高層建筑大跨度鋼結(jié)構(gòu)連廊施工技術(shù)研究

高層建筑大跨度鋼結(jié)構(gòu)連廊施工技術(shù)研究

【摘要】：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高層建筑越來越多，功能結(jié)構(gòu)日趨多樣化、復(fù)雜化，大跨度鋼結(jié)構(gòu)連廊得到了廣泛應(yīng)用，在提升建筑美觀度與實(shí)用功能等方面發(fā)揮著重要作用。文章以某地標(biāo)性高層建筑為出發(fā)點(diǎn)，分析了高層建筑大跨度鋼結(jié)構(gòu)連廊設(shè)計(jì)重點(diǎn)因素及施工技術(shù)，探討了高層建筑大跨度鋼結(jié)構(gòu)連廊施工技術(shù)提升路徑，以期提供一定的參考價(jià)值?！綤eys】：高層建筑；大跨度；鋼結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)引言大跨度鋼結(jié)構(gòu)是高層建筑的重要構(gòu)成，使用價(jià)值及架空優(yōu)勢(shì)明顯，科學(xué)應(yīng)用大跨度鋼結(jié)構(gòu)連廊施工技術(shù)有助于增強(qiáng)高層建筑使用效果，提升高層建筑的外觀昭示性。然而大跨度鋼結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，且規(guī)模較大，連廊設(shè)計(jì)及施工難度高，有諸多注意事項(xiàng)。1、工程概況某綜合性辦公樓為當(dāng)?shù)貥?biāo)志性建筑，整體抗震達(dá)7級(jí)，由南北方向的兩個(gè)主樓構(gòu)成，兩座主樓在10層的位置通過大跨度鋼結(jié)構(gòu)連廊相連，連廊長度達(dá)51米，寬16.8米，鋼梁梁頂標(biāo)高為62米。2、高層建筑大跨度鋼結(jié)構(gòu)連廊設(shè)計(jì)重點(diǎn)因素2.1連廊結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)與其他結(jié)構(gòu)部分相比，大跨度鋼結(jié)構(gòu)連廊結(jié)構(gòu)震動(dòng)變形量更大，更容易發(fā)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，因此在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)連廊結(jié)構(gòu)的控制，提升其穩(wěn)定性能，以此來保障整個(gè)建筑體的穩(wěn)定性。除了要考慮風(fēng)荷載、地震荷載等外部因素影響外，還要將連廊自身結(jié)構(gòu)頻動(dòng)變形、自身扭轉(zhuǎn)效應(yīng)、連廊樓板變形概率及對(duì)連廊兩側(cè)主體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響等納入考量范疇【1】。任何一項(xiàng)因素出現(xiàn)問題，都會(huì)加劇扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的危害性。一般而言，連廊兩側(cè)結(jié)構(gòu)越對(duì)稱，連廊結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性就較好，連廊樓板發(fā)生變形的概率就越低，兩側(cè)主體結(jié)構(gòu)就不會(huì)輕易發(fā)生相向運(yùn)動(dòng)。2.2連廊結(jié)構(gòu)地震效應(yīng)建筑高度越高，其受地震等外界沖擊的影響力越大，因此，在進(jìn)行連廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮豎直方向地震力影響，增強(qiáng)連廊結(jié)構(gòu)主體中樓板的性能，以有效緩解豎直方向上地震力對(duì)建筑體尤其是連廊結(jié)構(gòu)造成的不利影響。連廊結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，為保障連廊整體結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性，務(wù)必要加強(qiáng)對(duì)影響連廊兩端結(jié)構(gòu)變形因素的研究，采取相應(yīng)的舉措實(shí)施全面控制。比如，在地震高發(fā)區(qū)域，要進(jìn)一步加固樓板受利率，以預(yù)防地震荷載因素影響。在具體實(shí)踐中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)周圍建筑應(yīng)對(duì)外部地震力效應(yīng)策略的分析，全面了解地震災(zāi)害作用力影響程度，并以此為依據(jù)進(jìn)一步優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)大跨度連廊設(shè)計(jì)，提升連廊施工的可行性及有效性。2.3連廊結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)銜接方式結(jié)構(gòu)銜接方式直接影響著大跨度鋼結(jié)構(gòu)連廊的施工重點(diǎn)與難點(diǎn)，只有結(jié)合具體的結(jié)構(gòu)銜接方式有序開展銜接工作才能有針對(duì)性地把控鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)，提升連廊結(jié)構(gòu)整體施工的安全性。從連接強(qiáng)度處理方式來看，結(jié)構(gòu)銜接主要有剛性連接與柔性連接兩種【2】，不同的連接強(qiáng)度在節(jié)點(diǎn)選擇及加固方法上都存有差異，因此，在具體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要充分結(jié)合連廊結(jié)構(gòu)銜接及需求，提高連接方式選擇的科學(xué)性。3、高層建筑大跨度鋼結(jié)構(gòu)連廊施工技術(shù)3.1整體提升施工方案高空散裝與地面拼裝是高層建筑大跨度鋼結(jié)構(gòu)連廊施工最常用的兩種施工方式：前者對(duì)吊車的需求量較少，但要在高空通過焊接方式來連接大部分構(gòu)件，不僅操作難度大，而且需要額外搭建腳手架，會(huì)產(chǎn)生大量的施工成本及施工安全隱患；后者對(duì)腳手架的依賴較小，多數(shù)作業(yè)在地面進(jìn)行，先完成地面拼裝再通過吊車進(jìn)行整體提升。本項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)連廊施工高度在50米左右，采用的是地面鋼胎架上拼裝方式，在地面完成大部分拼裝及焊接工作，有效規(guī)避了高空作業(yè)帶來的施工安全隱患，同時(shí)通過減少腳手架的使用有效壓縮了施工成本，在一定程度上提升了項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)吊裝時(shí)，先應(yīng)用BIM技術(shù)模擬現(xiàn)場(chǎng)吊裝技術(shù)方案，分析不同連接方式、不同吊裝點(diǎn)各個(gè)構(gòu)件變形情況，找出最佳方案。經(jīng)過多次嘗試，本項(xiàng)目最終采用了剛性連接方式，確保桁架整體吊裝及現(xiàn)場(chǎng)施工平臺(tái)的穩(wěn)定性。在進(jìn)行平臺(tái)施工時(shí)，先實(shí)施施工平臺(tái)測(cè)量及放線工作，然后在地面投影軸線上放樣。再嚴(yán)格按照國家相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范拼裝結(jié)構(gòu)胎架與鋼平臺(tái)，并加固結(jié)構(gòu)主體。同時(shí)加強(qiáng)平臺(tái)提升系統(tǒng)建設(shè)，摒棄傳統(tǒng)鋼絞線連接方式，使用剛性連接，以提高鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)的穩(wěn)定性【3】。最后，相關(guān)人員要加強(qiáng)對(duì)連廊結(jié)構(gòu)的質(zhì)量驗(yàn)收工作，構(gòu)建施工與管理閉環(huán)，以全面保障施工技術(shù)的有效應(yīng)用。3.2拼裝技術(shù)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)連廊跨度較大，且鋼結(jié)構(gòu)建筑自身較重，會(huì)用到大量的建筑構(gòu)件，多重因素導(dǎo)致整體施工難度大。因此，在拼裝環(huán)節(jié)要充分結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，靈活選用吊裝、焊接、拼裝等多種施工形式，盡量在地面完成桁架等工作，精準(zhǔn)把控拼裝、焊接精度。3.3整體液壓提升完成桁架拼裝后，要重點(diǎn)檢查液壓提升系統(tǒng)，并進(jìn)行試提升操作，以檢驗(yàn)桁架質(zhì)量。為提高提升器操作反饋的直觀性，應(yīng)在提升器支座上安裝感應(yīng)器，實(shí)時(shí)對(duì)提升支座進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一旦出現(xiàn)脫錨等問題自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警程序，并立即終止提升。同時(shí)還可在預(yù)定位置配置感應(yīng)器，配合控制系統(tǒng)對(duì)提升速度進(jìn)行調(diào)整，在保障鋼結(jié)構(gòu)連廊正常提升的基礎(chǔ)上進(jìn)一步減輕對(duì)鋼結(jié)構(gòu)造成的沖擊。4、高層建筑大跨度鋼結(jié)構(gòu)連廊施工技術(shù)提升要點(diǎn)4.1提升施工流程在完成高層構(gòu)架拼裝及提升架安裝后，使用吊機(jī)在提升架上安裝提升器，并找出提升單元面外剛度較大的地方，在此設(shè)置提升吊點(diǎn)，做好局部加強(qiáng)措施，再將桁架下吊點(diǎn)與提升器鋼絞線相連。為規(guī)避提升單元出現(xiàn)形變等問題，可使用臨時(shí)系桿支持提升單元各層，并確保提升單元在整個(gè)提升過程中處于彈性狀態(tài)。然后再分級(jí)加載提升器，將高層架構(gòu)整體提升10公分，待脫離拼裝胎架后暫停提升，并鎖緊液壓缸，使鋼桁架在空中停留12小時(shí)。檢查提升架、下吊點(diǎn)、鋼桁架等受力情況，查看其是否存在變形，只有驗(yàn)收合格再繼續(xù)整體同步提升。最后依托平移油缸與泵站將提升器底座提升至高層架構(gòu)頂部設(shè)計(jì)位置，然后再卸載落位并安裝補(bǔ)桿件【4】。4.2加強(qiáng)施工過程中速度與穩(wěn)定性控制在進(jìn)行整體提升過程中，要結(jié)合液壓泵源系統(tǒng)及輔助工作時(shí)間調(diào)整提升速度，盡可能將速度控制在每小時(shí)10-12米范圍內(nèi)。同時(shí)要加強(qiáng)提升作業(yè)穩(wěn)定性控制，配合液壓整體同步提升措施，嚴(yán)格控制起動(dòng)、制動(dòng)加速度，以保障下連廊結(jié)構(gòu)與臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)始終保持穩(wěn)定狀態(tài)。在提升施工過程中，應(yīng)委派專業(yè)人員監(jiān)測(cè)連廊偏移量，如果偏移量超出安全范圍，要立馬停止作業(yè)。尤其是在大風(fēng)天氣，要使用鋼絲繩將連廊四角與附近的主樓結(jié)構(gòu)穩(wěn)定連接，以防止連廊結(jié)構(gòu)在風(fēng)力作用下超出安全范圍【5】。值得注意的是在連廊結(jié)構(gòu)提升作業(yè)期間，需要將連廊結(jié)構(gòu)在空中靜止一段時(shí)間，以觀察各結(jié)構(gòu)的受力及變形情況，這項(xiàng)工序需要液壓提升器的支持，因此要注意檢查液壓提升器自鎖裝置性能，以保障連廊結(jié)構(gòu)停留期間的安全性。結(jié)語總而言之，隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，高層建筑將越來越多，大跨度鋼結(jié)構(gòu)連廊應(yīng)用范圍將更加廣泛，相關(guān)工作人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)連廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工的研究力度，充分應(yīng)用現(xiàn)代化技術(shù)手段如BIM技術(shù)等，提高連廊施工方案的科學(xué)性，做好鋼結(jié)構(gòu)連廊施工各項(xiàng)環(huán)節(jié)的要點(diǎn)把控，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能、提速、降耗的施工效果，創(chuàng)造更大的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。Reference【1】朱張峰，郭正興.47m跨鋼連廊整體提升施工技術(shù)［J］.施工技術(shù)，2019（23）：111-113.【2】賀洪偉，王慶禮，王彥超.大跨重型高空鋼結(jié)構(gòu)連廊逆向液壓同步整體提升施工技術(shù)［J］.施工技術(shù)，2019（7）：95-98.【3】曾楨.高層