高層大跨鋼結(jié)構(gòu)吊裝及測(cè)控技術(shù)的應(yīng)用

郭偉超，凌應(yīng)軒，孔闖

（1.中建三局第二建設(shè)工程有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430074；2.安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230001）

高層大跨鋼結(jié)構(gòu)吊裝及測(cè)控技術(shù)的應(yīng)用

郭偉超1，凌應(yīng)軒2，孔闖1

（1.中建三局第二建設(shè)工程有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430074；2.安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230001）

安徽廣電新中心部分裙房為型鋼混凝土勁性柱、大跨度型鋼轉(zhuǎn)換桁架結(jié)構(gòu)，根據(jù)工程特點(diǎn)及施工技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，采用工廠加工與現(xiàn)場(chǎng)制作單元構(gòu)件相結(jié)合，桁架部分采用有支撐胎架高空分段吊裝安裝、同步對(duì)稱卸載方法進(jìn)行桁架施工。在施工技術(shù)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)施工全過(guò)程進(jìn)行了施工監(jiān)測(cè)，結(jié)果表明施工分析與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)吻合較好。

鋼桁架；吊裝方案；吊裝過(guò)程；施工監(jiān)測(cè)

安徽廣播電視新中心項(xiàng)目，位于合肥市政務(wù)新區(qū)，總建筑面積34.82萬(wàn)m2，分為東、西2個(gè)區(qū)，其中東區(qū)建筑面積22.58萬(wàn)m2，高度226.7m；西區(qū)建筑面積12.24萬(wàn)m2，高度45.95m，為政務(wù)中心的標(biāo)志性建筑。其中裙房部分為勁性混凝土柱+大跨度轉(zhuǎn)換桁架，桁架跨度最大為34m，共分為A、B、C、D四個(gè)區(qū)桁架結(jié)構(gòu)，桁架距樓面高度17.9m，典型結(jié)構(gòu)布置如圖1所示。

圖1 鋼桁架的結(jié)構(gòu)布置圖

本工程共4塊區(qū)域有轉(zhuǎn)換桁架結(jié)構(gòu)，需吊裝桁架結(jié)構(gòu)外圍還有四層混凝土結(jié)構(gòu)，吊裝樓層較高，起吊半徑較大，單榀桁架最大總重量達(dá)到48.8t。在建建筑外部緊靠祈門路和懷寧路，起吊半徑有限，且汽車吊需在地下室頂板上作業(yè)，故桁架整體吊裝難度很大，成本較高。

吊裝前進(jìn)行吊裝方案比選，分別如下。

方案1：整體吊裝法。即將鋼構(gòu)件按照下料詳圖在工廠分段制作，加工成型，采用汽車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)地面拼裝成整體后，再整體吊裝就位。此方法的優(yōu)點(diǎn)是在地面拼裝，拼裝節(jié)點(diǎn)施工質(zhì)量容易保證，缺點(diǎn)是構(gòu)件太長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)吊裝難度大，成本高。

方案2：分段吊裝法。即根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，將桁架按照吊裝節(jié)點(diǎn)分段加工。每榀桁架分別分段，運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，在桁架的合適位置設(shè)置支撐胎架，由汽車吊分別吊裝構(gòu)件進(jìn)行拼接，把相交構(gòu)件作為構(gòu)件本身的側(cè)向穩(wěn)定支撐。優(yōu)點(diǎn)是吊裝靈活，節(jié)省施工措施費(fèi)。

經(jīng)綜合比較，本工程最終選擇方案2作為本項(xiàng)目的吊裝方案。

本工程共A、B、C、D四個(gè)區(qū)的轉(zhuǎn)換桁架結(jié)構(gòu)，現(xiàn)就A區(qū)的桁架構(gòu)件吊裝方法具體介紹如下，A區(qū)鋼桁架平面布置如圖2所示。

圖2 A區(qū)鋼桁架的結(jié)構(gòu)布置圖（其中水平向?yàn)镠J1、豎直向?yàn)镠J2）

A區(qū)鋼桁架共6榀，其中HJ1、HJ1a、HJ1b各1榀；HJ2有3榀。

將HJ2作為主桁架，分3段安裝，HJ1、HJ1a、HJ1b分4個(gè)自然段安裝。

HJ2分段示意圖如圖3所示。

圖3 HJ2分段示意圖

序號(hào) 名稱 長(zhǎng)度 重量(t) 備注1 第一段 11800 14.7采用汽車吊安裝2 第二段 13250 18.3 3 第三段 12750 15.8

HJ1分段示意圖如圖4所示。

圖4 HJ1分段示意圖

序號(hào) 名稱 長(zhǎng)度 重量 備注1 第一段 8500 11.2采用汽車吊安裝2 第二段 8500 11.2 34第三段第四段8500 8500 11.2 11.2

其中每榀桁架工廠加工時(shí)，均按照吊裝要求分段加工。運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)吊裝拼接前，應(yīng)在工廠地面預(yù)拼裝，拼裝完成構(gòu)件應(yīng)滿足設(shè)計(jì)的要求。

具體桁架吊裝順序如下：

①以HJ2端頭為起點(diǎn)，在桁架適當(dāng)位置設(shè)置安裝胎架（經(jīng)計(jì)算確定），至桁架下弦設(shè)計(jì)標(biāo)高（嚴(yán)格控制精確度）；

②吊裝HJ2端頭第一段，一端與框架柱連接，一端支撐在胎架上；

③吊裝HJ1的端頭第一段，一端與框架柱連接，一端與HJ2連接，HJ1與HJ2的上、下弦桿連接互為側(cè)向支撐，保證施工期間桿件自身的穩(wěn)定；

④吊裝HJ2中間段，與前一段完成連接，支撐在第二個(gè)胎架上；

⑤吊裝HJ1a第一段與HJ2上下弦桿完成連接，此時(shí)HJ1a與HJ2上下弦桿連接互為側(cè)向支撐，保證施工期間桿件自身的穩(wěn)定；

⑥以此類推，完成整個(gè)桁架結(jié)構(gòu)體系的吊裝。

吊裝施工過(guò)程演示如下圖。

吊裝過(guò)程需要施工場(chǎng)地較小，不需搭設(shè)大面積施工平臺(tái)，構(gòu)件較小，可以不間斷吊裝拼接，節(jié)約了大量的人力物力，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

考慮到桁架下弦桿中心線在水平面上投影為一直線，桁架外邊投影線對(duì)稱于下弦中心線，故直線度的控制從下弦入手。

隨著桁架曲線的變化，桁架上各點(diǎn)標(biāo)高也相對(duì)發(fā)生變化，因此，正確的控制其標(biāo)高至關(guān)重要，根據(jù)桁架分段示意圖可選定下弦節(jié)點(diǎn)作為標(biāo)高控制點(diǎn)。

通過(guò)對(duì)桁架脫離胎架前后若干節(jié)點(diǎn)標(biāo)高變化的觀測(cè)，測(cè)定桁架下?lián)献冃吻闆r。

根據(jù)土建±0.000m層測(cè)放的建筑軸線，利用直角坐標(biāo)法，選定8個(gè)控制點(diǎn)，并在樓地面作好永久標(biāo)記。

由于每榀桁架分段進(jìn)行組裝，故每段都必須做好節(jié)點(diǎn)控制，根據(jù)桁架分段情況，節(jié)點(diǎn)作為控制依據(jù)。參照土建+7.38m層建筑軸線網(wǎng)，選定定位軸線作為控制基線，在此基線上通過(guò)解析法找出控制節(jié)點(diǎn)的投影與基線的交點(diǎn)，然后分別將這些交點(diǎn)投測(cè)到平臺(tái)之上，并與下弦桿中心線投影線相交，即得到下弦控制節(jié)點(diǎn)在水平面上的投影點(diǎn)。這樣每榀桁架直線度控制就以測(cè)量平臺(tái)上所測(cè)設(shè)下弦中心線為依據(jù)，通過(guò)吊線錘的方法來(lái)完成，直線度控制目標(biāo)為5mm。

由于主桁架空間曲線變化，其高差變化相當(dāng)大，需多次架設(shè)儀器進(jìn)行測(cè)定。為此，在各軸線樓面測(cè)量操作平臺(tái)上垂掛大盤尺，通過(guò)高精度水準(zhǔn)儀將后視標(biāo)高逐個(gè)引測(cè)至每個(gè)測(cè)量操作平臺(tái)上的某一點(diǎn)，做好永久標(biāo)記，用此作為測(cè)量操作平臺(tái)上標(biāo)高控制時(shí)后視點(diǎn)之用。根據(jù)引測(cè)各標(biāo)高后視點(diǎn)，分別測(cè)出平臺(tái)上相應(yīng)下弦控制節(jié)點(diǎn)標(biāo)記點(diǎn)位之實(shí)際標(biāo)高，然后和相應(yīng)控制節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高相比較，即得出測(cè)量平臺(tái)上控制節(jié)點(diǎn)標(biāo)記與理論上設(shè)計(jì)之相應(yīng)控制節(jié)點(diǎn)高差值，明確標(biāo)注于測(cè)量平臺(tái)相應(yīng)節(jié)點(diǎn)標(biāo)記點(diǎn)，以此作為桁架分段組裝標(biāo)高的依據(jù)，標(biāo)高控制目標(biāo)為±10.0mm。

軸線激光點(diǎn)投測(cè)閉合、測(cè)量、放線，吊（拼）裝桁架、跟蹤校正，整理數(shù)據(jù)，確定施焊順序，施焊中跟蹤測(cè)量，焊接合格后桁架中線、水平度偏差測(cè)量，進(jìn)行驗(yàn)收；提供下榀桁架預(yù)控?cái)?shù)據(jù)。

在每榀桁架組裝完畢之后，對(duì)所有觀測(cè)點(diǎn)位進(jìn)行第一次標(biāo)高觀測(cè)，并做好詳細(xì)記錄，待桁架脫離胎架后，再進(jìn)行第二次標(biāo)高觀測(cè)，并與第一次觀測(cè)記錄相比較，測(cè)定桁架的變形情況。

①針對(duì)安徽廣電中心裙房大跨度轉(zhuǎn)換桁架的結(jié)構(gòu)吊裝技術(shù)，對(duì)施工技術(shù)的難點(diǎn)及關(guān)鍵點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行綜合分析，提出了采用工廠加工與現(xiàn)場(chǎng)制作單元構(gòu)件相結(jié)合，吊裝時(shí)構(gòu)件有胎架做臨時(shí)支撐、高空分段吊裝拼接、同步對(duì)稱卸載的方法進(jìn)行桁架結(jié)構(gòu)安裝。

②對(duì)施工及卸載過(guò)程進(jìn)行施工分析及變形監(jiān)測(cè)，實(shí)際監(jiān)測(cè)的變形值與數(shù)值計(jì)算分析能較好的吻合。解決了工程施工中的技術(shù)難題，保證了工程的順利實(shí)施，為今后類似結(jié)構(gòu)體系施工有一定的借鑒意義。

[1]景明勇，王元清，邊振義，等.大跨度空間鋼管結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)分析[J].施工技術(shù)，2006，35（9）：49-51.

[2]左釗.大跨度空間管桁架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[J].華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)，2010(5)：47-50．

[3]郭彥林，張化振.大跨度復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中的若干技術(shù)問(wèn)題及探討[J].工業(yè)建筑，2004，34(12)：1-5．

[4]劉建普，方含友.大跨度空間桁架屋蓋的安裝[J].施工技術(shù)，2004，33 (5)：16-18．

[5]陳安英，王靜峰，等.大跨度異形鋼管拱桁架空間結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[J].施工技術(shù)，2013，42（2）：13-16.

TU391

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1007-7359（2016）05-0140-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.05.047