摘要：高空连体结构的具体结构形式越来越复杂，相应的施工方案也越来越丰富和灵活。连体钢结构的安装通常位于高空，下方完全悬空，具有自重大、跨度大等结构特点，因此施工条件受到限制。本文对大跨连体钢结构施工中的整体提升技术有较为典型的示范价值，为类似结构施工技术的发展与进步起到了推动作用。
关键词：钢结构；连体结构；整体提升；安装技术
从20世纪90年代以来，随着中国城市化发展步伐的加快，高层及超高层建筑如雨后春笋般在城市中拔地而起。高空连体结构建筑作为一种新的建筑形式，由于其宏大且极具通透感的建筑造型，及其空中连廊易于２个或者多个相邻高层建筑间的穿越，能够很好地解决高层建筑间的防火疏散问题，因而深受建筑师们喜爱。
一、大跨连体钢结构施工技术
1.连体钢结构拼装、焊接及油漆等工作在地面进行，施工效率高，施工质量易保证。
2.连体钢结构上的附属结构（楼承板、吊挂、悬挑）等在地面安装，减少了高空安装工作量，缩短钢结构安装周期。
3.主次结构在地面拼装成整体后吊装，利于保证吊装过程中的稳定性，避免高空次结构安装定位调整困难大，从而提高施工效率。
4.液压提升系统设备的安全性及稳定性设计，使得连体钢结构吊装过程的安全性有保证。
5.通过整体吊装，将高空作业量降至最少，加之提升安装时间较短，能有效保证连体钢结构安装工期。
6.液压提升系统设备设施体积小、质量较轻，机动能力强，高空倒运和安装方便。
7.临时吊装结构利用主楼框架结构设置，下吊点可直接安装在连体钢结构的主结构上，加之提升过程中动荷载小，可使连体钢结构吊装临时设施用量降至最小。连体钢结构与主楼框架之间的连接形式多种多样，根据连接形式的不同，结合两者之间的几何关系，连体钢结构的整体液压提升工艺可以有多种选择。
二、案例分析
1.工程概况。某某商业中心项目钢结构连廊工程位于商都路与农业南路交汇处向东200米，交通十分便利。结构造型新颖，建成后必将成为该区域标志性建筑之一。钢结构连廊部分主要为（1）、两榀高度为7.050m，长度为45.450m的巨型箱型桁架，（2）、巨型桁架之间的大截面型钢梁结构部分，（3）、水平支撑体系钢结构部分，结构安装高度达67.5米，主要结构连接在1号主楼与2号主楼核心筒型钢筋混凝土之上。钢连廊两榀巨型桁架主弦杆截面达口1200mm*400mm*30mm，巨型桁架跨度达到45.45m，上弦标高为67.5m，下弦标高为61.65米。巨型桁架之间的型钢梁部分主要截面为：H1000mm*500mm*20mm*30mm，构件最长为14.629m。
2.工程特点及难点。受结构特点和现场施工条件及连廊结构安装高度、重量的限制，在工程施工时，大型起重机械行走及吊装困难，加之桁架构件跨度大，吊装单元吨位较大，所以选择合适的吊装方法确保现场施工的可靠性、安全性以及经济性是本工程的重点之一。（1）处理好与土建单位以及其他施工单位的关系，将交叉施工作业给工程施工难度的增加降至最低。（2）采取合理的施工安全方案、投入足够的现场安全措施，确保现场施工的结构安全和人身安全。（3）做好现场文明施工。
3.方案优点。整体提升目前已广泛适用于现代钢结构施工中，其优点有：①主要的拼装、焊接及油漆等工作在拼装胎架上进行，施工效率高，施工质量易于保证；②提升单元上的附属次结构件可在地面安装或带上，可最大限度地减少高空吊装工作量，缩短安装施工周期；③采用“液压同步提升施工技术”吊装屋面钢结构，技术成熟，有大量类似工程成功经验可供借鉴，吊装过程的安全性有保证；④液压提升设备设施体积、重量较小，机动能力强，倒运和安装方便；⑤提升上吊点等临时结构利用巨型桁架预装段和钢框架结构设置，加之液压同步提升动荷载极小的优点，可以使提升临时设施用量降至最小。
4.整体提升施工工艺。①提升吊点布置。考虑提升过程中原结构受力体系尽量接近于设计状态，对应原结构每榀主桁架两端设置一个提升吊点，②提升平台设计。提升平台的设置非常关键，直接影响到结构提升的质量和安全。本项目利用巨型桁架上弦杆先装段，对其两侧局部上翼缘加宽，并设置竖向加劲板，形成对称布置的两个提升临时牛腿为提升平台。上弦杆内部对应位置用钢板加固。液压提升器安装在临时牛腿上，提升专用钢绞线通过牛腿上翼缘开孔穿过。③提升上、下吊点液压同步提升设备吊装构件，需要设置专用提升牛腿，即合理的提升上吊点，提升上吊点布置液压提升器，提升器通过提升专用钢绞线与待提升构件上的对应下吊点地锚相连接。结合相关工程经验及本工程实际情况，上吊点设计采用提升牛腿的形式：即利用连廊结构两侧预装段开孔设置为提升牛腿，在提升牛腿上放置提升器。钢结构在整体提升过程中主要承受自重产生的垂直荷载。提升下吊点的设置以尽量不改变结构原有受力体系为原则。本案中根据提升上吊点的设置，在对应每一上吊点正下方的钢连廊上设置下吊具，吊具内放置地锚，通过钢绞线与上吊点液压提升器相连接。由于结构断开后改变了受力形式，需在下吊点处设置加固杆，连接到其他节点处，方便传力。④提升方案设计。根据工况所需钢结构提升过程中做3次空中停留，具体步骤如下：第一步：巨型桁架及之间结构在设计安装位置正下方、地下室底板胎架上散件拼装成整体提升单元；同时安装提升专用平台及在其上安装液压同步提升系统设备；第二步：在与上吊点垂直对应的巨型桁架下弦杆上设置提升用下吊点，并对下吊点附近进行局部加固处理；并安装钢绞线将提升平台上的液压提升设备与对应下吊点连接。第三步：液压提升系统预加载，整体提升钢结构单元离开拼装胎架200mm高度，空中停留、观测约12小时；第四步：在确保提升系统设备、临时设施（提升平台、下吊点及加固措施）及永久结构（外围框架结构、提升单元）等安全的情况下；第五步：桁架单元提升至设计标高附近，对其空中姿态进行微调，再进行巨型桁架各层弦杆对口、焊接；第六步：安装巨型桁架两端斜腹杆后装段，使巨型桁架结构与两侧已安装巨型桁架分段形成整体稳定受力体系；第七步：液压提升系统同步卸载作业，至钢绞线完全松弛，使钢结构单元自身重量转移到巨型桁架两端支座上；
5.液压提升系统配置。液压同步提升承重系统主要由液压提升器、提升地锚和专用钢绞线组成。选用TJJ-2000型液压提升器，单台额定提升能力2000KN，每个吊点处1台，单个连廊提升时共计4台。总提升能力为2000*4=8000KN，最大提升重量约5000KN，提升器配置满足提升要求。提升裕度系数为8000/5000=1.6。
6.计算机同步控制。为确保钢桁架结构及周围框架结构提升过程的安全，采用“吊点油压均衡，结构姿态调整，位移同步控制，分级卸载就位”的同步提升和卸载落位控制策略，具体操作如下：4个同步提升吊点处均设置一套位移同步传感器，计算机控制系统根据这4套传感器的位移检测信号及其差值，构成“传感器－计算机－泵源比例阀－液压提升器－钢桁架结构”闭环系统，控制整个提升过程的同步性。每一吊点处的液压提升器并联，使这些吊点以恒定的载荷力向上提升，保证桁架整个提升过程的同步性。
连体钢结构整体提升技术适用于大体量、大重量的构件的空中安装，高层建筑间的连体结构安装，超大空间的整体屋架安装，大型起重机和其它吊装方法完成不了的质量大、起升高度高的大型结构吊装，吊车无法靠近的其它部位的结构安装。是近几年在钢结构安装界兴起的一种新工艺，其安装规范和施工工法相信不久以后就会出来，具有广泛的应用前景。
参考文献：
[１]李瑞．高层建筑中巨型连体钢结构整体提升施工技术［J］．施工技术，2016，41（2）：17－19．
[２]秦雨．大跨度千吨桁架液压整体提升工法［J］．建筑技术，2016，42（5）：446－450
论文作者:刘丰润,陈俊伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
标签：桁架论文; 钢结构论文; 结构论文; 液压论文; 高空论文; 系统论文; 单元论文; 《基层建设》2019年第15期论文;