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[摘要] 在腾讯滨海大厦施工中，三道大体量钢结构连廊施工是一大难点。通过多次论证及方案比选，采用在地面原位拼装、中区连廊两次拼装，两次提升的施工技术。在地下室顶板混凝土梁上端设置混凝土胎架，响应了绿色施工的要求，经济效益显著。同时在本工程的施工中还应用了应力应变监测技术、悬臂斜拉法、有限元分析等技术，充分保证了施工质量与安全。
[关键词] 三道连廊；提升；绿色施工；应力应变监测；有限元分析
1工程概况
1.1建筑概况
腾讯滨海大厦位于深圳南山区，集研发、商业、文体活动等设施为一体。项目分为南北两座塔楼总建筑面积为34万m2，钢结构用量5万吨。腾讯滨海大厦造型独特，建筑外观复杂多变，南、北塔楼平面呈现外八字形，两个塔楼的夹角为17.750，内侧存在多处变形体。南北塔之间通过三道钢结构“腰带”相互连接，连廊最大为跨度51m，钢结构用量7500吨。
1.2结构概况
腾讯滨海大厦南塔楼50层，建筑高度244.10m，北塔楼39层，建筑高度194.85m，南、北塔结构体系为钢框架－核心筒结构，外框柱十字劲性钢骨混凝土柱，核心筒内有H钢骨柱，外框柱与核心筒采用H钢梁及钢桁架连接，楼板采用钢筋桁架模板体系，塔楼每层设置有屈曲约束大斜撑。
南、北塔楼之间的低区连廊（3~6层）、中区连廊（21~26层）、高区连廊（34~38层），结构形式为钢桁架+钢框架，三道连廊是由箱型、圆管、H型等构件组成的异形结构，用钢量大、节点构造复杂、现场焊接作业量巨大，安装精度控制难度大，其结构如图2所示。
2施工难点及分析
2.1连廊吊装方案的选择
腾讯滨海大厦高、中、低三道连廊外观尺寸异形，高区连廊最大高达到160米，3道超高空大体量异形钢结构连廊结构类型在国内首次出现，无可借鉴的案例。连廊是以大桁架体系为主受力结构，经过方案论证，最终采用多点同步液压提升技术，在每个大桁架体系两端设置提升支架、液压提升设备，确定了先提升高区连廊，再提升中区连廊，最后提升低区连廊的施工顺序。
两座塔楼内侧有多处变形体，在中区位置立面呈凸面状，最为狭窄，高区连廊提升前，在其两侧端部采用悬臂斜拉法做出搁置液压千斤顶的悬挑桁架预装段，使桁架预装段的悬挑长度达到高区连廊整体提升结构能够顺利通过中间的狭窄的间隙。如图3所示。
2.2中区连廊提升方案的确定
三道连廊钢结构体量大，尤其是中区连廊，重量达3360吨，共5层结构，连廊在地面拼装时，地下室顶板荷载承载能力不足，连廊地面拼装受限，怎么拼装是难点。
项目对拼装地面做出专项加固方案，在地下室顶板施工阶段，对地下室顶板钢筋进行加密并设置钢梁，中区连廊地面拼装时，在地面拼装下部两层桁架体系时，先提升一小段距离，并静置24小时后，继续向上拼装钢框架构件，拼装完成后再进行整体提升，共两次拼装，两次提升。
2.3拼装胎架的确定
连廊地面拼装体量大，项目将平时浇筑混凝土时遗留的混凝土浆液与废旧钢筋回收利用，浇筑1500*800*600的混凝土墩台，以做连廊拼装胎架之用，混凝土胎架设置在地下室顶板混凝土梁上端，胎架上表面与连廊桁架下弦接触，拼装胎架上部预埋垫块，以调节桁架高度，减少了钢材使用，响应了绿色施工的要求。如图4所示。
2.4连廊提升安全性的计算
三道连廊钢结构在拼装、提升、卸载等情况下的受力状况均与完工状态有较大差别。项目采用有限元分析软件MIDAS GEN、SAP2000、ANSYS进行计算，对拼装、提升、卸载等对各阶段不同工况下的构件内力、吊装工况结构稳定性、位移、下挠值等进行理论计算，并确定理论控制值。同时同步进行监测工作，设置应力、应变的数据监测控制系统，设置数据报警。以确保结构安全。如图5所示。
3提升关键技术
3.1提升吊点布置原则
提升吊点的布置需满足以下要求:①要保证被提升结构单元的结构稳定;②要保证被提升结构与对接结构单元处的相对变形在规范要求范围内;③尽量使每个提升吊点处的提升反力均匀，便于提升设备选择及液压同步提升系统的控制;④尽量保证提升吊点在支座位置附近，以防提升过程中提升吊点附近杆件强度不足而需加强或替换杆件。
根据连廊的结构特点及提升工艺的要求，高、中区连廊共设置13组吊点，低区连廊设置8组提升吊点。如图6所示。
3.2连廊提升变形控制
三个连廊桁架及悬挑桁架施工时，预估其在重力荷载作用及预应力作用下的变形，对不同高度、不同位置的桁架采取不同的预起拱、预变形措施，保证结构安装完成后，各连廊桁架、悬挑桁架满足设计标高、定位的要求。
连廊钢桁架整体提升施工前，将对塔楼因地基沉降、竖向构件在荷载作用下的徐变、风荷载、温度所致变形和变形差异进行分析和预估。通过现场实测塔楼主体结构施工阶段预埋的钢结构牛腿的实际定位对提升单元进行微调，确保高空拼接的安全、准确、可靠。考虑到连廊提升过程跨中会产生一定的变形，为满足高空对口精度的要求，可以在拼装时按照预先计算好的起拱值进行拼装，同时，适当考虑将各层桁架的端部分段加长50～100mm，待提升到位后根据实际尺寸进行调整。起拱值如图7所示。
3.3悬臂斜拉法及提升平台的设置
高区连廊共设置了13个提升平台，因两座塔楼在靠近连廊侧为凸状型，两座塔楼中区位置跨度最为狭窄，为使高区连廊提升结构能够顺利通过中间的狭窄的间隙，我们在高区连廊两侧采用悬臂法安装部分桁架预装段，使桁架段的悬挑长度达到高区连廊能够通过中区的狭窄区域。悬臂斜拉法采用了高强钢拉杆、水平钢管支撑、双向调节校正支撑辅助桁架预装段下弦杆的定位，后用双向调节校正支撑调平桁架预装段下弦杆后焊接，焊接完成后再进行桁架预装段上弦杆、斜腹杆的安装，当桁架预装段焊接固定完成后再拆除高强钢拉杆、水平钢管支撑、双向调节校正支撑。如图8所示
3.4连廊提升到位后的焊接顺序
由于连廊桁架在提升状态下，提升点部位的杆件受力产生变形。经分析，连廊桁架提升到位后，首先，要对自由状态下的杆件进行焊接。即对斜腹杆进行连接焊接。斜腹杆焊接连接后，提升点的钢绞线进行同时放张卸载，放张卸载为分级卸载。
卸载完毕，上、下吊点处的构件回弹，整体连廊的重量转移为斜撑临时受力支撑。调整上、下弦杆的焊接口，临时点焊。待整体调整达到设计要求后，每根杆件两侧的焊接口对称施焊。以利于消除焊接变形对构件产生的影响。进行连廊桁架上、下弦杆的焊接固定，再依次进行次杆件的焊接。
3.5中区连廊两次拼装，两次提升技术
高区和低区连廊提升时，将整个桁架及桁架间的水平杆件作为提升体，在地面拼装成整体，然后整体提升。
对于中区连廊连廊的提升，由于此时高区连廊已经提升安装到位，中区安装时塔吊吊绳将被高区连廊挡住，塔吊的使用受到限制，应尽可能减少散拼量，因此小组决定将中区连廊少量构件（此部分构件利用汽车吊拼装时位置受限，拼装难度大）用塔吊散拼，其余构件使用汽车吊吊装，整体提升的办法。
中区连廊提升重量达3360t，共5层，地面拼装时，地下室顶板荷载承载能力不足。故采用以下步骤施工：（1）中区地面拼装底部桁架体系在地面拼装两层桁架体系；（2）第一次提升离地200mm，24小时后再拼装桁架上部框架构件；（3）进行第二次提升；（4）剩余少量构件散拼。中区连廊共分两次进行提升，成功避免了因地下室顶部承载能力不足导致中区连廊无法拼装的难题。中区连廊两次拼装，两次提升技术如图9所示。
3.6应力应变监测
腾讯滨海大厦连廊的提升施工工艺复杂、施工环境（温度、风环境等因素）多变，整体结构的应力及变形过程处于时变之中。因此，提升施工过程中，需对连廊拼装和提升进行过程检测，确保结构内力和变形在施工过程中始终处于受控状态。
3.7有限元分析
连廊在拼装和提升过程中内力与提升后状态差别很大，需要采用无线振弦应变采集系统对被提连廊关键受力构件进行应力应变监测，并采用ANSYS有限元软件模拟分析，以找出应力应变较大部位确保连廊提升过程中的稳定性和安全性。高区连廊提升单元（桁架）提升过程分析结果如图10所示，从应力云图上看，各工况下应力集中区域发生均发生在提升点附近，同时提升点附近也是应力变化较大的区域。
本工程通过有限元分析，主要解决了以下问题
1)对不同的提升施工方案进行分析，根据各提升吊点反力大小和结构变形，确定提升吊点的数量和位置。
2) 分析每一个施工阶段，结构是否为稳定状态，杆件应力比是否满足要求，确保施工过程的安全 。
3) 分析施工过程中结构的变形，保证结构的整体变形满足规范要求，同时确保相邻安装单元之间的相对变形不可过大，以满足安装精度要求。
4) 分析施工过程对结构杆件附加应力大小，即结构施工完成后杆件应力与设计一次成型杆件应力的差值，确保附加应力比与设计应力比之和在合理范围之内，保证结构施工完成后承受荷载的能力不被削弱 。
5) 分析施工过程中各关键节点的变形和重要杆件的应力，与施工过程监测值进行对比，为施工过程提供理论依据，确保施工过程的可控性。
4总结
腾讯滨海大厦工程施工中所采用的超大型液压提升技术、混凝土墩台胎架、应力应变监测技术、悬臂斜拉法、有限元分析等技术，充分保证了施工质量与安全，有效控制了连廊最终卸载以及结构自重产生的结构跨中产生挠度，减小焊接变形进而保证结构最终的安装偏差在可控范围内。
本项目钢结构工程的高质量安装为后续类似工程施工提供了施工经验，同时也为企业后备技术管理队伍的人才的培养、今后市场开拓和企业发展储备资源。
参考文献
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论文作者:苏铠, 王永刚, 黄云
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/30
标签：桁架论文; 结构论文; 应力论文; 中区论文; 塔楼论文; 构件论文; 滨海论文; 《工程管理前沿》2019年第17期论文;