上海建工集团股份有限公司总承包部
摘要：上海虹桥搜候商务广场项目钢结构工程体量较大，单构件截面大，本工程为弧形桁架结构体系，构件数量多，节点复杂，制作难度大，空间体系节点定位难度大。采用最先进的工艺保证了工程的顺利开展。
关键词：弧形桁架结构，焊接，拼装，液压整体提升
1工程概况
上海虹桥搜候商务广场项目建筑面积约35万平方米，位于上海市长宁区临空园区内。地上由1#、2#、3#、4#四栋办公楼组成，建筑高度40米，本工程天桥为纯钢结构，结构形式为弧形桁架结构，总用钢量约为1868吨，共分6座，连接1#、2#、3#、4#办公楼，如图1所示。其中，1#、2#和3#的连接天桥在楼层的3至4层之间，最大跨度约64.8米，顶标高约11.55米，中间分别设有两组钢桥墩，并利用抗震支座连接天桥的弦杆件，4#、5#和6#的连接天桥在楼层的10层至12层之间，最大跨度约53米，顶标高约39.5米，两端与主楼结构通过抗震支座连接。
图1 天桥平面布置
2工程难点分析
首先，本工程结构体量较大，天桥整体造型复杂，安装控制难度较大，易产生变形，因此为高空作业带来极大的风险。
第二，作为弧形桁架结构体系的天桥，本工程节点复杂，构件数量众多，空间体系的节点定位十分困难，对于整体结构的安装精度也有极高的要求，因此本工程建设难度颇高。
第三，因其场地事先没有大型起重设备，天桥跨度大，安装高度高；构件尺寸大，无法一次性吊装就位。
最后，日照、焊接等温度变化引起的热影响导致构件的伸缩和弯曲引起变化。
3施工技术应用
3.1拼装台设计
地面拼装过程中对结构的准确性控制是确保钢天桥能够顺利提升安装的关键点。但由于施工现场有许多标高，难以确保结构拼装的准确性和施工的安全稳定。因此选择在地下室顶板装设拼装平台，使构件可以在稳定、独立的基准面上进行拼装，继而保障天桥拼装的工作效率和准确度。拼装平台采用建模分析计算设计，通过地面拼装部分钢天桥与胎架支撑整体建模计算而得，充分考虑了天桥荷载分布、施工过程荷载等情况。
3.2单体天桥拼装顺序
根据现场施工条件及天桥整体结构，合理的安排天桥构件的安装顺序才能确保天桥拼装准确、高效。安装步骤如下：
第一步：拼装天桥下弦梁（从中间向两侧拼装） 第二步：安装下弦杆间连系梁及水平拉杆（从中间向两侧安装）
第三步：安装中-下弦梁立面腹杆及立柱（从中间向两侧安装） 第四步：拼装天桥中弦梁（从中间向两侧拼装）
第五步：安装中弦杆间连系梁及水平拉杆（从中间向两侧安装） 第六步：安装中-下弦梁立面拉杆
第七步：安装中-上弦梁腹杆及立柱（从中间向两侧安装） 第八步：拼装天桥上弦梁（从中间向两侧拼装）
第九步：安装上弦杆间连系梁及水平拉杆第十步：安装中-上弦梁立面拉杆
3.3 天桥的焊接顺序
天桥的主要焊接形式为主弦梁及腹杆对接口焊接、连系梁焊接等。主弦梁对接口主要分布在主弦梁的分段点处，为箱型截面；腹杆数量多，为箱型对接口；连系梁的焊接为H型截面。焊接顺序是否合理对结构的整体变形和产生内应力的大小有着很大的影响。因此，在正式施焊之前必须确定合理的焊接顺序。
3.4合理选择提升吊点
吊装大跨度天桥使用液压同步技术时需选择提升吊点的合适位置。以天桥提升吊点为例，如图2所示，选择吊点时，应将被提升结构的受力特点列为首先考虑的对象，以不改变结构受力体系为目标，确保整体结构的应力变化和变形情况均在提升吊装过程中可控制的范围以内。
图2
3.5提升过程中如何确保稳定性
3.5.1液压提升
不同于吊机或卷扬机，利用液压提升进行天桥的提升吊装的优势在于，可通过对系统流量和压力的合理调节，起动和制动的加速度均可以实现严格的控制，以接近零来确保天桥和主楼两者在提升过程中的稳定性。
3.5.2临时结构
在进行整体提升过程中，例如加固措施等与天桥单元提升相关的临时结构在设计时也需要考虑种种不利因素带来的影响。除了风荷载、动力荷载、施工荷载、提升不同步、分布不均匀这些因素的影响，临时结构的设计还应包括如何加固永久性结构以及永久结构和临时结构的连接，这些都应在施工之前的计算模型建立和选取各类荷载系数时充分涉及到，从而避免整体提升时发生结构不安全的隐患。
3.5.3主结构的稳定
天桥结构的整体提升和后续施工中，皆会对主结构进行有必要的构件钻孔或焊接，依据建筑结构和功能的调整情况，有可能会出现设计工况和局部荷载有出入的现象。
鉴于本工程的天桥结构跨度颇大，且中间并无刚性的支撑点，因此在安装结束之后，严禁电流大、范围大的焊接，避免因局部受热带来的整体结构的变化。故建议此类大型的天桥单元在进行整体提升之前，及时考虑到所需吊点、挂件的位置，在地面完成焊接之后再安装。
3.5.4天桥单元
在天桥单元的整体提升过程中所产生的应力变化和结构变形都可以通过计算机的仿真模拟事先得知，加以合理调整。同时，通过各类临时加固的板件、构件等，可在拼装、提升前巩固天桥单元的受力体系，以局部的变形来达到局部应力状态改善的目的，使天桥单元的整体稳定性进一步得以保障。
3.5.5液压提升力
利用计算机仿真模拟，可以得出在同步提升天桥时各吊点的提升反力值和不同步情况下不利工况的安全范围内的最大吊点的反力值。这可以帮助液压提升系统中，对各个液压提升器的提升力的设定值。
一旦遇到提升系统中某一吊点的实际提升力大于设定值时，液压提升系统可自动进行溢流卸载的措施，确保吊点提升力在控制范围内，避免因各个吊点提升反力的不均衡而造成的对临时结构或永久结构的损坏。
3.5.6空中停留水平限定
利用液压提升器特有的液压自锁机械装置，可使天桥单元较长时间停留在空中，再进行精确、安全的提升环节。
3.6方案优点
利用液压同步提升技术来完成本工程的刚桁架结构，具有诸多优点：首先，钢结构的拼装、天桥单元的拼装、焊接、漆刷等环节对标高要求都不高，散件吊装均可利用汽车吊完成，缩减施工量的同时又能保证施工效率，钢结构和天桥单元的附属次结构可在地面等普通作业面平行拼装，减轻高空吊装的工作量，且液压提升施工所需时间较短，可缩短整体的施工周期，利于建设方控制施工期的整体进程。第二，液压提升技术所使用的设备均有重量轻、体积小、机动能力强、安装与倒运便捷的优势，非常适合在本工程中加以应用。上下提升吊点等一些主要的临时结构均是利用主楼框架结构或主桁架自身结构搭建而成，且液压同步的动荷载不大，可将设备使用量减至最小，施工成本也得以合理缩减。第三，通过提升设备的扩展和组合，天桥在提升中的面积、跨度、重量可以进一步扩大，加之使用柔性索具来承重，在承重吊点合理的前提下，加大了提升幅度和高度。此外，提升油缸锚具有逆向运动自锁的功能，构件在提升中的任意位置都可长时间可靠锁住，提升过程不会发生高中坠掉的危险。提升系统还具有毫米级微调性能，空中垂直的定位会更加精确。
应用超大型构件液压同步提升技术来完成空中钢结构的吊装，国内外均由大量成功的工程经验可供参考，另一方面也说明了该技术的成熟，安全性得以保障。
4结语
通过精心编制的施工方案，在实际的施工过程中取得很好的效果，提前保质保量完成了任务，确保了工程效益的实现，为今后的类似工程提供理论依据和经验。
参考文献
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[4]代应尧, 石宏珠. 也谈“超大型钢构件液压同步提升技术”在项目中的应用[J]. 建筑知识:学术刊, 2014:374-378.
论文作者:孙强
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年2月上
论文发表时间:2017/6/6
标签：天桥论文; 结构论文; 液压论文; 构件论文; 荷载论文; 工程论文; 桁架论文; 《建筑学研究前沿》2017年2月上论文;