多種鋼結(jié)構(gòu)類型在同一大型綜合體中的應(yīng)用分析與探討

張曉杰 俞瀾

1. 海銀財(cái)富管理有限公司 上海 200120；

2. 中國(guó)東方航空股份有限公司 上海 201107

引言

鋼結(jié)構(gòu)具有自重較輕，強(qiáng)度較高等特點(diǎn)，且為裝配式，符合智能制造的國(guó)家戰(zhàn)略，其在建筑工程中得到了合理、迅速的應(yīng)用，其應(yīng)用標(biāo)志著我國(guó)建筑工業(yè)的發(fā)展。伴隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及科學(xué)技術(shù)的日趨完善，鋼結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)也實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。鋼結(jié)構(gòu)具備綠色建筑的條件，是有利于保護(hù)環(huán)境、節(jié)能減排的建筑，它順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展和市場(chǎng)的需要，其結(jié)構(gòu)類型和構(gòu)件截面形式均多種多樣，尤其在同一工程中綜合應(yīng)用，能夠體現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)相較于傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)靈活多樣的特點(diǎn)。

1 項(xiàng)目概況

本工程位于閔行區(qū)虹橋機(jī)場(chǎng)西航站區(qū)南側(cè)，建筑面積為15.7萬(wàn)m2，項(xiàng)目主要使用功能為機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建的配套辦公餐飲休閑購(gòu)物等。這一綜合性的項(xiàng)目落成后將成為上海虹橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)中重要的組成部分。整個(gè)項(xiàng)目地塊被虹翔三路分為南北兩個(gè)地塊，兩地塊均由1棟多層塔樓、3棟高層塔樓和裙房組成，塔樓最高為地面以上9層，塔樓和其余各單體屋蓋通過(guò)網(wǎng)架相連，形成一個(gè)大中庭。南北區(qū)通過(guò)東西兩個(gè)2層鋼連橋相連，跨越虹翔三路[1]。

2 項(xiàng)目中各類型鋼結(jié)構(gòu)的分析與探討

本文以項(xiàng)目中的南區(qū)地塊為例，介紹多種鋼結(jié)構(gòu)類型在項(xiàng)目中的混合應(yīng)用。

2.1 土建框架結(jié)構(gòu)內(nèi)的勁性鋼骨柱、梁，及土建埋件

此類構(gòu)件在一般土建高層項(xiàng)目的應(yīng)用較廣泛，體現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件與混凝土構(gòu)件共同作用受力，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件和整體項(xiàng)目受力更合理，使建筑面積更優(yōu)化。該類型鋼結(jié)構(gòu)需與土建專業(yè)施工隊(duì)（鋼筋班組、模板班組、混凝土班組、塔吊班組司索人員）配合密切、工期配合密切、測(cè)量定位相互配合、定位復(fù)測(cè)，安裝后的保護(hù)在施工埋件的過(guò)程中，往往是土建結(jié)構(gòu)施工的高峰期，土建施工班組較多，同時(shí)對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)來(lái)講，埋件的安裝位置準(zhǔn)確性與上部鋼結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，在穿插過(guò)程中，要遵循：按圖施工規(guī)劃，嚴(yán)謹(jǐn)測(cè)量安裝、定位監(jiān)控復(fù)測(cè)的三個(gè)事前事中事后主要的控制原則，而在施工配合上，要在現(xiàn)場(chǎng)總包統(tǒng)一指揮下與各分包班組協(xié)調(diào)一致。配合的重點(diǎn)在：①工期進(jìn)度要求，土建結(jié)構(gòu)施工班組多，樓層施工快，要求鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)提前準(zhǔn)備好構(gòu)件，提前準(zhǔn)備好相關(guān)施工人員；②質(zhì)量技術(shù)要求，勁性鋼構(gòu)件與復(fù)雜的鋼筋綁扎密切，施工前需要與土建技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)施工人員充分溝通好圖紙問(wèn)題，一般情況下是支架→模板→底鋼筋→鋼構(gòu)件→架立鋼筋→頂鋼筋，同時(shí)需要穿筋或圖紙變更，要保持與原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師的溝通和請(qǐng)示；③質(zhì)量驗(yàn)收要求主要有兩個(gè)方面，本項(xiàng)目的埋件屬于勁性鋼骨構(gòu)件埋件，重量達(dá)1噸，外形非規(guī)則形狀，一方面對(duì)幾何尺寸要求對(duì)照?qǐng)D紙驗(yàn)收，另一方面，在安裝過(guò)程就位要保證對(duì)埋件的安裝位置進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采用全站儀，與總包土建測(cè)量人員相互配合，利用三維坐標(biāo)測(cè)量的方式進(jìn)行安裝測(cè)量，監(jiān)測(cè)復(fù)測(cè)。

圖1 項(xiàng)目勁性結(jié)構(gòu)施工

2.2 屋頂鋼結(jié)構(gòu)采用鋼管桁架形式的平面正四交形網(wǎng)架

在國(guó)內(nèi)項(xiàng)目上應(yīng)用較少，一般網(wǎng)架均采取焊接球、螺栓球、主次桁架、單層網(wǎng)格鋼構(gòu)等類型的空間結(jié)構(gòu)形式，但本項(xiàng)目的屋頂鋼網(wǎng)架，為雙層正交管節(jié)點(diǎn)均為管管相貫連接，每個(gè)節(jié)點(diǎn)相貫管最多達(dá)八根管構(gòu)件，鋼結(jié)構(gòu)屋頂作為幕墻結(jié)構(gòu)的承重?？紤]施工場(chǎng)地和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本項(xiàng)目網(wǎng)架采用地面散拼成分片單元，然后利用支撐架進(jìn)行安裝。屋面鋼結(jié)構(gòu)吊裝是本項(xiàng)目第一個(gè)重點(diǎn)，項(xiàng)目初期方案計(jì)劃使用吊臂吊裝更有優(yōu)勢(shì)的履帶吊，后改為汽車吊，汽車吊站位區(qū)與地下土建結(jié)構(gòu)施工穿插進(jìn)行、地下室不僅考慮加固，還需要與地下頂管施工隊(duì)施工時(shí)間相協(xié)調(diào)。吊裝順序，從最遠(yuǎn)端最不利吊裝點(diǎn)至最近端吊裝點(diǎn)，同時(shí)進(jìn)行汽車吊型號(hào)的換用，以達(dá)到最經(jīng)濟(jì)適用的目的。在吊裝中庭檐口鋼結(jié)構(gòu)，大吊車站位場(chǎng)外又與市政道路相關(guān)，該區(qū)域不僅是一般市政道路，而且是虹橋機(jī)場(chǎng)的VVIP道路，經(jīng)常會(huì)有三級(jí)以上政治任務(wù)，緊急政治任務(wù)時(shí)需3h內(nèi)清場(chǎng)，保證VVIP的通行[2]。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)室內(nèi)連廊結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)結(jié)構(gòu)

作為整體土建項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)補(bǔ)充作用，通過(guò)輕盈的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)用在連接兩座、三座建筑單體之間的連廊結(jié)構(gòu)，實(shí)用性非常強(qiáng)，結(jié)構(gòu)形式在一般項(xiàng)目中較多出現(xiàn)。在本項(xiàng)目的三層、四層、五層結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了鋼連廊，便于連接幾棟建筑物，同時(shí)考慮建筑效果設(shè)計(jì)了幾處鋼結(jié)構(gòu)小平臺(tái)，而在施工過(guò)程中，連廊及小平臺(tái)均與土建施工穿插進(jìn)行，且由于連廊位置在建筑內(nèi)部，且汽車吊無(wú)法站位，而塔吊又由于吊重受限，所以不適合整體吊裝，只能采取散件拼裝，塔吊散件吊裝[3]。

2.4 連接南北地塊的跨街鋼結(jié)構(gòu)橋梁

鋼結(jié)構(gòu)橋梁在目前國(guó)內(nèi)市政道路橋梁工程中應(yīng)用較多，應(yīng)用在大型綜合體較少， 由于本結(jié)構(gòu)的特殊性，需要通過(guò)結(jié)構(gòu)連接南北區(qū)塊，因此采用鋼結(jié)構(gòu)是最適當(dāng)?shù)姆绞?，通過(guò)國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)師的通力合作，為保證呈現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)連橋的輕盈的建筑效果，部分采用了預(yù)應(yīng)力鋼拉桿作為連橋的受力構(gòu)件。本工程兩座鋼連橋其平面投影均為弧形，其弧長(zhǎng)分別為41m和58m，桁架高度為3.75m，桁架寬度為3.7m，主要截面形式為焊接箱梁400×400×16×30，熱軋型鋼HN250×150×6×9，D16、D30高強(qiáng)鋼棒，材質(zhì)主要為Q345B，鋼棒連接耳板采用Q420材質(zhì)。在兩側(cè)1/3處均有斜支撐支點(diǎn)，分段借助斜支撐支點(diǎn)位置的分段，分為三段，跨中也剛好跨市政道路。

2.5 其他鋼結(jié)構(gòu)類型

2.5.1 懸挑鋼結(jié)構(gòu)雨棚。雨棚鋼結(jié)構(gòu)屬于一般鋼結(jié)構(gòu)形式，本工程的雨棚鋼結(jié)構(gòu)采用桅桿與拉桿配合受力的結(jié)構(gòu)型式。

2.5.2 屋頂鋼結(jié)構(gòu)大截面H型鋼框架主梁。屋頂采光頂鋼結(jié)構(gòu)體系中，部分采用H型鋼梁作為屋頂承重鋼架，形式簡(jiǎn)潔，與網(wǎng)架結(jié)構(gòu)對(duì)比建筑效果強(qiáng)烈沖突，相同的屋頂受力作用，卻通過(guò)不同的鋼結(jié)構(gòu)形式所呈現(xiàn)，更能體會(huì)到鋼結(jié)構(gòu)這種建筑形式的多樣性。

圖2 屋面桁架結(jié)構(gòu)施工

3 結(jié)束語(yǔ)

在本綜合體項(xiàng)目中，鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)總工程體量970t，在一般鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目中不屬于大型項(xiàng)目，但由于單體類型較多，鋼結(jié)構(gòu)分散，而項(xiàng)目本身又是多功能綜合體，各個(gè)單體與混凝土結(jié)構(gòu)之間的穿插施工組織協(xié)調(diào)非常復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)分項(xiàng)單體，獨(dú)立施工，都需要專項(xiàng)施工方案，且使用的安裝工藝均不相同，因此在綜合體項(xiàng)目中，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)人員，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)安裝方案適應(yīng)性和靈活性是極大的考驗(yàn)。