高空大跨钢结构连廊深化设计与整体提升技术研究

高空大跨钢结构连廊深化设计与整体提升技术研究

叶楚楠

浙江东南绿建集成科技有限公司, 浙江省杭州市 311209

摘要:随着经济的不断发展，科学技术的不断提高，人们对建筑的要求也在不断升级，逐渐趋于多样化。新建筑不仅要满足人们物质生活的需要，还要满足人们精神生活的需要。同时，它们应该能够反映国家综合实力的发展水平。而大跨度钢结构建筑在造型新颖、功能强大、施工方便等方面表现出明显的优势和强大的生命力。同时，BIM技术、仿真测试技术等三维建模技术的发展也推动了复杂钢结构的精细化设计、精益化施工和标准化管理的发展[1]。然而，在目前的建筑市场上，对高空大跨度钢结构连廊深化设计和施工技术的研究有限。本文对场地严重受限条件下的大型钢结构施工进行了深入分析，具有很强的代表性和借鉴意义。

关键词:大跨度；钢铁走廊；深化设计；整体推广；高度

1引言

结合某高空大跨度钢连廊的施工，针对钢连廊施工场地狭窄、自重和几何尺寸大、安装施工难度大的特点，分析了钢连廊深化设计、安装和推广的难点及采取的深化设计措施。本文阐述了钢结构连廊的安装工艺、整体提升技术及关键技术。实践表明，深化设计的钢连廊采用现场组装和整体液压同步提升技术，避免了高空组装、焊接和防腐防火涂装等施工安全隐患，保证了施工质量和工期，可为类似工程提供借鉴。

2重难点分析

(1)钢连廊安装困难。钢连廊跨度42米，宽41.5米，高41.95米，重2400吨。如果在高空大量使用零件，不仅高空组装焊接工作量大，而且在实际架设过程中高空组装装配夹具难度大，存在一定的安全隐患。施工过程的难度给钢结构的安装和工期的掌握带来了一些不确定因素。

(2)钢结构施工测量和监控要求严格。为确保施工安全，在焊接前后、吊装和卸载过程中，应对钢结构进行严格的跟踪测量，防止连接处发生局部屈曲。同时，必须对其进行跟踪和监控。

(3)钢结构的吊装及安装、钢结构与土建的配合是本工程的重中之重。根据本工程的结构特点，结合我公司的施工经验，将选用两台200t汽车吊和两台TC7025塔吊作为本工程钢结构的主要施工设备。针对安全问题，结合我公司施工经验及相关规范要求，钢结构吊装就位后，应迅速进行临时支撑和固定，及时形成整体结构。

(4)控制变形、消除残余应力和防止厚板焊接的层间撕裂是本工程的重点。本工程最大板厚40mm，焊缝以全熔透焊为主，不仅会使焊接变形严重，还会在一定程度上影响其精度。此外，全熔透焊接在实施过程中会产生较高的热量，导致变形难以控制。箱型管柱和支架在施工现场的定位精度要求很高，这也是节点处理中需要注意的一个方面[4]。

(5)施工中刚性钢结构与主体结构钢筋的连接非常重要。钢结构专业的管理与其他相关专业完全协调。通过我们自己完善的项目管理系统和信息共享平台，我们可以确保钢结构专业与其他专业保持良好的沟通，统筹钢结构专业与其他专业之间的进度，从而合理安排施工进度。

3.高空大跨度钢连廊深化设计措施

3.1深化设计软件资源配置

该项目在深化设计、方案论证、施工管理过程中，应用CAD、BIM技术、广联达等校核建模技术，建立三维模型，建立螺栓定位、重要节点对接、管线布置、整体吊装的数字化模型，开展各专业图纸审核、施工组织模拟、三维交底和培训。此外，根据本项目的结构特点，对软件进行了二次开发，编制了一套适合本项目建模和绘图的程序或插件，规范了绘图标准，提高了绘图效率。取得了良好的应用效果[5]。

3.2深化设计师配置

根据项目结构的复杂程度和业主工期的质量要求，为了保质保量按时完成项目的深化设计，配备了专业的信息中心和专业的建模、校核人员。

3.3其他设计考虑

根据本工程设计任务重、工期紧的特点，我们将组织精干的技术力量，成立领导小组，进行统一指挥和图纸审核。制定合理的深化设计工期计划和严格的深化设计质量控制体系，配置先进的技术资源，保质保量按时完成本项目的深化设计。

3.4绘画表达

本工程有大量复杂的节点和构件，图纸表达困难。对于复杂节点和部件的图纸，会提供三维效果图，让厂家和安装人员更直观的理解设计意图，避免出错。

4高空大跨度钢结构连廊整体提升技术

由于走廊西侧结构属于下沉结构，升降装置无法正常使用，只能设置在东侧。先在12 ~ 17 ~ E-J轴下沉位置安装组装平台，同时在施工现场安装一台120t重的履带吊，其工作平台安装在17 ~ 20 ~ D-J轴，在17轴拼接安装，同时侧向移动到安装位置，由楼板承压板、拉杆等机械部件吊起，确定位置后焊接固定。

4.1钢结构走廊安装工艺

采用BIM技术建立三维模型，走廊安装施工流程如下:

(1)背对地下室顶板，安装廊道，组装胎架。

(2)地面组装廊道(12 ~ 13轴)。

(3)地面组装廊道(16 ~ 17轴)。

(4)在地面上组装桁架间的钢梁。

(5)走廊吊装就位。

(6) 2 ~ 4层混凝土施工时，拆除拼装胎架。

4.2钢结构通廊整体吊装技术

整个组装在钢结构吊装单元安装位置正下方的地面上完成，并借助原结构的矩形钢柱安装升降平台，共12组。在提升单元钢梁上弦对应上吊点的位置安装具有提升功能的钓具。上吊点和下吊点通过专用钢绞线和底锚连接，钢梁结构通过液压同步提升系统直接提升到标准高度位置进行安装，从而对接主钢梁并安装后杆[7]。具体流程操作如下:

整个吊装单元应拼接安装在钢结构吊装单元安装位置正下方的一层地面上。利用混凝土柱顶部预埋件和预拼装的主钢梁节段，完成吊点即升降平台的安装，对称设置12组吊点。完成液压同步提升系统的安装，包括升降机、液压泵源系统和传感器。将下吊点的临时吊具安装在与上吊点和吊装单元顶层构件相对应的位置。同时在吊点和下吊点之间安装专用钢绞线和地锚[8]。

4.3钢结构通廊安装和吊装的关键技术

4.3.1基底加固处理

本工程钢结构连廊的吊装及主要材料的转运需在地下室顶板进行。考虑到结构安全和成品保护，需要对部分地下室顶板进行加固，采用钢管扣件式脚手架支撑。为保证施工顺利进行，需要详细制定地下室顶板加固专项施工方案，并进行外力现场核实。在施工过程中，屋顶应设置施工分区和交通引导设施，机械设备的位置和材料的堆放应严格按照计划进行。指派专人管理现场施工，密切监控地下室顶板的受力情况，避免出现裂缝[10]。

4.3.2钢结构施工测量与监控技术

(1)采用经纬仪、二级控制网等高精度仪器控制竖向构件的垂直度和水平构件的平整度。

(2)地表沉降测点采用LeicaNA3003电子水准仪监测。根据埋设基准点，从已知基准点测量闭合路线，获得初始数据；每次观测前，对照技术规范检查仪器设备。为保证观测精度，应事先选好观测人员、仪器设备和固定路线。将编制专门的调查和监测计划，并确定监测点和频率，以确保结构安全[11]。

(3)悬臂结构的变形监测是本工程的重点，将编制专门的测量和监测方案。明确监测点和频率，确保结构安全。

(4)甲方、监理及我公司现场人员将组成监测及信息反馈小组，配合第三方检测和监测，确保基坑、工程及周边建筑物的安全。

4.3.3钢结构焊接质量控制

优化焊接接头，采用窄间隙小坡口焊接技术，以CO2为保护气体，可以降低变形几率，保证焊缝质量。同时，采用临时刚性支撑和烟火校正来提高接头的精度。

5结束语

本工程施工场地非常有限，施工环路无法闭合，没有土基施工场地。钢连廊自重大，几何尺寸大，不能用塔吊吊装。因此，合理深化设计，优化机械设备配置，优化施工组织，是工程顺利进行的重中之重。为确保地下室的安全，在钢结构吊装和构件组装过程中，应尽可能设置临时平台，并加固地下室顶板。在施工现场，选择现场组装整体吊装技术，在地面完成整个吊装单元的组装，再完成整体吊装，减少高空组装、焊接、涂装防腐防火涂料过程中出现安全隐患的概率，确保工程按期完工。

项目的重点、难点和特点鲜明，在同类型项目中具有较强的代表性。通过整体提升技术的应用，不仅取得了良好的应用效果，而且完善了特殊条件下整体提升技术应用的工艺实践。

参考文献

［1］魏磊．山地钢桁架悬挑观景平台施工技术研究［J］．铁道建筑技术，2021(3):168－169．

［2］霍宝虎．大型钢结构连廊累计滑移提升施工技术研究［J］．安徽建筑，2020(4):76－78．

［3］李文娟，张丹丽，谢强．大跨度空间钢结构施工拆撑过程仿真模拟分析［J］．工业建筑，2019，49(4):142－146．

［4］涂序伙．大型钢结构桁架液压同步整体提升技术应用及设计［J］．机械研究与应用，2020(2):109－111．

［5］余向辉．大跨钢连廊整体提升平移施工技术［J］．建筑施工，2019，41(8):1464－1466．