一種大跨度鋼連廊的提升方法與流程

2023-10-05 06:44:34

本發明涉及建築鋼結構安裝施工技術領域，特別涉及一種大跨度鋼連廊的提升方法。

背景技術：

隨著城市建築用地的日益緊張、人們對建築藝術的追求不斷提高以及建造成本的逐日劇增，超高層雙塔甚至多塔空中大跨度重型連廊也將日益增多，目前多採用分件高空散裝，但高空組裝、焊接工作量大、現場機械設備很難滿足吊裝要求，而且所需高空組拼胎架用量多、搭設高度大，存在很大的安全、質量風險。施工的難度大，不利於鋼結構現場安裝的工期控制。對於跨度大，高度高的建築，使用液壓整體提升的方式是首選，但鋼連廊形式各異，重量不一，合適的提升方法必須兼顧成本、安全性以及施工簡便性。

城市大部分的鋼連廊結構為下部為桁架結構，上部為鋼框架結構，並且設置有多層地下室，常規的安裝方法是在地下室頂板上設置拼裝胎架，然後使用塔吊在拼裝胎架上拼裝整個鋼連廊結構，然後進行液壓整體提升。

大部分工程的鋼連廊結構重量十分巨大，如申請號2016111206577所公開的鋼連廊組合安裝方法就很具有代表性：用起重機在地面或者連廊下方結構頂面拼裝連廊底層結構，再利用整體提升系統將其提升到位，與周邊塔樓固定後，利用塔式起重機等重型塔吊設備對連廊上部結構進行高空原位安裝。

又如申請號201510650609.8所公開的雙塔樓鋼結構連廊組裝方法，該專利用液壓提升裝置給主桁架下弦的提升底座上施加一個拉力，以起到減小裙樓結構立柱的承重荷載量，同時要增加稱重傳感器進行拉力監控。實際施工時拉力並不好控制且地下室頂板依舊需要承力，施工難度大、成本高。

現有施工中存在的問題是，第一：連廊下方結構頂面如：地下室頂板，其承載力遠遠不足，要對地下室頂板進行加固，使用例如型鋼、滿堂腳手架進行回頂支撐或在地下室結構中增加鋼骨柱、鋼骨梁以增強地下室頂板的承載力，這樣做消耗了大量的材料、時間，增加了施工成本；當某些工程的鋼連廊重量過大時，通過加固地下室頂板也無法完成承載連廊的任務。第二：塔吊數量有限且佔地面積大，使用塔吊進行拼裝，拼裝慢且塔吊無法滿足其他專業的施工。

技術實現要素：

為解決上述問題，本發明提供一種大跨度鋼連廊的提升方法，所述鋼連廊連接在已經建好的主體結構4之間，由上部鋼框架結構9和下部桁架結構6組成，該提升方法包括以下步驟：

步驟1，在鋼連廊的設計標高處安裝預裝杆件1,所述預裝杆件1上設置有提昇平臺3,並在提昇平臺3上安裝液壓提升器2；

步驟2，在鋼連廊預定安裝位置投影下拼裝，使用汽車吊8在地下室頂板的±0.000標高處拼裝鋼連廊的下部桁架結構6，調試液壓提升器2和鋼絞線5，並檢查桁架結構6是否滿足設計要求；

步驟3，液壓提升器2採取分級加載的方法進行預加載；液壓提升器2伸缸壓力逐漸上調，直至將桁架結構6提升20-40mm，脫離拼裝胎架7，使地下室頂板不受力；

步驟4，利用液壓提升器2鎖定，暫停提升，空中停留12小時以上全面檢查；

步驟5，再次檢查提升的桁架結構6有無異常,確認無誤後，用汽車吊8繼續向上拼裝鋼框架結構9，直至整個鋼連廊結構拼裝完畢；

步驟6，靜置，再次檢查提升的鋼連廊結構及提升的措施是否滿足設計要求,確認無誤後，利用液壓提升器2帶動鋼絞線5將整個鋼連廊結構提升至設計標高，暫停；各吊點微調使其精確提升到達設計位置；鎖緊靜止，液壓提升器2暫停工作，保持鋼連廊結構的空中姿態；

步驟7，鋼連廊結構與預裝杆件1對接，形成整體穩定受力體系；

步驟8，卸載液壓提升器2至鋼絞線5完全鬆弛，拆除提升措施，完成鋼連廊結構的提升安裝工作。

進一步，所述液壓提升器2使用鋼絞線5作為提升承重索具，由下至上安裝鋼絞線5，穿地錨，張拉鋼絞線5，使其均勻受力，鎖緊地錨；

進一步，依次為所需壓力的20%，40%，60%，70%，80%，90%，95%，100%；

進一步，所述步驟1中鋼絞線按需切割、打磨修平後使用。

進一步，對所述鋼連廊結構進行探傷檢測和焊縫11的外觀檢查。

進一步，所述步驟6中鋼連廊結構與預裝杆件1對接，具體為：①拼裝後裝杆件10，並將其與下弦杆62焊接，即焊縫一111；②焊接桁架結構6兩端的下弦杆62與預裝杆件1的焊縫二112；③液壓提升器2開始分級卸載，卸載完成後再焊接桁架結構6兩端的上弦杆61與預裝杆件1的焊縫三113；④焊接鋼框架結構9兩端的杆件與對應預裝杆件1的焊縫四114。

進一步，所述鋼連廊結構的軸線偏差小於3.0mm，焊縫11的偏差小於3.5mm。

進一步，提升吊點逐步卸載，卸載分級按20%進行，卸載20%後觀察結構變形情況，沒有異常情況繼續卸載20%，直到載荷全部卸載完成。

進一步，靜置時間為4～12小時。

本發明的有益效果體現在：

液壓提升器僅僅將桁架結構提高了幾個釐米，但是現場施工時會帶來意想不到的效果，目前還未有施工先例。超大型鋼連廊在距胎架僅20-40mm的位置拼裝完成的好處在於：

（1）不需要搭設大量的高空支撐胎架，而且大大減少了高空組裝和焊接的工作量，保證施工質量，同時降低了安全風險；

（2）不需要使用型鋼、滿堂腳手架進行回頂支撐，或在地下室結構中增加鋼骨柱、鋼骨梁以增強地下室頂板的承載力；連廊下方結構頂面無需承力，避免了對地下室頂板進行大範圍的加固，節約了大量的加固材料、施工時間以及人工成本，大大縮短了工期，降低了整體施工成本；

（3）該工法已經經過工程實踐，成功解決了由於吊裝場地所限，吊裝半徑不能滿足大型鋼結構的安裝需求，只需使用多臺汽車吊集中拼裝鋼連廊結構即可。

（4）由於距離胎架與地面近，施工人員拼裝焊接鋼框架結構較以往的施工來說，安全性大大提高，對施工人員來說降低了安裝施工難度，對施工安全、項目工期和施工成本控制等方面均有利；並且此施工環節受天氣影響小，拼裝時再無需使用塔吊，汽車吊就能完成，在保證施工質量的同時，有效縮短施工時間、節約施工場地、降低施工成本。該工法能夠為以後類似超重鋼連廊工程施工提供借鑑和指導，具有推廣應用的前景。

本發明的其它特徵和優點將在隨後的說明書中闡述，並且部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的主要目的和其它優點可通過在說明書、權利要求書中所特別指出的方案來實現和獲得。

附圖說明

下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。

圖1是本發明步驟1示意圖。

圖2是本發明步驟2示意圖。

圖3是本發明步驟3示意圖。

圖4是本發明步驟4示意圖。

圖5是本發明步驟5示意圖。

圖6是本發明步驟6示意圖。

圖7是本發明步驟7示意圖。

附圖標記：1－預裝杆件、2－液壓提升器、3－提昇平臺、4－主體結構、5－鋼絞線、6－桁架結構、61-上弦杆、62-下弦杆、7－拼裝胎架、8－汽車吊、9-鋼框架結構、10-後裝杆件、11-焊縫、111-焊縫一、112-焊縫二、113-焊縫三、114-焊縫四。

具體實施方式

本發明中鋼連廊結構連接在已經建好的主體結構4之間，根據現場施工條件和桁架的結構特點，採用了地面拼裝桁架結構6、液壓分部提升的方法將鋼連廊提升至標高，具體包括如下步驟：

步驟1，在鋼連廊的設計標高處安裝預裝杆件1,在預裝杆件1上設置提昇平臺3（上吊點）,共設置四組提昇平臺3，並在每組提昇平臺3上安裝一臺液壓提升器2（如圖1所示）；安裝液壓同步提升系統設備，包括液壓泵源系統、液壓提升器2、傳感器等；

步驟2，在鋼連廊預定安裝位置投影下，使用汽車吊8在地下室頂板的±0.000標高處拼裝鋼連廊的下部桁架結構6，調試液壓提升器2和鋼絞線5，並檢查桁架結構6是否滿足設計要求（如圖2所示）；所述液壓提升器2使用鋼絞線5作為提升承重索具，由下至上安裝鋼絞線5，穿地錨；所述鋼絞線5按需切割、打磨修平後，分別與上弦杆61兩端對稱設置的4個吊點固定連接；張拉鋼絞線5，使其均勻受力，鎖緊地錨；調試所述液壓同步提升系統，檢查液壓同步提升的所有臨時措施是否滿足設計要求；液壓提升器2、設施體積重量較小，機動能力強，倒運和安裝方便；其中，吊點的數量依標高、鋼連廊重量等實際情況設置即可；

步驟3，檢查確認無誤後，液壓提升器2採取分級加載的方法進行預加載（如圖3所示）；

液壓提升器2伸缸壓力逐漸上調，依次為所需壓力的20%，40%，在一切都正常的情況下，可繼續加載到60%，70%，80%，90%，95%，100%。

如果桁架結構6在剛開始提升時有移動，需暫停作業，保持液壓設備系統的壓力。對液壓同步提升系統設備進行全面檢查，在確認整體結構的穩定性及安全性絕無問題的情況下，才能開始繼續提升。

施工中必須注意：在分級加載過程中，每一步分級加載完畢，均應暫停並檢查，如桁架結構6等加載前後的變形情況，以及主樓結構的穩定性等情況。在一切正常的情況下，繼續下一步分級加載。

當分級加載至桁架結構6即將離開拼裝胎架7時，可能存在各點不同時離地的情況，此時應降低提升速度，並密切觀查各點離地情況，必要時做「單點動」提升以確保桁架結構6的水平度。

利用液壓提升器2帶動鋼絞線5將桁架結構6提升20-40mm，脫離拼裝胎架7，使地下室頂板不受力；利用液壓提升器2鎖定，空中停留12小時以上作全面檢查，著重檢查吊點結構、承重體系、提升設備、桁架及焊縫的變形和受力情況等。

步驟4，靜置12小時後,再次檢查提升的桁架結構6有無異常，是否滿足設計要求,用測量儀器檢測各吊點的離拼裝胎架7的距離，計算出各吊點相對高差。通過液壓提升器2調整各吊點高度，使桁架結構6達到水平姿態。確認無誤後，利用汽車吊8繼續向上拼裝鋼框架結構9，直至整個鋼連廊結構拼裝完畢（如圖4所示）。

雖然，液壓提升器2僅僅將桁架結構6提高了幾個釐米，但是現場施工時會帶來意想不到的效果，超大型鋼連廊在距胎架7僅20-40mm的位置拼裝完成的好處在於：連廊下方結構頂面無需承力，節約了在頂面下方進行頂板強化加固的工序，省去了大量的加固材料、施工時間以及人工成本；離胎架7的距離短，距地面近，施工人員拼裝焊接鋼框架結構9較以往的施工來說，安全性大大提高，並且此施工環節受天氣影響小，拼裝時再無需使用塔吊，汽車吊就能完成，在保證施工質量的同時，有效縮短施工時間、節約施工場地、降低施工成本。

步驟5，靜置12小時後,再次檢查提升的鋼連廊結構及提升的措施是否滿足設計要求，具體為對所述鋼連廊結構進行探傷檢測和焊縫11的外觀檢查,確認無誤後，利用液壓提升器2帶動鋼絞線5將整個鋼連廊結構提升至設計標高（如圖5所示），暫停；各吊點微調使其精確提升到達設計位置；鎖緊靜止，液壓提升器2暫停工作，保持鋼連廊結構的空中姿態。在提升過程中，配合水準儀、經緯儀嚴密監測各提升點的位移、標高及受力情況，發現水平偏移或兩個提升點不同步時，通過計算機控制系統及時進行調整。桁架結構6每提升5m需要進行一次抄平作業，如誤差超過10mm，立刻進行單機調試作業，使桁架在提升過程中保持在同一平面上。

步驟6，鋼連廊結構與預裝杆件1對接，具體為：拼裝後裝杆件10，並將其與下弦杆62焊接，即焊縫一111；焊接桁架結構6兩端的下弦杆62與預裝杆件1的焊縫二112；液壓提升器2開始分級卸載，卸載完成後再焊接桁架結構6兩端的上弦杆61與預裝杆件1的焊縫三113；焊接鋼框架結構9兩端的杆件與對應預裝杆件1的焊縫四114，形成整體穩定受力體系（如圖6所示）。

步驟7，安裝完成後，各吊點同步分級卸載至鋼絞線5完全鬆弛，使鋼連廊結構自重轉移至主體結構4上，拆除提升措施，完成鋼連廊結構的提升安裝工作（如圖7所示），經測量，鋼連廊結構的軸線偏差小於3.0mm，焊縫11的偏差小於3.5mm。；提升吊點逐步卸載，卸載分級按20%進行，卸載20%後觀察結構變形情況，沒有異常情況繼續卸載20%，直到載荷全部卸載完成。

其中，步驟6鋼連廊結構提升到位後，由於鋼連廊結構依舊保持在提升狀態下，提升點在鋼連廊兩端的上弦杆61部位，該部位杆件處於受力狀態。如果首先對該部位進行焊接，提升鋼絞線5放張後，必然造成該部位焊縫產生不良焊接內應力。因此首先，要對自由狀態下的後裝杆件10和下弦杆62進行焊接，即焊縫一111。焊接後，提升鋼絞線5進行同時放張分級卸載，整體鋼連廊結構的重量轉移為後裝杆件10和下弦杆62受力支撐。待整體調整達到設計要求後，最後進行桁架結構6上弦杆61和上部鋼框架結構9兩端的杆件，即焊縫四114。該焊接方法大大減少了鋼連廊的焊接殘餘應力，有效的降低了建築結構的安全隱患，增加建築的使用壽命。

綜上，本發明所公布的施工方法，將液壓整體提升方法變為液壓分部提升方法，在提升20-40mm的桁架結構6上拼裝上部鋼框架結構9，（1）整個過程不需要搭設大量的高空支撐胎架，而且大大減少了高空組裝和焊接的工作量，保證施工質量，同時降低了安全風險；（2）不需要使用型鋼、滿堂腳手架進行回頂支撐或在地下室結構中增加鋼骨柱、鋼骨梁以增強地下室頂板的承載力；避免了對地下室頂板進行大範圍的加固，大大縮短了工期，降低了成本；（3）該工法經過工程實踐，成功解決了受吊裝場地所限，吊裝半徑不能滿足大型鋼結構的安裝需求，只需使用多臺汽車吊集中拼裝鋼連廊結構即可，方便快捷，大大減少了對塔吊的依賴，將塔吊讓出給需要大範圍轉移材料的其他專業使用，加快項目施工效率。

不僅能夠有效的保證工程質量，而且減少了高空組裝和焊接的工作量提高工效，降低了安裝施工難度，對安全、工期和成本控制等均有利，鋼結構桁架觀感質量、焊縫及構件質量等均滿足國家現行驗收規範要求，完美地實現了設計意圖，本施工方法能夠為以後類似工程施工提供借鑑和指導，具有推廣應用的前景。

根據鋼連廊最大弦杆構件長、構件成型後重量、構件起吊高度、工作半徑等參數，選用25噸汽車吊作為吊裝垂直運輸的工具。

在施工單元的提升過程中，對提升區域杆件需要進行臨時加固以滿足整體提升需求，抵消吊裝中自重應力產生的變形，使其形成穩定的整體以便提升，採用現有技術，在此不再贅述。液壓同步提升系統設備的安裝、調試、使用、卸載採用現有技術，在此不再贅述。

以上所述僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內所想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。