分體裙房下雙塔高空相向分體式懸挑鋼連廊施工技術(shù)

張海亮 趙宏安 滿學(xué)武 楊東雷

中鐵一局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司 陜西 西安 710043

隨著大跨度空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力提升，對(duì)空間鋼結(jié)構(gòu)安裝、建造新技術(shù)及施工操作平臺(tái)等要求越來(lái)越高，安全、質(zhì)量、工期、成本都影響著施工方案的制定。對(duì)于高度、跨度和質(zhì)量相對(duì)較小的，可選擇主要承重構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)組裝，選用合適型號(hào)吊車與塔吊配合完成吊裝作業(yè)[1]；對(duì)于高度、跨度和質(zhì)量相對(duì)較大的，包括含多層鋼結(jié)構(gòu)連廊的情況，多數(shù)考慮選擇合適的拼裝場(chǎng)地，整體提升，加強(qiáng)過(guò)程安全監(jiān)測(cè)方式，實(shí)現(xiàn)鋼連廊安裝就位作業(yè)[2-4]；對(duì)于懸挑鋼連廊，主要采取優(yōu)化設(shè)計(jì)，將兩側(cè)相向懸挑鋼連廊加固拼裝為一整體，再利用液壓提升設(shè)備整體提升就位，然后對(duì)接焊接后拆除連廊中部臨時(shí)桿件[5]，或在兩塔樓間利用貝雷梁搭設(shè)起吊平臺(tái)，再整體提升懸挑鋼連廊就位的方法[6]。高空連廊的外裝飾往往在主體結(jié)構(gòu)完成后，利用輔助操作平臺(tái)完成[7]，工期較長(zhǎng)。但對(duì)于雙塔帶分體裙房的高空相向懸挑鋼連廊安裝、鋼連廊主體與外裝修作業(yè)工序的優(yōu)化研究不足，對(duì)降低成本、縮短工期不利。本文以西安中鐵絲路總部項(xiàng)目為例，提出此類問(wèn)題的一種解決方法。

1 工程概況

西安中鐵絲路總部工程位于西安市西安國(guó)際港務(wù)區(qū)，西鄰港務(wù)西路，北鄰柳新路，東、南均以規(guī)劃路與相鄰地塊相間。占地面積約2萬(wàn) m2，總建筑面積約14萬(wàn) m2，包含2棟高層（2#A平層辦公99.78 m，2#B LOFT辦公91.18 m）、1棟超高層（1#超高層辦公143.18 m），如圖1所示。

圖1 西安中鐵絲路總部項(xiàng)目效果圖

第1批次連廊：第1段連廊平面上位于2#-A棟B-A軸線外側(cè)，立面上位于結(jié)構(gòu)的25～27層（共29層），標(biāo)高為80.65 m～86.07 m。由2榀桁架組成，其平面尺寸為15.4 m×9.4 m，自身高度6.22 m。第2段連廊平面上位于2#-B棟C-E軸線外側(cè)，立面上位于結(jié)構(gòu)的16～17層（共17層），標(biāo)高為80.65～86.07 m。由2榀桁架組成，其平面尺寸為15.4 m×9.4 m，自身高度6.22 m。2段連廊提升總質(zhì)量約為130 t，提升高度約83 m。

第2批次連廊：第1段連廊平面上位于1#棟A-10軸線外側(cè)，立面上位于結(jié)構(gòu)的22～24層（共34層），標(biāo)高為86.68～93.78 m。由2榀桁架組成，其平面尺寸為14.65 m×11.3 m，自身高度8.1 m。第2段連廊平面上位于2#-A棟B-1軸線外側(cè)，立面上位于結(jié)構(gòu)的27～29層（共29層），標(biāo)高為86.68～93.78 m。由2榀桁架組成，其平面尺寸為14.45 m×11.30 m，自身高度7.9 m。2段連廊提升總質(zhì)量約為198 t，提升高度約93 m。

2 技術(shù)難點(diǎn)及對(duì)策

1）塔樓間2個(gè)相向懸挑鋼連廊之間不連接，所處位置高度高、質(zhì)量大，常規(guī)垂直運(yùn)輸設(shè)備不能滿足直接吊裝能力；在沒(méi)有采取加固措施的情況下，整體提升技術(shù)無(wú)法使用。因此采取“將2個(gè)相向懸挑鋼連廊通過(guò)型鋼將其臨時(shí)加固成一個(gè)整體，在整體提升時(shí)保持一種簡(jiǎn)支梁受力狀態(tài)”的施工方法，完成整體提升過(guò)程。

2）各塔樓下部裙房不連體，導(dǎo)致懸挑鋼連廊的地面拼裝場(chǎng)地標(biāo)高不一，搭設(shè)操作平臺(tái)，周期長(zhǎng)，安全隱患大，成本高。因此采取“與裙房水平投影位置重合部分鋼連廊利用塔吊和吊籃空中散拼，剩余部分拼裝成一體整體提升”的方法進(jìn)行安裝。為采取整體提升方法，須對(duì)懸挑部分鋼連廊進(jìn)行加固改裝，以便于作為整體提升的上吊點(diǎn)。

3）鋼連廊底部吊頂按照常規(guī)施工方法，屬于高空作業(yè)，操作平臺(tái)搭設(shè)困難，而且安全隱患較大。因此，采取“整體提升部分下部吊頂在整體提升離地1.9 m左右完成，空中散拼段鋼連廊底部吊頂利用改裝吊籃完成”的方法，以達(dá)到節(jié)約工期、提高效率的目的。

4）兩批次提升高度分別是83 m與93 m，受到提升程序影響，鋼連廊不能在一個(gè)白天完成吊裝就位，夜間施工不安全，鋼連廊提升過(guò)程中需要懸停過(guò)夜，采取利用倒鏈和鋼絲繩將鋼連廊與框架主體結(jié)構(gòu)緊緊連接的方法，確保懸停期間鋼連廊的安全。

5）按常規(guī)施工方法，先完成鋼連廊主體結(jié)構(gòu)安裝，再進(jìn)行外裝修作業(yè)，周期長(zhǎng)。加強(qiáng)過(guò)程驗(yàn)收和隱蔽工程驗(yàn)收，讓外裝修與主體結(jié)構(gòu)工序穿插施工，加快進(jìn)度。

3 工藝原理

該技術(shù)采用一種連廊端部設(shè)預(yù)拼裝懸挑段，其他部分組合設(shè)計(jì)加固成為整體提升段的方法。端部設(shè)懸挑距離大于裙房外邊沿與主樓外邊沿距離的預(yù)拼裝懸挑段，并作為架設(shè)提升設(shè)備的支撐平臺(tái)。另外，為相向懸挑鋼結(jié)構(gòu)連廊剩余結(jié)構(gòu)在車庫(kù)頂板上設(shè)臨時(shí)加固改裝平臺(tái)，組裝成提升段。再對(duì)懸挑段加固改造，同時(shí)在2棟塔樓4處懸挑段設(shè)4個(gè)上吊點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算確定液壓提升器的技術(shù)參數(shù)，智能管控整個(gè)提升過(guò)程。智能控制系統(tǒng)包括1套XY-KZ-01型計(jì)算機(jī)同步控制及傳感檢測(cè)系統(tǒng)。含傳感器4套，主要分布在錨具、行程及油壓上，通過(guò)計(jì)算機(jī)人機(jī)界面的操作，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、順控（單行程動(dòng)作）、手動(dòng)控制以及單臺(tái)提升器的點(diǎn)動(dòng)操作，從而達(dá)到連廊整體提升安裝工藝中所需要的同步提升、空中姿態(tài)調(diào)整、單點(diǎn)毫米級(jí)微調(diào)等特殊要求。整體提升就位，標(biāo)高調(diào)整好后與懸挑段連接，之后對(duì)加固桿件有序拆除，恢復(fù)懸挑受力狀態(tài)。“先分后合再分”的施工方法，解決了帶分體裙樓雙塔高空相向懸挑鋼結(jié)構(gòu)連廊安裝就位難題，同時(shí)在整體提升鋼連廊的過(guò)程中，穿插進(jìn)行外裝修的交叉施工，創(chuàng)造了一種高空建（構(gòu)）筑物底部裝修操作平臺(tái)，解決了高空建（構(gòu)）筑物底部裝修施工難和工期不可控的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)鋼連廊主體與外裝修工程交叉作業(yè)，節(jié)約工期，降低成本。

4 操作要點(diǎn)

4.1 懸挑段與提升段拼裝

裙房屋面高度為5.95 m，裙房外邊沿距離主樓外邊沿為3.4 m，裙房及外幕墻垂直投影位置處懸挑鋼連廊結(jié)構(gòu)采用空中散拼施工，利用塔吊及吊籃完成水平懸挑桿件與預(yù)埋件的焊接，再利用水平懸挑桿件及懸掛其上的操作平臺(tái)，在塔吊配合下完成其他桿件的焊接作業(yè)，形成預(yù)裝懸挑段及含上吊點(diǎn)的提升平臺(tái)（圖2）。

圖2 懸挑段及提升平臺(tái)示意

剩余提升部分在采用SAP 2000 Ver17.3.0分析提升過(guò)程中鋼結(jié)構(gòu)及臨時(shí)措施的受力反應(yīng)、變形狀況和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及支撐反力等，在采用中國(guó)規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)算的基礎(chǔ)上，選擇拼裝場(chǎng)地在1#樓與2#A樓間－0.05 m的樓面拼裝，將鋼連廊1、2地面投影軸線放樣，按照加固圖紙，在不改變?cè)瓚姨翡撨B廊結(jié)構(gòu)的前提下，將兩側(cè)懸挑鋼連廊通過(guò)型鋼桿件連接為一個(gè)整體，并對(duì)局部進(jìn)行加固處理（包括提升下吊點(diǎn)位置）。

4.2 試提升鋼連廊

待液壓系統(tǒng)設(shè)備檢測(cè)無(wú)誤后開(kāi)始試提升，以計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算的各提升吊點(diǎn)反力值為依據(jù)，確定液壓提升器所需的伸缸壓力（考慮壓力損失）和縮缸壓力。開(kāi)始試提升時(shí)，液壓提升器伸缸壓力逐漸上調(diào)，依次為所需壓力的20%、40%、60%，在一切都正常的情況下，可繼續(xù)加載到70%、80%、90%、95%、100%，直至提升單元全部脫離臨時(shí)支撐。在分級(jí)加載過(guò)程中，每一步分級(jí)加載完畢，均暫停并檢查，一切正常情況下，繼續(xù)下一步分級(jí)加載，并密切觀察各點(diǎn)離地情況，必要時(shí)做“單點(diǎn)動(dòng)”提升，確保提升單元離地平穩(wěn)。提升單元最低點(diǎn)脫離胎架約100 mm后，暫停提升，微調(diào)提升單元的各個(gè)吊點(diǎn)的標(biāo)高，使其處于設(shè)計(jì)姿態(tài)，測(cè)量提升單元跨中最大變形并進(jìn)行記錄，并靜置4～12 h，再次檢查屋面鋼梁提升單元以及液壓同步提升臨時(shí)措施有無(wú)異常，并將測(cè)量數(shù)據(jù)與離地時(shí)進(jìn)行對(duì)比，確認(rèn)無(wú)異常情況后，開(kāi)始正式提升。

4.3 懸挑段與提升段連接及加固桿件拆除

提升單元提升至距設(shè)計(jì)標(biāo)高約600 mm，使用倒鏈將提升單元臨時(shí)固定，安裝后裝桿件，然后用倒鏈調(diào)整好預(yù)拼裝懸挑段與提升段的位置，用高強(qiáng)螺栓連接，使其形成完整的受力體系。液壓同步提升系統(tǒng)按照95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%的順序分級(jí)卸載，直至鋼絞線松弛，驗(yàn)收合格后拆除加固桿件、液壓提升系統(tǒng)及臨時(shí)措施等，鋼連廊提升段的臨時(shí)加固桿件按上部斜撐→上部水平連接件→下部斜撐→中部水平連接件→下部水平連接件的順序拆除（圖3）。

圖3 提升段臨時(shí)桿件拆除順序

4.4 幕墻、吊頂及地面施工

拆除液壓提升系統(tǒng)及臨時(shí)措施后，利用鋼連廊桿件及幕墻主龍骨，在連廊提升段安裝傳統(tǒng)吊籃，完成提升段兩側(cè)幕墻施工，預(yù)拼裝懸挑段鋪設(shè)樓承板及安裝栓釘。然后利用桁架加固的吊籃，先完成底部吊頂?shù)裙こ淌┕?，再利用傳統(tǒng)吊籃完成兩側(cè)幕墻施工。在開(kāi)展外裝修施工的同時(shí)，同步開(kāi)展樓承板上鋼筋綁扎及局部模板安裝，由中間向兩端進(jìn)行混凝土澆筑。最后拆除模板并進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)。

5 實(shí)施效果

通過(guò)大跨度相向懸挑鋼結(jié)構(gòu)連廊采用端部預(yù)拼裝與中部提升段整體提升相結(jié)合的方案，避免在裙房屋面標(biāo)高處搭設(shè)滿堂腳手架作為拼裝平臺(tái)，減少傳統(tǒng)滿堂腳手架租賃費(fèi)及搭拆人工費(fèi)共計(jì)12萬(wàn)元，通過(guò)對(duì)大跨度鋼連廊主體與外裝修工程的交叉施工，優(yōu)化施工工藝流程，避免了傳統(tǒng)的先結(jié)構(gòu)、后裝修的施工方法，節(jié)約工期18 d，節(jié)省間接費(fèi)用15萬(wàn)元。本工法共計(jì)節(jié)省費(fèi)用27萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益好。

6 結(jié)語(yǔ)

鋼連廊施工的自動(dòng)化和智能化，打破了傳統(tǒng)施工工藝，特別是鋼連廊安裝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工廠加工、現(xiàn)場(chǎng)拼裝、自動(dòng)提升、智能管控的效果，為實(shí)現(xiàn)鋼連廊安裝的工業(yè)化及裝配化積累了經(jīng)驗(yàn)，對(duì)類似工程具有很好的借鑒意義。