液壓同步提升施工技術(shù)在大中庭鋼結(jié)構(gòu)球形網(wǎng)架安裝中的應(yīng)用—以徐州蘇寧廣場工程為例

周 敏（上海市工程建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司，上海 200433）

0 引 言

近年來網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)發(fā)展迅猛，尤其是在大跨度體育、文化、展覽以及現(xiàn)代城市綜合體建筑中得到了廣泛應(yīng)用。這種結(jié)構(gòu)多呈現(xiàn)出曲面美感，適應(yīng)各種不規(guī)則平面形狀，且空間三向受力，受力合理，結(jié)構(gòu)整體剛度大、穩(wěn)定性好、安全性高，適合大跨度結(jié)構(gòu)，而且節(jié)約鋼材，飽受設(shè)計青睞。另外，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般是工廠化加工，工業(yè)化程度高，現(xiàn)場組拼裝，施工周期短，綜合經(jīng)濟效益較好，也受到業(yè)主首肯。

空間結(jié)構(gòu)施工安裝主要分高空拼接和地面拼裝后起吊兩大類，高空拼接一般采用滿堂腳手架法，需要搭設(shè)大規(guī)模的拼裝支架，耗用大量的材料；地面拼裝起吊一般需要多臺起重設(shè)備以及空曠的場地實現(xiàn)，對于大型城市綜合體狹小場地適用性較差。因此，液壓同步提升施工技術(shù)的應(yīng)用解決了這些問題，且質(zhì)量、工期及安全等方面均得到了保證。

1 液壓同步提升施工技術(shù)

1.1 工藝原理

大跨度鋼結(jié)構(gòu)液壓整體同步提升施工工藝主要是對在場地狹小或室內(nèi)跨度較大、高度較高的鋼構(gòu)件采用地面拼裝，整體提升的施工工藝。采用穿芯式液壓提升器作為提升機具，以柔性鋼絞線作為提升承重索具，對鋼結(jié)構(gòu)進行整體同步提升。

提升過程中，采用水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀嚴(yán)密監(jiān)測各提升點的位移、標(biāo)高及受力情況，發(fā)現(xiàn)水平偏移或兩個提升點不同步時，及時通過計算機控制系統(tǒng)進行調(diào)整。

1.2 特 點

(1) 提升過程中采用計算機同步控制，液壓系統(tǒng)傳動加速度較小、可控制，能夠保證整個安裝過程的相對穩(wěn)定性、安全性和可靠性。

(2) 液壓同步提升設(shè)施體積較小和重量較輕，機動能力強，運輸和安裝方便。

(3) 采用柔性索具承重，只要有合理的承重吊點，提升高度不受限制。

(4) 鋼構(gòu)件可以在安裝過程中的任意位置可靠鎖定，任一液壓提升設(shè)備亦可單獨調(diào)整，調(diào)整精度高，有效提高了結(jié)構(gòu)提升過程中精度控制的可控性。

(5) 液壓提升器通過液壓回路驅(qū)動，動作過程中加速度極小，對被提升設(shè)備及提升框架結(jié)構(gòu)幾乎無附加動荷載(振動和沖擊)。

(6) 設(shè)備自動化程度高，操作方便靈活，安全性好，可靠性高，使用面廣，通用性強。

(7) 鋼構(gòu)件在樓面上散件拼裝，整體提升，與高空吊裝相比，不但能夠減少高空組裝焊接工作量，而且減少了高空組拼胎架用量，降低安全、質(zhì)量風(fēng)險。

(8) 省去大型吊機的作業(yè)，可大大節(jié)省機械設(shè)備和人力資源。

(9) 能夠充分利用現(xiàn)場施工作業(yè)面，對工程總體工期控制有利。

2 徐州蘇寧廣場網(wǎng)架工概況

本工程是徐州蘇寧廣場裙樓屋頂半球采光頂鋼結(jié)構(gòu)，為獨立的鋼結(jié)構(gòu)球型單層管桁架球殼，球殼最寬約 38 m，南北最長處約 57 m，最高點高度為 32.111 m，最低點高度為 21.55 m。桿件截面為 140×80 Q235B 鋼方通，節(jié)點類型為鑄鋼節(jié)點、相貫焊。網(wǎng)殼總重約為 99 t，鋼結(jié)構(gòu)支座通過預(yù)埋鋼板埋件支撐支承于五層下部環(huán)形混凝土梁上。

本工程網(wǎng)架安裝前土建主體結(jié)構(gòu)已全部完成，因中庭天井位置包括地下室三層，不便于鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場拼裝條件。因此，在鋼結(jié)構(gòu)進場前該部位已搭設(shè)滿堂腳手架，并鋪設(shè)腳手板，以此為鋼結(jié)構(gòu)拼裝平臺。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)坐落在五層結(jié)構(gòu)環(huán)形梁上，各塔樓塔吊均不具備整體吊裝條件，故桿件進場后在操作平臺上拼接。

提升器及提升平臺安裝在結(jié)構(gòu)梁板上，本項目一共設(shè)置8個提升平臺及提升器。

3 施工方案的實施

根據(jù)天井網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的布置特點，擬采用大型構(gòu)件液壓整體同步提升的施工方法將指廊天井網(wǎng)殼整體提升到位，利用網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的支承環(huán)梁和框架柱設(shè)置提升平臺(提升上吊點)，在被提升的天井網(wǎng)殼上設(shè)置臨時吊具(提升下吊點)。即：根據(jù)結(jié)構(gòu)框架柱和環(huán)梁的布置形式，采取整體拼裝然后整體提升的方法，共設(shè)置 8 個吊點。在已拼裝完成的天井網(wǎng)殼與上吊點對應(yīng)的位置設(shè)置提升下吊點，上下吊點通過鋼絞線和專用底錨連接。利用液壓同步提升系統(tǒng)，先將天井網(wǎng)殼整體提升至設(shè)計標(biāo)高，安裝后裝桿件，完成網(wǎng)殼的安裝工作。

3.1 基礎(chǔ)及提升平臺準(zhǔn)備

3.1.1 預(yù)埋件施工

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)支承通過轉(zhuǎn)接支座與預(yù)埋件連接，整體提升臨時支架一般通過預(yù)埋件與原有結(jié)構(gòu)的支承環(huán)梁和框架柱連接，形成提升平臺。預(yù)埋件施工務(wù)必保證滿足網(wǎng)殼支座安裝需求以及臨時提升平臺吊點的控制。

3.1.2 提升平臺驗算、安裝

提升平臺的臨時支架根據(jù)原結(jié)構(gòu)情況以及吊點布設(shè)進行設(shè)計，并通過計算分析滿足強度、穩(wěn)定性要求后，在現(xiàn)場進行實施。

提升平臺支架安裝埋件后置方式的固定，同樣應(yīng)進行力學(xué)計算分析，以確保提升體系的整體穩(wěn)固。

提升平臺安裝需注意控制上吊點位置與網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)臨時吊點豎向?qū)?yīng)。安裝完成后經(jīng)驗收合格后方可進行下部操作。

3.1.3 提升設(shè)備、吊具等安裝

在提升平臺上安裝液壓提升系統(tǒng)，包括液壓泵源系統(tǒng)、提升器、傳感器、液壓油管等。

液壓提升器作為上吊點，對應(yīng)其投影位置在網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)單元上安裝臨時吊具，用柔性鋼絲繩連接液壓提升器與下吊點臨時吊具，并運用焊接球節(jié)點，焊接球中部設(shè)置鋼管，底部設(shè)置加勁板及底板，用來與專用底錨連接。

3.1.4 基礎(chǔ)復(fù)驗、放出結(jié)構(gòu)中心線

對網(wǎng)殼支承基礎(chǔ)預(yù)埋件的位置以及支承平臺的位置進行復(fù)核，確認(rèn)無誤后放出結(jié)構(gòu)中心線便于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)支座安裝定位。

3.2 試 吊

(1) 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)整體拼裝焊接完成并通過驗收，液壓提升系統(tǒng)就位，提升上下吊點安裝到位，專用地錨安裝完成。

(2) 完成液壓系統(tǒng)調(diào)試工作。檢查液壓泵站上所有閥或油管的接頭是否有松動，檢查溢流閥的調(diào)壓彈簧是否處于完全放松狀態(tài); 檢查液壓泵站上所有閥或油管的接頭是否有松動，檢查溢流閥的調(diào)壓彈簧是否處于完全放松狀態(tài);檢查液壓泵站控制柜與液壓提升器之間電源線、通訊電纜的連接是否正確等。

(3) 鋼絞線的安裝。穿鋼絞線采取由下至上穿法，即從液壓提升器底部穿入至頂部穿出。應(yīng)盡量使每束鋼絞線底部持平，穿好的鋼絞線上端通過夾頭和錨片固定；待液壓提升器鋼絞線安裝完畢后，再將鋼絞線束的下端穿入正下方對應(yīng)的下吊點地錨結(jié)構(gòu)內(nèi)，調(diào)整好后鎖定。每臺液壓提升器頂部預(yù)留的鋼絞線應(yīng)沿導(dǎo)向架朝預(yù)定方向疏導(dǎo)。

(4) 檢查網(wǎng)殼提升單元以及液壓同步提升的所有臨時措施是否滿足設(shè)計要求。

(5) 提升單元離開拼裝胎架臺面約 100 mm 后，利用液壓提升系統(tǒng)設(shè)備鎖定，空中停留 12 h 以上。全面檢查吊點結(jié)構(gòu)、承重體系、提升設(shè)備、鋼架及焊縫的變形和受力情況等。

3.3 網(wǎng)殼提升

鋼結(jié)構(gòu)提升至設(shè)計位置后，暫停；各吊點微調(diào)使主桁架等精確提升到達(dá)設(shè)計位置；鎖緊靜止，液壓提升系統(tǒng)設(shè)備暫停工作，保持鋼結(jié)構(gòu)單元的空中姿態(tài)，提升單元與后裝桿件焊接固定，使其與兩端已裝分段結(jié)構(gòu)形成整體穩(wěn)定受力體系。提升過程中察覺有任何異常應(yīng)立即停止提升。

3.4 拆除系統(tǒng)

液壓提升系統(tǒng)設(shè)備同步卸載，至鋼絞線完全松弛；進行鋼結(jié)構(gòu)的后續(xù)高空安裝；拆除液壓提升系統(tǒng)設(shè)備及相關(guān)臨時措施(拆除導(dǎo)向架、上下吊點等)，完成鋼結(jié)構(gòu)單元的整體提升安裝。

4 實施成果

2016年3 月 14 日開始制作提升裝置的支架，3 月 25日支架制作完工后，安裝提升支架，調(diào)試提升同步提升鎖緊油缸。3 月 27 日將整個網(wǎng)殼提升到 500 cm，然后鎖緊擱置 24 h，看是否有沉降現(xiàn)象，3 月 28 日上午檢查一切正常，開始正式吊裝，4 月 1 日全部吊裝到位。

構(gòu)建廠加工構(gòu)建時間是 2016年1 月 25 日，構(gòu)建進場時間是 2016年2 月 25 日，2016年2 月 26 日現(xiàn)場放線和制作胎架，現(xiàn)場吊裝從 2016年2 月 27 開始到 2016年3 月22 號完工。

5 結(jié) 語

本工程大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)液壓整體同步提升施工工藝經(jīng)過工程實踐，成功解決了現(xiàn)場的施工難題，完成了狹小場地大型鋼結(jié)構(gòu)的吊裝，減少了高空組裝和焊接的工作量，實現(xiàn)了大跨度網(wǎng)架的一次吊裝到位，提高了施工質(zhì)量，同時也確保了施工安全的可靠性。

本工程采用液壓同步提升技術(shù)完成整體累積提升。不僅節(jié)約了工程成本、加快了工程進度而且顯著提高了工程質(zhì)量。工程實踐表明，液壓同步提升技術(shù)是一項極具應(yīng)用前景的新技術(shù)。