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摘要
某高层双塔楼钢结构连廊总质量为1 000 t，最大跨度为45.6 m，由2榀主桁架和13榀次桁架组成框架结构体系，用于支承上部4层约2 000 t钢框架结构。钢连廊下弦标高64.950 m，下部为悬空状态。结合现场实际工况，采取地面拼装整体提升的施工方法。从施工思路、提升工艺、提升流程、提升监测等方面进行了论述。采用有限元方法对提升支架、提升吊点、临时加固措施等进行设计，保证了工程优质按期完成。
随着我国建筑业的发展，钢结构、型钢混凝土组合结构建筑越来越多，新的结构形式、新技术、新工艺、新设备的不断涌现[1-7],对建筑施工方法提出了更高的要求。厦门万科广场工程坐落于厦门北站，建筑物俯瞰时为Z字形结构，平视时为门字形结构，高空设有一个大型的钢结构连廊，横跨于两栋塔楼之间，施工中采用整体地面组装、液压提升、高空对接等多项关键技术，钢结构连廊整体提升平稳，高空对接精准，施工质量好，节约了工期，减少了措施投入，取得了良好的社会效益和经济效益，得到了建设、监理单位的一致好评。
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工程概况
万科广场桁架层钢连廊位于2B楼14层，标高64.950～69.050 m范围内(图1)，两端与2A、2C楼顶部剪力墙内钢骨柱连接，结构形式为“钢桁架+钢连梁”体系，整体由纵向主桁架GHJ1和GHJ2、横向次桁架GHJ3以及水平支撑组成。其中主桁架2榀，最大跨度45.6 m；次桁架13榀，最大跨度16.70 m，主次桁架之间通过H型钢连梁连接。桁架层钢结构总质量约2 140 t，其中钢连廊质量约为1 000 t。
图1 桁架层整体效果
针对该结构重量大、施工面位于高空的特点，可采用空中拼装和地面拼装整体提升两种施工方法。空中拼装施工需要在2A、2C楼由标高-8.900 m的地下室底板到标高64.950 m处搭设满堂脚手架，难度非常大，同时现场的塔式起重机等垂直运输设备起重性能不能满足现场吊装要求，空中拼装无法实现；地面拼装整体提升的方法是先将钢连廊构件在地下室底板拼装胎架上拼装完成后，再利用提升整体设备提升到设计标高。此种方法大大减少了高空作业，具有工期短、效率高、费用低等优点。根据本工程的实际情况，从技术可行性、经济性、工期要求、现场条件等多方面分析比较，最终决定采用地面拼装整体提升的施工方法。
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施工思路
根据2B楼桁架层大跨度钢连廊结构特点，只有在2A楼与2C楼施工完成后，方可进行2B楼桁架层施工。2B楼钢桁架层安装可分为提升段与非提升段两部分(图2)：提升段位于2A楼与2C楼结构之间，采用地面拼装完成后整体提升至设计标高；非提升段位于提升段的两侧，2A楼与2C楼结构内，通过合理分段采用塔吊进行吊装。钢桁架提升段需在非提升段安装完成，且验收合格后，采用液压整体提升技术进行施工。
图2 桁架层施工分区
连廊桁架提升单元在标高-8.900 m的地下室底板上进行拼装，同时在连廊两侧的钢柱上设置4组提升支架(提升上吊点)；在已拼装完成的连廊钢桁架的上弦杆与上吊点垂直对应的位置处安装提升临时吊具及专用底锚(提升下吊点)，下吊点与上吊点间通过专用钢绞线连接。利用液压同步提升系统将连廊桁架提升单元整体提升至设计标高并与钢桁架非提升部分对接，完成钢连廊的安装工作。
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提升施工技术
采用液压同步提升技术，即采用液压提升器作为提升机具，柔性钢绞线作为承重索具，液压提升器为穿芯式结构，以钢绞线作为提升索具，有着安全、可靠、承重件自身重量轻、运输安装方便、中间不必拼接等一系列独特优点。
液压提升器两端的楔型锚具具有单向自锁作用。当锚具工作时，会自动锁紧钢绞线；锚具不工作时，放开钢绞线，钢绞线可上下活动。
液压提升过程如图3所示：每4步为液压提升器一个行程，提升高度为250 mm。当液压提升器周期性重复动作时，被提升重物则一步一步向上移动。
a—第1步：下锚松，上锚紧，夹紧钢绞线；b—第2步：提升器伸缸提升重物；c—第3步：下锚夹紧钢绞线，上锚片脱开；d—第4步：主油缸微缩，缩缸回到第1步。
图3 提升过程
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提升施工方案
4.1 提升吊点设置
考虑现场的实际条件、钢连廊的结构布置及受力情况，决定在主桁架与两侧主楼连接的端部设置4个提升点，如图4所示。提升点的布置原则为：保证结构良好的受力性能和结构完整性且便于提升后嵌补杆件施工。
图4 提升吊点平面布置
在待提升结构主楼顶部预装钢桁架上设置提升上吊点(提升支架)，每侧设置两个提升支架，共计4个，如图5所示。
图5 提升支架示意
在每个提升支架的正下方，设置对应的下吊点，如图6所示。此种吊点形式利于施工现场的安拆工作，且不影响原结构杆件对口安装，临时措施用量较少。
注：材质Q345B，加工制作4件；各构件之间的连接均采用坡口熔透焊，等级二级；下吊具与桁架上弦等强连接，焊缝等级一级；构件开孔，倒角位置需打磨光滑，避免应力集中；下吊点吊具现场安装与提升支架开孔垂直对应，误差10 mm内。
图6 下吊点吊具设计
4.2 提升设备选用
1)液压提升器：本工程待提升钢连廊结构总质量1 000 t，共设置4个提升吊点，通过软件对提升过程中钢连廊的受力情况进行有限元分析，根据计箅结果，每吊点配置1台TJJ-5400型液压提升器、单台提升器额定提升能力540 kN，工程配置液压提升器总提升能力为4×540 kN=2 160 kN，液压提升器总裕度系数为2 160 kN/1 000 kN=2.16，如表1所示。
2)液压泵源系统：数量依照提升器数量和参考各吊点反力值选取，共计配置2台TJV-60液压泵源系统，每台泵源控制2台TJJ-5400型液压提升器，如图7所示。
图7 泵源布置示意
3)计算同步控制系统：布置1台计算机控制柜，从控制柜引出比例阀、电磁阀、油缸信号的通讯线和工作电源线；通过比例阀及电磁阀的通讯线将所有泵站联网；通过油缸信号通讯线将所有油缸信号通讯模块联网；通过电源线连接所有的模块电源线。通过计算机发出指令对千斤顶实现同步控制。
4)承重钢绞线：采用单根直径17.80 mm的钢绞线，其破断力为360 kN/根。根据提升支架的最大反力考虑钢绞线的设置根数，每台液压提升器布置24根钢绞线，钢绞线能承受的最大荷载：24×4×360=34 560 kN；钢绞线整体安全系数：34 560/10 000=3.46;最大承力点处钢绞线安全系数：24×360/2 830=3.05。根据GB 51162—2016《重型结构和设备整体提升技术规范》规定钢绞线安全系数大于2即可，故上述钢绞线的配置方案能保证本次提升安全。
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提升施工
5.1 提升前准备
钢结构提升施工设总指挥1人，副总指挥2人，下设技术支持组、提升测量组、设备检查组、安全保障组、供电保障组、提升摄影组共8个工作小组。
同时，为了保障提升顺利进行，在提升前需对影响提升就位的土建结构进行处理；提升段和非提升段钢结构焊接完成，探伤合格；提升设备安装调试完成，天气需满足如下要求：
1)雨天停止高空作业，大雨时停止现场作业；
2)湿度超过80%，停止吊装作业；
3)如遇大风天气(五级以上)，停止提升作业；
4)晚上任何情况下都不进行提升作业，提升准备工作除外。
以上条件均核查无误后，方可开始提升作业。
5.2 提升流程
1)对地面组装好的钢连廊、提升支架、提升设备、监测设备等进行全面检查、验收，各项准备工作完成后进行钢结构连廊提升。
2)开始试提升，对钢绞线进行预紧，并分级加载，提升加载按照20%，40%，60%，80%，100%的荷载比例分级加载。钢连廊距地面500 mm后暂停提升，静置12 h。重点检查临时加固杆件工作情况，提升支架、下吊点工作情况，提升设备工作情况以及桁架杆件变形情况等，确认没有异常情况正式开始提升。
3)正式提升过程中，所有操作均按要求进行加载和提升，每5 m暂停提升，各个观察点对钢连廊变形及不同步高差进行监测，若钢连廊变形超过计算模拟值，应立即暂停提升，查明原因，解决问题后方可恢复提升。若提升不同步高差超过25 mm，则需调平后方可继续提升。
4)钢连廊整体提升至距设计标高约1 000 mm后，应由专人观察提升标高并控制提升速度。所有断开位置对正后先在上翼缘用码板临时固定后，再校正所有的杆件接口，焊接上下翼缘，嵌补剩余杆件，形成稳定体系。
5)当钢连廊提升到位后，补装所有嵌补杆件，并在进行相关质量检测后才能进行落架作业。落架需按单侧落架及吊点反力由大到小的顺序逐个进行，单吊点落架时需分级落架，先落架至提升反力的90%，后落架至80%、60%、40%直至连廊到位，钢绞线不再受力，结构载荷完全转移至基础，结构受力形式转化为设计工况。
5.3 提升监测
1)提升支架变形监测：提升支架位置处的沉降变形可利用经纬仪(或全站仪)进行实时监测；监测点设置在变形较大的液压提升器处，以4个点的理论位移作为参考值进行监控；提升支架及提升器安装完毕后进行一次监测，并记录初始数据，在提升过程中，每间隔5 m进行一次数据测量，并与初始数据对比分析，若发现监控数据异常，则立即暂停提升作业，对提升支架进行检查，分析原因，排除异常后方可继续提升作业。
2)钢绞线监测：钢绞线使用前应进行外观检查，表面不得有裂纹、毛刺、机械损伤、氧化铁皮和油迹，但表面允许有轻微浮锈，锈蚀严重者不得使用；在提升阶段，施工人员应实时观测钢绞线是否有松脱现象；特别是在焊接作业时，钢绞线不能作为导体通电，如焊接作业距离钢绞线较近时，焊接区域钢绞线可采用橡胶或石棉布予以保护。
3)提升同步性监测：在提升阶段，每隔5 m，利用水准仪或全站仪对4个吊点进行提升高度监测，若不同步差达到25 mm，则暂停提升作业进行单吊点的调平，各吊点调平后继续提升。
4)被提升结构变形监测：被提升结构的变形可利用经纬仪(或全站仪)进行实时监测。提升前在被提升结构4个角部及跨中布置监测点，并记录初始数据。在提升过程中，每间隔5 m进行一次数据测量，并与初始数据对比分析，若发现监控数据异常，则立即暂停提升作业对被提升结构进行检查，分析原因，排除异常后方可继续提升。
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结 语
厦门万科广场项目钢结构连廊采用地面整体组装、液压提升、高空精准对接方法施工，工程质量得到了很好的保障，克服了钢连廊重量重、跨度大的施工难点，降低了高空作业施工难度，大幅提高了施工效率，保证了工期的顺利履约。
钢连廊的顺利提升就位，得益于方案编制过程中对于各个细节的充分考虑以及现场施工各环节的严格执行，最终在确保安全的同时，质量与工期均得以保障，可为其他类似大跨度钢结构施工借鉴。
（编辑：奚雅青）
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