制对象，无论开发或是未被开发的系统均可使用人工智能，减少了多种不可控因素的影响，避免了失误偏差，促进了施工的顺利进行。
四、钢结构空中连廊的预拼装
对于钢结构空中连廊来说，拼装的场地需要特别进行选择，安装位置选于五层楼进行，采用计算机智能方式进行预拼装控制。同时，对于周围的温度和湿度控制要严格进行掌握，需要考虑到焊接的收缩程度，综合进行控制，才能够保证整个平台的整体性能。
施工的主要流程：整体加工、出厂——提升支架制作——拼装平台加固，具体来说，有以下几个步骤：
1、主桁架整体加工、出厂
第一，主架的结构需要通过设计完成，对于起重机机械的吊装技术需要合理的确定长度，分段进行。
第二，连廊的构件需要考虑到运输的便捷性和安全性，因此，在设计时需要遵循经济性的原则，分段进行长度的处理。
2、提升支架制作
在5层楼面上，在提升吊点两端主楼处，利用原有框架梁柱结构搭设能够承受250t稳定支架。支架经过计算，采用H488*300的H型钢作为支架
3、拼装平台加固
用型钢进行钢结构加固至3层楼，保证5层楼面不受破坏。
五、钢结构中空连廊整体提升施工技术
1、连廊结构整体提升策划技术
第一，施工风险。连廊结构安装高度较高，顶层安装高度达71.9米，底层安装高度达15.6米，提升高度达56.3米，且自重较大，杆件众多。若采用分件高空散装，不但高空组装、焊接工作量巨大，而且存在较大的进度、质量、安全风险。
第二，连廊结构整体提升方案优化。将连廊结构在地面拼装成整体后，利用8个吊点“液压同步提升技术”同步提升到位，大大降低安装施工难度，于质量、安全和工期等均有利。提升上吊点的设置依靠主楼框架柱，在A、C、F、H轴框架边柱吊点（牛腿）放置液压提升器。
2、钢结构连廊整体吊装施工技术
（1）钢结构连廊在安装位置正下方的拼装支撑胎架上拼装成整体。
（2）分别利用主楼框架柱上设置提升上吊点，在吊点上安装液压同步提升系统设备。
（3）液压提升设备与上层连廊对应下吊点连接（下吊点位于GHJl、GHJ2连廊下弦杆下方，设备调试、试提升）。
（4）GL钢梁（H1200x250x16x25）放置在GHJ2的上弦杆上，连同GHJ一起提升。
（5）上层钢连廊提升正常，开始正式提升。
（6）由于GL相对与GHJ的位置偏下，所以先把钢连廊整体提升，使其高度超过设计标高约6.6m，GL至安装高度，微调各提升点，使GL精确定位，与楼体预留段端头焊接固定。
（7）提升器下降钢连廊，直至设计标高附近，微调各提升点，使上层钢连廊桁架至设计标高。
3、液压同步提升控制技术
液压同步提升施工技术采用行程及位移传感监测和计算机控制，通过数据反馈和控制指令传递，可全自动实现一定的同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作闭锁、过程显示、故障报警等多种功能。操作人员可在中央控制室通过液压同步计算机控制系统人机界面进行液压提升过程和相关数据观察和控制指令的发布。
4、计算机单吊点微调法纠偏技术
由于吊点数量较多，在提升过程中虽应用了液压同步提升控制技术，但也不能100%保证8个吊点的同步性。因此，为了保证各吊点提升时的可靠性，提升过程中不仅仅要用计算机控制，还要借助于仪器进行实时监测。即在吊装前，用水准仪找出8个吊点相应的水平位置，并作出标记，之后在提升过程每隔5m用水准仪进行复测，若各吊点水平位置出现偏差，则将液压同步控制系统的自动模式改为手动模式，利用计算机对个别吊点进行提升微调，保证总体提升中各吊点的同步性。
5、提升过程中应力监测技术
连廊整体有跨度27m的4榀桁架组成，作用力也主要集中在4榀桁架上，由于四榀桁架跨度大、重量重、安装高度高，桁架在地面拼装和整体提升就位以及与主体结构连接过程中，桁架内力变化复杂。桁架在提升、就位安装的安全性成为一个不可忽视的问题。根据构件吊装的受力特点及施工工艺情况，建立针对施工过程桁架监测系统，主要针对连廊四榀桁架在吊装就位及安装施工过程中受到的风力、温度及其它各类施工因素所造成的结构变形、应力变形情况。监测手段采用振弦式应变计测量、无线传输、计算机实时采集系统。
监测过程采用通报形式，结合施工阶段仿真分析结果，在监测系统中设置施工阶段各测点位置应变传感器的应变报警值，一旦报警，立即报告施工单位并停止安装。分析原因排除施工异常情况后方可继续实施提升吊装作业。
6、液压提升就位分级卸载技术
钢结构连廊整体提升至设计位置附件后，暂停，各吊点微调使结构精确提升到达设计位置，提升设备暂停、锁定，保持结构的空中姿态稳定不变，最后安装后构件进行集中对口焊接。等后构件全部安装完成后，进行卸载工作。按计算的提升荷载为基准，依次按20%、40%、60%、80%进行卸载，在确认各部分无异常的情况下，最终100%卸载。
结束语
总而言之，钢结构中空连廊需要优化方案对其进行安装和组件，而且在安装的过程中，会受到外在因素的影响发生损坏的现象下，在这种情况下，工作人员需要根据现场的施工条件，合理的确定施工的方案，对施工的进度和安全控制到最佳的程度，保证我国高层建筑行业的稳定发展。
参考文献
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[2]朱张峰，郭正兴.47m跨钢连廊整体提升施工技术[J].施工技术，2013（23）：111～113.
[3]赵园涛.CCTV新址B标段钢结构连廊整体提升[J].施工技术，2009（3）：58～60.
论文作者:褚鹏飞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第16期
论文发表时间:2018/11/12
标签：钢结构论文; 桁架论文; 大跨度论文; 过程中论文; 液压论文; 施工技术论文; 理论论文; 《建筑学研究前沿》2018年第16期论文;