谈高层建筑大跨度钢结构连廊施工技术范文

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摘要：文中结合某工程实例针对该问题进行探讨，在详细了解工程实际情况的基础上设计钢结构连廊施工方案，做好关键的提升施工。

关键词：高层建筑；大跨度钢结构连廊；施工技术

0引言

随着城市建设中高层建筑项目的数量不断增多，大跨度钢结构的应用也越来越广泛。大跨度钢结构是指高层建筑工程项目之间的一种架空结构，连廊结构长度更大，通常可达到数十米以上，大跨度钢结构不仅是实现建筑造型设计的常用结构，而且能够突出建筑体真正的使用价值与效果。大跨度钢结构具有大型、复杂、超重的特点，其施工技术要求也越来越高，因此研究高层建筑中大跨度钢结构连廊的施工技术具有重要的现实意义。

1工程概况

某办公大楼为某地标志性建筑，整个项目包括两个主楼，分别位于南北方向，以及一层地下室，建筑整体抗震防烈度6度，为综合性办公楼。南北方向两个塔楼于46.3m处即建筑13层通过大跨度钢结构连廊相连，钢结构连廊长度为32m，宽5.7m，钢梁梁顶标高50m。具体钢结构连廊平面位置如图1所示：大跨度钢结构的连廊设计要结合工程的具体情况注意以下几个方面：

（1）要考虑到连廊结构的扭转效应。大跨度钢结构连廊与其他结构相比，前者具有更加明显的扭转效应，并且可能会产生较大的振动变形量，因此要在设计过程中注意连廊的扭转效应，合理控制结构设计，保证结构整体的稳定性，从而保证建筑产品的稳定性。实际设计中不仅要考虑外部风荷载、地震荷载，还要考虑连廊结构自身具有频动变形问题的影响、扭转效应影响，尤其是结构两侧不对称会进一步加剧扭转效应的影响，因此设计过程中要合理处理扭转效应［1］。

（2）地震效应。地震会对连廊结构主体中的楼板结构产生竖直方向的影响，因此结构设计过程中要充分考虑竖直方向上地震力产生的效应。连廊结构受力复杂，设计需要全面控制结构变形问题，并综合考虑地震荷载的干扰，进一步加固楼板受力位置，保证结构的安全性与稳定性。深入了解外部地震效应产生的风险以及可能会对连廊结构产生的影响。

（3）充分考虑结构衔接方式。连廊结构设计过程中需要考虑的重点问题之一就是大跨度钢结构的主体衔接方式，其也是对连廊结构安全性进行控制的重要环节，因此要加强结构节点的控制。可以根据连接强度大小将连接处理划分为刚性连接与柔性连接两种，根据连廊结构的连接方式的不同对节点的连接和加固工作方法进行合理选择，有效提高大跨度钢结构连廊设计工作的科学性与合理性。

2钢结构连廊施工方案

大跨度钢结构连廊的安装主要包括高空散装及地面拼装吊装两种，本工程钢结构连廊的高度达到了46m，且单个构件重量大，必须搭设对应的脚手架才能进行高空散装，无疑增加了施工成本；且结构组装时需要大量焊接施工，高空作业不仅存在较大的安全隐患，而且无法保证工程质量。经过综合考虑，本工程采用地面拼装，然后采用计算机控制液压千斤顶进行同步提升的施工方案，在该方案中将大量的高空作业改为地面作业，最大程度上减少高空作业的风险，保证工程的经济效益及安全效益。吊装过程中需要对钢桁架的变形情况进行分析，合理设置钢桁架吊点，通过动态优化调整吊装工艺保证钢桁架的整体吊装质量及安全性。钢结构施工平台原位整体拼装，再用计算机控制液压千斤顶进行同步提升，为保证施工平台与楼顶结构连接的可靠性，采用钢性连接取代柔性钢绞线连接［2］。具体施工过程中，钢结构施工平台的施工流程如下：先进行测量放线，接下来进行地面投影轴线放样，再进行胎架的拼装，布置格构柱，接下来进行钢平台的拼装，并验收钢平台拼装构件是否满足工程规范，进一步加固主体结构，布置提升架、调试提升系统，然后进行连廊结构的整体提升，用刚性连接代替柔性钢绞线连接钢结构平台及楼顶结构，最后进行质量验收。

3提升施工

连廊结构的提升施工流程具体如下：首先拼装高层构架，安装提升架，将提升器用吊机安装于提升架上，连接桁架下吊点及提升器钢绞线。于提升单元面外刚度较大处设置提升吊点，并做好局部加强措施；提升过程中提升单元始终处于弹性状态，为保证单元面外刚度，提升单元各层间要设置临时系杆支撑，避免提升单元发生变形过大或者强度破坏等问题。其次，分级加载提升器，高层架构整体提升脱离拼装胎架100mm后调平暂停提升，锁紧液压缸，并将钢桁架停至空中静止12h。再次对提升架、下吊点、钢桁架等结构的变形情况、受力情况进行检查，检验合格后再进行整体同步提升。最后，启动平移油缸及泵站，缓慢顶推提升器底座直至高层架构顶推至设计位置，卸载落位，并安装补杆件。作为钢结构连廊施工的关键步骤，连廊提升施工要注意以下几个方面［3-4］：

（1）为保证结构在提升施工过程中保持平稳，施工过程中对其结构姿态进行微调，要保证吊点油压的均衡性，并采用同步位移控制、卸载分级就位的策略。为测量提升作业中保证各液压提升器的同步性，提升施工中每台液压提升器均单独设置行程传感器，以保证整个提升施工同步进行。各吊点处液压提升系统的伸缸压力要逐渐、缓慢增加，先采用计算机仿真软件将各吊点的反力值计算出来，再分8级进行加载，第一级先加载20%，第二级为40%，第三级60%，第四级70%，第五级为80%，加载五级后确认无异常，则继续加载第六级90%、第七级95%，直至加载至第八级100%连廊脱离拼装胎架。当连廊与胎架脱离到约150mm左右的高度后将提升设备锁定，悬停空中12h，经过全面检查确认无异常后再进行正式提升作业。

（2）正式提升至700mm后再次暂停作业，对各吊点与地面的高度距离进行检测，计算相对高差，根据计算结果微调液压提升系统对各吊点的高度，以保证连廊保持水平状态。连廊姿态调整完成后位移传感器要立即复位，起始位置以微调后的吊点高度，后续的提升作业要一直保持该姿态直至连廊构件就位。连廊提升至固定位置后暂时悬停空中，各吊点再利用提升设备进行调整，保证各层弦杆达到设计标高要求，利用倒链调整水平方向。微调后连廊继续保持固定的空中姿态安装杆件，直至整个连廊结构形成一个整体的、稳定的受力体系。此时即可同步卸载液压提升设备，将各种临时措施、提升设备等全部拆除，连廊结构的整体提升安装作业完成。

（3）提升作业施工过程中要注意两个问题。一是合理控制提升速度，提升速度控制在10~12m/h，具体可根据液压泵源系统的工作状况、辅助工作的时间等进行微调，但不可超出该速度范围。二是要合理控制提升作业的稳定性，提升作业时要采用液压整体同步提升的措施，合理调整液压设备的压力、流量，对起动、制动的加速度进行严格控制，最大程度上保证下连廊结构及临时支撑结构在提升过程中的稳定性。作业过程中要安排专业技术人员实时观测连廊的偏移量，尤其是大风天气如果偏移量大于安全范围，则要及时停止作业，并用钢丝绳连接连廊四角及邻近的主楼结构，控制连廊结构水平摆动不超过安全范围，保证提升作业的安全性。此外，连廊结构提升作业需要在空中停留一定时间，因此要保证液压提升器的自锁装置完好、有效，由此保证结构停留在空中时的安全性，连廊离地之前要预先挂好水平限位所需的钢丝绳、导链等。

4施工注意事项

本工程在具体施工过程中有几个技术难点需要注意。

（1）提升数据的采集及分析。本工程中连廊结构整体提升高度达到46m，不仅提升高度高，而且高空横移存在较大位移，导致施工过程中存在诸多不确定因素。针对这种情况，需要提高现场提升数据测量的精确性，根据现场实测的数据应用3D模拟技术建立结构提升模型，对整个提升过程进行模拟，提前发现施工过程中可能存在的不确定性因素，并发现可能存在的碰撞点，及时采取针对性的处理措施，避免或者减少提升作业中结构与提升支架的碰撞。针对高空中存在的风荷载的问题，施工前要与当地气象部门提前联系，获取作业当日准确的天气预报信息，将高空风荷载对整体提升与平移产生的影响降到最低，减少气象原因导致的不确定性因素。

（2）本工程涉及到的型材种类多样，工艺难度较大，对焊接作业要求较高，针对这一问题，施工作业时可采取下列措施进行改善：焊接作业需要组织专业能力强、技术经验丰富的焊工进行；联合应用红外线、测温仪等辅助设备控制焊接时中道间温度，焊接前后做好加热及保温措施，避免出现焊接质量问题。焊接前结合结构的实际情况做好焊接工艺检测及评定，施工过程中加强电焊作业质量控制，焊接完成后要请具备资质的检测单位探测焊缝及探伤，做好平行检测，最大程度上保证焊接质量［5-6］。

（3）本工程中由于桁架主体跨度大、结构复杂，提升作业时连廊结构与提升支架可能会存在多个碰撞点，针对这种情况，可以采用大量的后置杆件。此外，本工程还需要采用大量的高空补缺杆，构架与主体结构距离较远，无形中加大了高空操作的难度。针对这种情况，可在提升平台上设置滑轮组，通过卷扬的方法吊装后补杆件，再进行高空安装，使操作更加便利，能够根据现场实际情况进行灵活调整［7-10］。此外，施工前要做好施工方案的编制及审核，保证施工技术方案的可操作性。5结语综上所述，钢结构连廊具有跨度大、离地高、结构本身质量大等特点，在施工过程中，施工空间、工艺流程、施工成本等多种因素均会对其产生影响，因此施工难度较大。在选择施工方案时，要结合工程的具体情况，科学设计施工方案，充分考虑工序衔接、施工工艺及资源配置等多种因素，并基于环保的角度，遵循节能、节材、降耗的原则，文明施工，最大程度上保证工程项目的生态效益、社会效益及经济效益。

作者：尚家强 单位：郑州工业应用技术学院