1、 高空钢结构连廊整体提升施工解决方案 中天北京集团/技术发展部 中天北京集团/技术发展部 7 7 工程概况 工程概况 本工程为拆改项目施工，A、B 楼混凝土主体结构已施工完成，在两栋主体之间的顶层增加钢结构钢连廊，结构形式为钢结构，建筑面积351.78 平米；连廊结构下标高为 75.42 米，上标高为 77.92 米，高 2.5m，跨度为 29.61 米，宽6.2 米，连梁钢材采用 Q345B 级钢。图 1 A 号楼和 B 号楼实体情况 图 2 连廊最终施工完成情况图 8 8 难点分析 难点分析（1）施工项目位于万科大都会 79 号附近，紧邻鸟巢，南邻北四环，东临北苑路和地铁 5号线，此地段政2、府管控非常严格，客观影响因素较大；（2）单个构件重量大，最重的达构件 28.13吨，吊装难度大，安全风险高；（3）施工现场场地狭小，且存在地下车库，对运输车辆及材料堆放要求提前策划，施工组织难度较大；（4）安装高度高，连廊结构底标高为 75.42A 座综合楼（酒店及商业）等 3 项A 座综合楼（酒店及商业）等 3 项位于北京市朝阳区北小营，南邻北四环，东临北苑路和地铁 5 号线，总用地面积为 9825.11 平方米，规划用地为商业、公寓及办公等，总建筑面积为 72889 平方米，地下室为三层，地上为 A/B 两栋高层公共建筑，用地东侧为 A 号楼，建筑高度 79.9m，地上 22 层，地下3 3、层,外形建筑形状为 L 形；用地西侧为 B 号楼，建筑高度 78.4 米，地上 19 层，1-5 层含有商业，地下 3层，为地下车库，B 楼外形建筑形状为 L 形。A 座楼B 座楼 A 座楼 B 座楼 米，高空吊装水平风荷载影响较大，对吊装的稳定性要求高。综上所述，在车库顶板上进行钢结构连廊提升安装为本工程待解决的疑难问题。9 9 施工方案选择 施工方案选择 结合现场施工场地，及设计要求，采用地面拼装+整体提升+局部滑移结合的施工方案，以满足不同部位的施工需求。3.1 施工段划分 钢结构连廊总跨度为 29.61 米，将连廊分成四个施工段，施工段一、施工段二、施工段三、施工段四（图 2）。其中施4、工段一位于 A 楼 21 层，施工段二位于 B 楼 19 层，施工段三和施工段四为中间泳池结构部分。首先进行 A 楼内部的施工段一，由于该段的特殊性，采用现场拼装进行安装；同时在地面搭设施工段三和施工段四的现场拼装胎架；在 A楼和 B 楼施工完毕后进行整体提升支架的制作和安装；钢连廊构件加工厂加工完成后运输至现场，在胎架上进行拼装；拼装且定位完成后，液压提升装置进场就位；整体提升至某特定的标高后水平滑移施工段二至相应的位置；最后将施工段三和施工段四继续提升至设计标高；完成后续附属结构的施工。（图 3）图 2 施工段划分 图 3 钢连廊整体提升示意图 3.2 钢连廊分段划分 根据现场平面布置和实5、际的运输要求，加工时将钢连廊的构件分段如图 4 所示，其中施工段二为一整节，由于不在胎架上拼装，根据实际下料分段，施工段三分为分节 2 和分节 3，施工段四为分节 4。图 4 钢连廊构件分段图 各分节重量表见下：钢梁编号钢梁截面钢梁重量（吨）材质GL1-12500(h)x800 x30 x3028.13Q345BGL1-22500(h)x800 x30 x3125.84Q345BGL2-12500(h)x400 x25x255.14Q345BGL3-1680(h)x400 x25x251.86Q345BGL3-2680(h)x400 x25x251.86Q345BGL3-3680(h)x4006、 x25x251.86Q345BGL3-4680(h)x400 x25x251.86Q345BGL3-5680(h)x400 x25x251.86Q345B花纹钢板14mm8.25Q235B小计76.66分节1构件重量表 钢梁编号钢梁截面钢梁重量（吨）材质GL1-32500(h)x800 x30 x3017.80Q345BGL1-42500(h)x800 x30 x3120.13Q345BGL3-6680(h)x400 x25x251.86Q345BGL3-7680(h)x400 x25x251.86Q345BGL3-8680(h)x400 x25x251.86Q345B花纹钢板14mm7.97、2Q235B小计51.43分节2构件重量表 钢梁编号钢梁截面钢梁重量（吨）材质GL1-52500(h)x800 x30 x3014.07Q345BGL1-62500(h)x800 x30 x3114.07Q345BGL3-9680(h)x400 x25x251.86Q345BGL3-10680(h)x400 x25x251.86Q345BGL2-2680(h)x400 x25x255.14Q345B花纹钢板14mm5.97Q235B小计42.97分节3构件重量表 钢梁编号钢梁截面钢梁重量（吨）材质GL4-12500(h)x800 x30 x3013.49Q345BGL5-12500(h)x808、0 x30 x318.78Q345BGL6-1680(h)x400 x25x256.24Q345BGL6-2680(h)x400 x25x256.24Q345BGL6-3680(h)x400 x25x256.24Q345B花纹钢板14mm7.28Q235B小计48.27分节4构件重量表 3.3 地面支撑架 地面支撑胎架为钢连廊构件现场拼装而搭设，考虑到现场道路通车要求，钢支架高度设定为净高 4.0m。图 7 支撑胎架位置平面图 图 8 胎架三维示意图 图 9 钢连廊地面拼装示意图 3.4 提升支架施工 为了实现整体提升的方案，需要在 A 座和B 座的屋顶临时搭建两个提升支架，A 座和 B 座提9、升支架均采用现场拼装的方法进行安装，其中B 座支架将材料用吊车吊柱屋顶，根据要求在屋顶拼装完成，A 座支架在施工段一拼装完毕后进行施工，悬挑部分采用汽车吊车进行吊装。（a）（b）图 10 A 座提升支架平面及三维图 （a）（b）图 11 B 座提升支架平面及三维图 3.5 施工机械选择 构件的最大重量为 28 吨，根据 75 吨吊车性能表。当吊车站位中心距离吊物距离为 8m 时，最大吊重为 30t，可满足要求。图 12 汽车吊站位示意图 图 13 汽车吊站位示意图 3.6 整体提升设备（1）整体提升吊点的布置 图 14 吊点布置示意图（2）千斤顶的选择 根据吊点的荷载（图 18）选择千斤顶，在10、吊点 14 的每个点上布置一台 TX-200-J 千斤顶，共布置千斤顶 4 台。各参数见下表：3.7 提升锚点 在提升支架相应的位置设置提升锚点，上锚点采用双 H400200813，下锚点采用30mm、40mm 厚钢板组拼而成；提升下锚点安装于梁顶和梁的侧面，其中吊点 1、吊点 2 安装于钢梁的顶面，考虑到施工段二的滑移，吊点 3和吊点 4 安装于钢梁的侧面。（图 15）（a）A 座提升上锚点图 （b）A 座提升下锚点图 （c）A 座提升上锚点图 （d）A 座提升下锚点图 图 15 锚点设计图 3.7 顶板回顶设置 在施工过程中需要用到大型吊装设备，且吊车的行驶路线及站位均在地下室的顶板上，连11、廊现场拼装需要搭设拼接平台，根据地下室原设计荷载，需要在地下一层至三层的相关位置进行反顶和铺设钢板处理，反顶的范围见图 16，其中区域 1 的位置为吊车站位，区域 2 的位置为搭设拼接平台；区域 1 脚手架竖杆间距为 1.01.0m，水平杆步距为 1.0m，局部加密区为竖杆间距为0.50.5m（图 17），水平杆步距为 0.5m，区域2 脚手架间距为 1.01.0m，水平杆步距为 1.0m。图 16 地下室回顶区域示意图 图 17 区域 1 回顶支撑平面图 1010 稳定分析计算 稳定分析计算 4.1 提升过程的中稳定计算 在整体过程需要验算构件的稳定性，采用midas Gen800 对该过程12、进行验算，提升过程中有拉点共设置四处。（a）提升点示意 （b）吊点反力验算 （c）强度验算 （d）挠度验算 图 18 稳定计算 经过 midas 软件分析，构件应力比最大为0.2，跨中相对挠度最大为 9mm，均满足要求。1111 提升支架的设计与安装 提升支架的设计与安装 5.1 提升支架设计 提升支架采用矩形钢管拼接连接而成，材质为 Q235B，构件之间采用等强焊接连接，施工前应进行检查和复查拼接节点处，并进行加强。（图19-20）图 19 A 座提升支架立面图 图 20 B 座提升支架立面图 5.2 节点设计（1）A 座支点连接 提升支架的生根点均设置于原结构上，其中A 座提升支架固定于室13、内巨梁上，A-1 支腿主要依附在室内巨梁上，且支撑点位置位于巨梁的中部，故可以靠巨梁的自重来作为一个配重，巨梁尺寸为 2500180012000mm，其内部为填充物为钢渣混凝土，容重为 30kN/m2；A-2 支腿支撑于卧梁上，卧梁位于剪力墙上，卧梁的尺寸为5000600440mm，受压面积为 3 平米，卧梁下 方 混 凝 土 为 强 度 为 C40，抗 压 强 度 为19.1N/mm2。（a）A-1 支腿连接 （b）A-2 支腿连接 图 21A 座支腿连接做法（2）B 座支点连接 B 座提升支架生根于 B 座 19 层，其中一部分位于原结构的混凝土板上，一部分位于新建部分的楼板上，共设置 414、 个支腿点。（图 22）图 22 B 座支腿分布图 支腿 B-1 做法见下图，在楼板上开设洞口，在原剪力墙上后植埋件，采用方管 20020010mm 作为拉件，将支腿 B-1 固定；支腿 B-3 支撑于混凝土梁上，在原混凝土梁的顶面后植埋板，采用化学锚栓与原混凝土梁连接，在支腿位置的混凝土梁底部设置临时支撑，支撑采用方钢管；支腿 B-2、B-4 位于 B 座结构钢平台的悬挑钢梁上，其中支腿 B-4 的下部设置临时支撑，固定于钢柱相应位置；（图 23）（a）B-1 支腿连接 （b）B-3 支腿连接 （c）B-4 支腿连接 图 23 B 座支腿连接做法图 5.3 提升支架的施工安装 提升支架施工采15、用现场拼接的方法进行施工，其中 A 座支架的支撑接触部分在屋顶焊接拼接而成，A 座支架悬挑部分在地面拼装完毕，利用 160t 汽车吊将其整体吊装至屋面，并在屋面进行拼接连接。（图 24）B 座支架的安装方式与 A 座相同。（a）屋顶部分安装 （b）悬挑部分拼装 图 24 A 座支架安装 1212 钢连廊整体提升施工操作要点 钢连廊整体提升施工操作要点 6.1 施工步骤 采用整体提升的方法将钢连廊提升至设计标高，但是由于施工段二位于 B 座屋顶，无法实现提升，经过详细分析和论证，拟采用整体提升+滑移的方法进行施工。首先在地面支架上拼装施工段三和施工段四，然后再在施工段三上拼装施工段二，在接触面上16、应进行特殊的处理，以保证能够顺利的滑移。图 25 各段关系图 6.2 施工准备（1）技术准备 1）审核施工图做好各图纸的相符性，提供可行的工厂化制作和现场可施工的深化图，优化原设计图纸。2）做好技术交底工作，逐级交底，切实加强和落实；（2）材料准备 根据施工图纸的要求积极采购原材料，所有原材料的供应必须符合 ISO9001 质量标准的要求；按照现场施工进度排出构件需求计划，考虑构件装车顺序、车载数量、装卸时间和运输路线及时间。6.3 整体提升流程（1）施工段一 A 座内部进行拼装，再按照施工段四施工段三施工段二顺序，在地面支撑胎架上进行整体拼装，并用 75t 汽车吊配合施工。（图 25）（a）17、施工段四 （b）施工段三 （c）施工段三 （d）施工段二 图 25 各施工段拼装（2）待所有定位和尺寸均符合设计和现场拼装要求后开始提升。（a）三维示意图 （b）开始提升 （c）过程提升 图 26 整体提升（3）提升至滑动方案实施的标高后，施工段二开始向 B 座楼内部滑移，滑移至相对位置后下部施工段三和施工段四继续提升至设计标高。（a）（b）（c）（d）图 27 提升+滑移（4）当整体提升至设计标高后，将施工段一和施工段四进行现场拼接，考虑到整体提升的空间和现场焊接工艺，采用 Z 字型拼接方法，现场拼接采用二氧化碳气体保护焊，采用特殊药芯焊丝来保证焊缝质量。6.4 施工段二的滑移 施工段二需要18、在提升至距设计标高 2.5m 距离后滑移至相应的位置。由于滑移距离较短，采用导轨+导链进行整体滑移。在地面施工拼装时，施工段三钢梁顶面保证绝对的平整并加设钢导轨，涂抹润滑油，以保证滑移。导链设置在施工段二底部的钢梁上，作为滑移牵引装置。并在 B 座屋面楼顶部位做相应的滑移轨道。整体提升到相应位置后。悬停过程中提升锚作为安全锁锚紧。然后由施工人员将牵引导链，将施工段二滑移至规定位置，在滑移过程中时刻观察并避免滑移方向的偏移。（a）导链 （b）导轨 （c）过程滑移 （d）滑移完成 图 28 滑移示意图 1313 重难点控制措施 重难点控制措施（1）试提升 试提升前要进行全面细致的检查，保证桁架与安19、装胎架完全脱开。试提升离开胎架 30cm 后锁定，观察一整夜或 12 小时，观察桁架的变形情况。根据规范要求和本工程的实际情况，测量桁架的位移和垂偏变化情况，并和试提升前的结果对比。提升到位后，锁定千斤顶，然后进行水平方向的调整并加临时固定，合拢。（2）提升过程各点的监控 整体提升过程中，为防止发生意外，每个提升点位下安排一名人员监视该点的行走情况，发现有点位偏移、钢绞线切断、脱锚等现象时，及时通知操作人员发出指令停止提升，进行全面检查和维修后再继续提升。在提升过程中，配备经纬仪、水准仪、全站仪随时观测桁架的位移及标高情况，确保提升过程的安全。（3）提升过程悬停措施 提升千斤顶的导向锚、上锚、下锚（安全锚）三个锚具全部夹紧，导向锚在提升时起到导向作用；在悬停时，导向锚锚紧，起到安全锁的作用；用倒链将桁架两端部上下节点与周围结构进行临时固定。1414 总结 总结 本工程属于结构拆改工程，在已施工完成的两栋主体结构顶板之间增加大跨度的钢结构连廊，采用现场拼装+整体提升+局部滑移的施工方案，该方案较好的解决施工过程中存在的问题，增加了相关施工经验，也为相似工程提供一种解决思路。