大跨度鋼結(jié)構(gòu)整體提升關(guān)鍵問(wèn)題探析

金鋒

（浙江精工鋼結(jié)構(gòu)集團(tuán)有限公司，浙江 紹興 312030）

大跨度鋼結(jié)構(gòu)整體提升主要是指在地面拼裝結(jié)構(gòu)，根據(jù)豎向結(jié)構(gòu)將頂部作為提升承力點(diǎn)，通過(guò)柔性鋼絞線作為提高承重索，使用千斤頂當(dāng)作動(dòng)力裝置將提升結(jié)構(gòu)的施工成型方式。采油此種方式可以使用任意長(zhǎng)度的鋼絞線，由此可見(jiàn)，施工距離不受限制。采用液壓千斤頂能夠使提升設(shè)備連續(xù)提升，主要是因結(jié)構(gòu)拼裝一般是在低空完成，可大大避免高空作業(yè)，以此能夠使支撐用量大大減少，即可提高工作效率，又可降低施工成本。整體提升高度較高、重量大，能夠使該結(jié)構(gòu)在豎向方向移動(dòng)，提升鋼絞線在使用期間有不同功能，比如，承載系統(tǒng)功能，而且還可作為結(jié)構(gòu)牽引裝置使用，所以提升期間較為重要的便是安全性。

1 完整的結(jié)構(gòu)提升實(shí)施方式分析

在使用整體提升進(jìn)行施工的過(guò)程中，如果進(jìn)行完整的結(jié)構(gòu)提高，可大大簡(jiǎn)化施工工序，比如，可將焊接環(huán)節(jié)省去。結(jié)構(gòu)提升的過(guò)程中，不同階段的受力點(diǎn)不同，提升鋼絞線只對(duì)單一方向結(jié)構(gòu)提供約束。所以，提升結(jié)構(gòu)需要將豎向支撐結(jié)構(gòu)與一次成型進(jìn)行有效連接，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)提升。如果提升結(jié)構(gòu)在豎向支撐結(jié)構(gòu)中，會(huì)增加結(jié)構(gòu)跨度，在此過(guò)程中，提升結(jié)構(gòu)將與原豎向支撐結(jié)構(gòu)接觸，無(wú)法采用直接提升方案。先把提升結(jié)構(gòu)進(jìn)行拼裝，再對(duì)其提升，最后滑移就位。

2 結(jié)構(gòu)分解、提升點(diǎn)的選取原則

提升結(jié)構(gòu)與豎向支撐結(jié)構(gòu)在剛連接期間，應(yīng)把提升結(jié)構(gòu)桿件中的不同部件進(jìn)行分解；在一些結(jié)構(gòu)中會(huì)產(chǎn)生鉸接連接，需要具備轉(zhuǎn)體條件，若不具備應(yīng)分解提升結(jié)構(gòu)桿件。為了確保結(jié)構(gòu)的提升，應(yīng)對(duì)設(shè)置提升架，在此過(guò)程中，提升架設(shè)置需在豎向支撐結(jié)構(gòu)頂端中完成，對(duì)豎向支撐結(jié)構(gòu)中提升架鋼量、附加偏心彎矩等有不同程度的影響。此外，如果提升結(jié)構(gòu)與豎向支撐解結(jié)構(gòu)為剛接，會(huì)降低不同合攏階段受力相似性，由此可見(jiàn)，需要在最佳時(shí)間段進(jìn)行合攏的選擇。

3 調(diào)整結(jié)構(gòu)桿件與整體變形補(bǔ)償

若提升結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)通過(guò)簡(jiǎn)支連接，兩種結(jié)構(gòu)不同階段差異相對(duì)較??；如果提升結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行剛接的情況下，會(huì)使兩種結(jié)構(gòu)變形以及內(nèi)力等有不同差別，這就需要對(duì)不同階段受力情況進(jìn)行探討。支座以及支座簡(jiǎn)支會(huì)使提升結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的內(nèi)力差，這就需要對(duì)該結(jié)構(gòu)中桿件針對(duì)性調(diào)整，并且在結(jié)構(gòu)自重以及荷載的基礎(chǔ)上精確計(jì)算，通過(guò)采用增大跨中截面減少支座截面方式。

4 提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性措施

在高層建筑連體中，所采用的方法是桁架平行布置方法，以此提升結(jié)構(gòu)整體性。由于提升結(jié)構(gòu)在提升階段沒(méi)有建筑混凝土，在此過(guò)程中很難確保桁架穩(wěn)定性。此外，在大跨度鋼結(jié)構(gòu)中，能夠應(yīng)用的方法呈現(xiàn)出多元化，比如，桁架平行布置、大跨度桁架布置方法。由于在施工的過(guò)程中，施工條件會(huì)對(duì)施工產(chǎn)生一定影響，結(jié)構(gòu)跨度大，在提升的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)平面外穩(wěn)定問(wèn)題，可以使用桁架外增設(shè)臨時(shí)加強(qiáng)桁架的穩(wěn)定措施。

5 提升力的確定與提升過(guò)程控制選取方式

5.1 確定提升力

如果設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)自身的承載力達(dá)到最大值的情況下，需要采取有效措施提高結(jié)構(gòu)安全性與穩(wěn)定性，并且還會(huì)通過(guò)不同系數(shù)提高結(jié)構(gòu)安全性，比如，荷載分項(xiàng)系數(shù)、結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。在對(duì)不同階段進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，若只通過(guò)荷載分項(xiàng)系數(shù)與動(dòng)力系數(shù)，雖然能夠較好，提高結(jié)構(gòu)安全性，但很難滿足設(shè)計(jì)要求，主要是因?yàn)樘嵘┕な且环N動(dòng)態(tài)過(guò)程，提升結(jié)構(gòu)中各個(gè)提升點(diǎn)豎向運(yùn)動(dòng)與理論分析會(huì)有所不同，會(huì)對(duì)提升力產(chǎn)生較大影響。在對(duì)提升點(diǎn)不均衡確定的過(guò)程中，由于提升設(shè)備、控制設(shè)備以及測(cè)量?jī)x器等有所不同，致使提升結(jié)構(gòu)在上升期間不同點(diǎn)位移與理論位移有較大誤差，導(dǎo)致不同控制點(diǎn)反力與理論分析結(jié)果存在較大差別。在實(shí)際工程中，會(huì)逐漸向?qū)刂屏φ{(diào)整方向轉(zhuǎn)化。不同控制點(diǎn)位移理論值與實(shí)際值的差異分別是；從提升控制角度進(jìn)行分析，需要進(jìn)行平衡方程的構(gòu)建，那么，不同提升控制點(diǎn)反力差異量是：

5.2 確定提升過(guò)程控制方法

在提升期間，需要對(duì)結(jié)構(gòu)自身安全性進(jìn)行有效的確定，這就應(yīng)當(dāng)對(duì)提升力實(shí)施嚴(yán)格控制，若結(jié)構(gòu)出現(xiàn)平面剛度較大的情況，主要是以控制為主，不但能夠提升結(jié)構(gòu)安全性，而且這對(duì)剛度較小結(jié)構(gòu)需要以位移作為控制方式。

6 剛性結(jié)構(gòu)提升技術(shù)

6.1 充分運(yùn)用提升鋼交線剛度對(duì)結(jié)構(gòu)剛度進(jìn)行調(diào)整

在實(shí)際工程中，主要是通過(guò)鋼膠線進(jìn)行提升，在此過(guò)程中，鋼交線對(duì)提升結(jié)構(gòu)，豎向約束存在一定限制，并且在此基礎(chǔ)上，與其軸向剛度有較大關(guān)系，在此過(guò)程中提升鋼交線與結(jié)構(gòu)彈性約束相當(dāng)，提升點(diǎn)間距越長(zhǎng)，鋼交線剛度越大，對(duì)節(jié)點(diǎn)約束高度也就越小。如果兩點(diǎn)間距離較短，彈性與剛性約束之間有較高的相似度。此外，在工程應(yīng)用期間，如果提升結(jié)構(gòu)初始面剛度大，同時(shí)，鋼絞線較長(zhǎng)的情況下，采用鋼絞線剛度可較好地對(duì)結(jié)構(gòu)初始面剛度全面改善。在此期間需要注意，若提升結(jié)構(gòu)自身的高度上升，會(huì)大大縮短鋼絞線自身長(zhǎng)度，在此基礎(chǔ)上，可增加鋼絞線剛度，也會(huì)使彈性約束剛度有不同程度的增強(qiáng)，所以鋼絞線剛度的確定由提升點(diǎn)距離來(lái)完成。

6.2 并聯(lián)提升點(diǎn)改變結(jié)構(gòu)傳遞方式

在提升剛性結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，有較大的提升幅度，主要是因結(jié)構(gòu)提升是一種超精定狀態(tài)，因此，某初始面產(chǎn)生附加內(nèi)力，在靜定狀態(tài)下，提升過(guò)程中提升力處于平衡狀態(tài)。在此期間應(yīng)當(dāng)注意，若通過(guò)千斤頂并聯(lián)使結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)殪o定狀態(tài)的情況下，如果在提升點(diǎn)并聯(lián)前后不同階段，提升力變化大，會(huì)大大增加結(jié)構(gòu)內(nèi)部力的傳遞，產(chǎn)生重分配情況，應(yīng)對(duì)重復(fù)核對(duì)提升結(jié)構(gòu)內(nèi)部桿件。

7 提升架設(shè)計(jì)以及安全性檢測(cè)

7.1 豎向支撐結(jié)構(gòu)連接性能提升架設(shè)計(jì)

如果采用階段提升結(jié)構(gòu)以及豎向支撐結(jié)構(gòu)為剛結(jié)，豎向支撐結(jié)構(gòu)在成型狀態(tài)的情況下承載著連體結(jié)構(gòu)自重，并且在此基礎(chǔ)上承載傳遞負(fù)彎距，可以充分利用其后連接載體進(jìn)行提升架的設(shè)計(jì)。如果拉力相對(duì)較大的情況下，僅使用結(jié)構(gòu)自重，若無(wú)法平衡手拉力作用，混凝土柱常出現(xiàn)抗裂不足，在此基礎(chǔ)上，可通過(guò)預(yù)埋型鋼，并根據(jù)柱的拉力對(duì)延伸層數(shù)進(jìn)行確定，再通過(guò)結(jié)構(gòu)自重平衡方法實(shí)時(shí)解決。

7.2 提升架安全檢測(cè)

在工程中，一般情況下會(huì)采用離地懸停方法對(duì)提升價(jià)焊接質(zhì)量錨固情況以及局部性能等參數(shù)實(shí)施全面檢驗(yàn)，其中懸停只是提升中的某一狀態(tài)，此種方法對(duì)結(jié)構(gòu)初始面相對(duì)較小，在提升期間提升力變化不大的結(jié)構(gòu)，宜采用此種方法，但是，對(duì)于剛性提升結(jié)構(gòu)不能使用該方法，對(duì)于剛性提升結(jié)構(gòu)可使用結(jié)構(gòu)自身剛性對(duì)提升價(jià)實(shí)施荷載檢驗(yàn)。

7.3 千斤頂故障錨固回縮影響

在整體提升期間，若千斤頂在某元件位置出現(xiàn)故障，會(huì)由安全錨保證其安全性，其中安全錨的作用一般是鋼絞線帶動(dòng)夾片回縮錨固實(shí)現(xiàn)，如果某點(diǎn)出現(xiàn)錨固回縮情況，會(huì)使其他部位千斤頂無(wú)法完成一系列動(dòng)作，導(dǎo)致所有千斤頂之間動(dòng)作不一致，致使對(duì)其他千斤頂產(chǎn)生不同程度的影響。

8 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，整體提升是一項(xiàng)綠色技術(shù)，可大大減少高空支撐用量，并且能夠提升工作效率。在對(duì)整體提升過(guò)程中，對(duì)關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的分析，首先，整體提升階段結(jié)構(gòu)有豎向約束，若在簡(jiǎn)支連接的過(guò)程中，能夠?qū)崿F(xiàn)完整的結(jié)構(gòu)提升，但是，應(yīng)當(dāng)根據(jù)結(jié)構(gòu)幾何尺寸、支架位置等進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。其次，在進(jìn)行一般結(jié)構(gòu)提升之前，應(yīng)先分解結(jié)構(gòu)，提升到合理位置后再合攏。當(dāng)提升結(jié)構(gòu)與支撐結(jié)構(gòu)為剛接，并且支承結(jié)構(gòu)對(duì)連體結(jié)構(gòu)約束較強(qiáng)的情況下，提升偏心力對(duì)豎向結(jié)構(gòu)的附件彎矩影響相對(duì)較小。