钢结构高空连廊整体提升施工关键技术

钢结构高空连廊整体提升施工关键技术
摘要：钢连廊安装提升面临高空安装风险大、塔机难以吊装以及传统落地脚手架工艺不适用等难题。

以此为例，将安装位置正下方的裙房顶板作为钢结构拼装场地，施工中严格控制连廊变形和受力，顺利完成了安装施工。

从拼装胎架搭设、变形提前控制、提升防风措施等角度，阐述了钢连廊整体提升工艺中的关键技术，可为类似工程施工提供参考价值。

关键词：钢连廊；整体提升；安装工艺；关键技术
近年来随着城市快速开发，连体高层建筑群乘势而兴，即用高空多层钢结构连廊，将２个或多个高层单体连成一个整体，丰富高层建筑使用功能和高空利用率。

一般情况下，钢结构连廊的高度高、跨度大，采用大吨位起重机和塔式起重机进行散件拼装，高空作业较多，存在较大安全风险和质量风险，且受场地限制情况下起重机站位难以满足要求，受影响施工区域大。

另外吊装机械设备性能要求高，工程造价高。

若采用脚手架支撑方案，脚手架搭设密度大、高度大、搭设和拆除周期长，受影响施工工序多，不利于工期控制。

1钢结构高空连廊整体提升施工关键技术研究现状
钢结构因具有强度高、质量轻、工业化水平高、造型美观以及拆改便利等优势，在相关高层建筑物得到了广泛应用。

其中，用于两栋高层建筑之间的联系通道——钢连廊，在现代设计造型中应用越来越普遍。

而对于高空大跨度钢连廊的安装施工来讲，寻找一种施工便捷、安全性高、综合造价低的工艺，是在技术人员面临的一个难题。

文章基于某项目的钢连廊施工工程，对钢连廊的加工制作技术以及变形预留值的控制工艺进行了介绍，从而减少了连廊后期的安装误差。

在现场条件受限条件下，无法采用塔机吊装钢结构连廊时，而采用的人工手拉葫芦提升安装工艺，并对结构受力性能进行了分析。

在分析过程中提出了一种分段制作、运输、定点
分段吊装的工艺，成功避免了对既有运营地铁线的影响。

除此之外，还有较多学
者对高空钢连廊地面拼装后再整体提升以及高空散拼等方法进行了研究。

2工程概况
某项目建筑面积约为27万m2，其中地下建筑面积约为5.5万m2。

2#楼A、B
塔楼建筑高度为148.50m。

2#楼AB塔楼结构形式为型钢混凝土框架+核心筒结构，地下1层，地上塔楼32层，建筑总高度为148.5m。

本工程钢连廊结构位于2#楼AB塔楼之间，由2榀纵向主桁架和其间次梁结构组成。

连廊跨度60.9m，位于结
构26层至29层之间，标高为115.450~128.050m，连廊自身高度为12.6m，其中
主桁架的弦杆和腹杆均为箱型构件，次梁为H型截面，总质量约为1800t，提升
高度为115.45m。

连廊三维图如图1所示。

图1 连廊三维图
3施工难特点与总体技术路线
3.1连廊安装难点
钢桁架最大跨度为60.90m，钢连廊整体提升质量为1800t，满足“超过一定
规模的危险性较大的分部分项工程范围”的相关规定，故本施工方案需组织专家
论证。

工程中桁架的最大安装标高为+128.050m，属于高空作业。

一方面，高空
散拼作业时危险性和工作量大，对吊装机械的要求也较高；另一方面，传统的落
地脚手架搭设工程量大，且安全、工期和施工质量均无法有效保证。

鉴于以上存
在难点，须严格按总公司管理文件等相应管理制度进行管理。

在工程实施中，需
要积极推广新技术、新工艺、新材料，精心组织，科学管理，优质高效地完成施
工任务，确保实现目标。

3.2连廊施工准备工作
连廊拼装精度控制通过焊接试验，实测焊接收缩系数，确定焊接工艺。

采用
拼装胎架和先进的加工设备，全程测量监控拼装精度与变形保证精准定位和下料
精度。

根据计算所得变形量，采取反变形措施等预控焊接变形，确保钢结构连廊
拼装过程构件空间定位、杆件垂直度、平整度精度控制，以及连廊结构提升后和
空中结构连接构件的精度控制。

3.3连廊杆件安装顺序
从两端向中间对称安装构件局部自悬挑，减少胎架荷载。

构件安装顺序为下
弦杆一>竖腹杆→_上弦杆一→斜腹杆->梁上柱→各楼层梁。

3.4安装技术路线
针对本工程钢连廊结构的以上施工难点和要求，经综合分析，形成总体技术
路线，即采用裙楼顶面拼装、整体提升的施工方法，将钢结构提升单元在其投影
面正下方向北偏移70cm的裙房顶面拼装为整体。

同时，在标高+128.050m处，将
相应的提升平台（作为上吊点），借助提升桁架上弦杆预拼段结构完成设置，并
在待提升桁架结构上弦杆处设置吊具（作为下吊点），吊具设置位置应与上吊点
对应。

提升平台和提升吊具之间通过专用锚具和钢绞线实现连接。

之后，利用液
压同步提升系统，稳定地将桁架提升单元整体提升至待安装的设计位置，并与预
拼段的牛腿牢固连接，再及时安装嵌补构件。

4钢连廊模拟分析
4.1连廊提升过程位移分析
根据实际施工过程计算提升过程各杆件的受力情况，将主体塔楼、提升钢连廊、提升支架、拉索建立一体化仿真分析模型。

计算时只考虑钢连廊自重，提升
总高度为93.6m，按照提升高度10m、20m、40m、60m、80m、90m、93.6m共7个
提升高度考虑，通过施加温度荷载实现拉索收缩模拟提升高度的变化。

塔楼底部
采用固结，钢连廊设置小刚度弹簧单元保证模型计算分析的收敛性。

经计算可知，提升过程中钢连廊横向位移最大为2mm，跨中竖向位移最大为24mm（＜152mm），
满足扰度允许值要求。

提升支架端部下挠约为17mm（＜33mm），满足扰度允许值
要求。

塔楼主体结构竖向变形为13mm，满足扰度允许值要求。

4.2连廊提升过程受力分析
根据实际施工过程计算提升过程各杆件的受力情况，将主体塔楼、提升钢连廊、提升支架、拉索建立一体化仿真分析模型。

计算时只考虑钢连廊自重，提升
总高度为93.6m，按照提升高度10m、20m、40m、60m、80m、90m、93.6m共7个
提升高度考虑，通过施加温度荷载实现拉索收缩模拟提升高度的变化。

塔楼底部
采用固结，钢连廊设置小刚度弹簧单元保证模型计算分析的收敛性。

经计算可知，提升过程中钢连廊最大应力为27MPa，满足结构受力要求。

提升支架最大应力为
61MPa，满足结构受力要求。

塔楼最大应力为40MPa，满足结构受力要求。

5施工关键技术
5.1拼装平台搭设
由于本连廊钢构件较多且重量较大，拼装过程中须使用拼装胎架用以定位及
支撑钢构件，根据以往经验本工程拼装胎架体量将在110t左右。

连廊胎架搭设
前应首先利用全站仪来定位钢构件位置，然后搭设拼装胎架，再将钢构件直接吊
装放置在胎架相关位置后便可卸下吊装工具，剩下工作交由焊接工种施焊对接，
待对接工作完成后方可拆除拼装胎架。

5.2提升吊点的设置及安装
根据高空钢结构连廊的结构形式及特点，本次整体提升施工时共设置6组提
升吊点，每组提升吊点布置1台YS-SJ-型液压提升器，总计6台。

本工程钢连廊
跨度较大，约为60.9m，因此在连廊整体拼装时应考虑拼装预起拱。

根据我司对
整提升进行仿真分析计算，拟定按照2‰（122mm）跨度进行起拱，起拱采用跨中
起拱。

采用根据仿真工况分析数据，在深化、加工时对该位置进行预起拱处理，
使其变形量达到很好控制，保证结构对接精度。

悬挑位置竖向变形控制采用后装法；对悬挑桁架弦杆部分采用预起拱处理，起拱值为相应位置计算值。

5.3支撑胎架布置
本工程进行塔楼内桁架施工时，由于A塔30层存在梁上立柱，需使用
1m×1m×1.5m支撑胎架进行回顶，以保证施工安全。

胎架布置位置为A-A轴交
A-1轴，回顶高度为12.6m，因回顶高度较高，在6m处支撑胎架四面采用I50c
工字钢增加支撑。

26层顶吊柱支撑胎架示意图见2。

图2 26层顶吊柱支撑胎架示意图
5.4提升防风措施
缆风绳直径为28mm，通过交叉布置将提升连廊与主塔楼钢柱连接。

缆风绳留
有一定余量保持松弛，仅在斜拉时为相对张紧。

本工程揽风系统设置4套拉索，
每层各2套，防止连廊在大风情况下出现较大水平位移，并在提升过程中将缆风
绳循环交替上移，伴随连廊提升到位。

5.5就位安装
提升连廊整体提升至待安装位置后，暂时停止液压系统工作，保持结构稳定。

同时微调连廊各层的杆件连接精度，使之符合设计要求，在对口处设置码板进行
临时固定，再进行对口焊接。

对口焊接完成、焊缝探伤满足要求后，将液压提升
系统的相关设备进行同步卸载，使提升钢绞线处于松弛状态，再进行后续钢结构
安装。

然后将提升设备、临时设施以及钢绞线拆除，至此钢连廊安装工作完成。

如个别弦杆安装螺栓无法安装且不能及时校正，可采用马板锚固连接。

5.6卸载控制
整个连廊提升到位后进行所有弦杆与钢柱牛腿的对接焊接（24h后进行焊缝无损检测），弦杆对接完成后进行液压提升整体同步卸载。

在卸载时采用每个吊点同步卸载，卸载采用30%、50%、80%、100%的方式。

在卸载过程中采用多角度定位测量观测，监测连廊变形，同时对各个对接点派专人进行卸载过程观测，一旦出现问题立即停止卸载，进行修复。

卸载完成后进行加固杆件的拆除以及其他后装构件的安装。

6结语
该项目的高空钢连廊安装施工中，为保证施工工效，摈弃传统落地脚手架以及手拉葫芦等方式，在结构安装位置正下方偏北70cm处裙房顶板上预先将结构拼装成整体，考虑裙楼顶板的受力要求，合理布置拼装胎架，而后再采用基于液压整体提升系统的钢连廊整体提升安装工艺，在保证施工安全的前提下，顺利完成了钢连廊的安装，且安装精度符合要求，取得了理想的社会和经济效益。

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