您的位置: 首页 > 新闻动态 > 行业新闻

不对称双塔大跨天博体育app下载地址重型钢结构连廊整体提升技术

发布日期:2023-02-17 00:42:46 浏览次数:

  [摘要] 郑州国家干线公路物流港综合楼一门式不对称双塔钢结构连廊工程,由于施工高度、跨度及构件质量较大,常规起重设备吊装非常困难,施工难度大,高度原位散拼及其他方法都不理想,根据工程结构特点及施工场地情况,采用20 ~23 层连体钢结构在1 层楼面整体拼装、液压同步提升的施工方案。此方案通过对钢结构地面整体拼装、提升平台的设置、提升吊点的设置打破了常规安装流程,实际的施工结果与方案吻合,效果显著,保证了工程优质、按期竣工。

  郑州国家干线公路物流港位于郑州市郑东新区,是国家干线公路网络物流中心之一。物流港综合楼是一栋集商务、展览、餐饮、会议、办公等使用功能为一体的综合性超高层建筑,是一门式不对称双塔连体,由28 层塔楼A 和23 层塔楼B 以及A 塔楼的4 层裙房组成,A,B 塔楼通过20 ~23 层间连接体联系,地下2 层,从塔楼第20 层标高77.75 ~96.00m 处设计为连接体钢结构使两塔楼贯通。钢结构柱及梁在不同的部位采用规格不同的箱形柱、梁及H 型钢梁结构。工程总建筑面积为8 8 万m2,钢结构总量约1 450t,如图1 所示。

  连体钢结构位于2 栋主楼之间,由2 榀主桁架及次结构组成。2 榀主桁架跨度分别为33. 6m 和50.9m,宽16.8m, 连体钢结构安装高度从77.75m至96.00m,总高度18.85m。

  物流港综合楼A,B 楼与连接体从外观上属于一门式不对称高层建筑(见图1),不对称连接体高层建筑的连体结构安装极为复杂,首先保证连接体在不对称建筑体上的各受力点受力基本均衡,对A,B 楼的刚度和连接体间的内力以及它们间的连接方式带来严峻考验,尤其是焊接施工应做好对钢结构的控制防其变形;其次连体钢结构自重达1 450t,4层钢结构梁多、柱多、支撑密集,最大安装高度为96m,最大跨度为50.9m,应用常规安装流程进行高空散件组装施工难度大,另外高空作业的人员、机具和构件的安全风险加大,同时单件高空散装作业效率低,计划工期长,也将增大人力、物力和财力对连体钢结构安装的投入。

  基于上述连体钢结构高空散装的诸多不利因素,采用将连体钢结构在1 层楼面整体组装、再进行液压同步整体提升的施工方案。既节省了安装投入的人力、物力和财力,又充分保证了安全文明施工、保质保量按期完工。

  掌握成熟的整体提升关键技术及设备,能成功融合本工艺的先进性和创新性,还具有以下优势。

  1)地面拼装优势①连体钢结构不必在所安装的楼层进行高空散件拼装,而在地面进行整体组装,包括其他构件如次结构等的安装工作均可在地面开展。②全面保证了拼装的质量,使安装进度及工程节奏受到高效控制,有效提高了钢结构工程质量。③高空作业量减少,节省大量的人力、物力和财力,使安全风险降到最低程度,同时,有效降低了工程安装成本。

  2)施工工期优势地面安装作业极大地缩短了拼装、焊接、螺栓连接的空中时间,安装周期缩短,加快了工程施工进度。

  3)技术优势整体提升关键技术成熟,尤其是对吊装过程的控制,使钢结构在提升平台上各受力点受力均衡,防止钢结构在吊装过程中受力不均而变形,保障钢结构的安装安全可靠。

  4)工程成本优势利用散件进行空中拼装时需加固双塔主楼结构及设置设施平台,而采用液压提升设备提升时,临时结构设置在主楼混凝土框架上,能极大降低工程安装成本。

  5)施工优势液压提升机构安装待土建专业施工至主楼25 层以上时便可进行,无须主体结构封顶。

  1)整体提升的关键技术及设备①超大型构件液压同步提升施工技术;②TJJ⁃2000 型穿芯式液压提升器;③TJD⁃30 型变频液压泵源系统;④YT⁃2型计算机同步控制系统。

  2)液压提升系统特点①设备组合度强根据建筑工程安装需求,可选取提升设备进行合理组合,以达到所提升钢结构的质量、跨度以及面积大小的各种要求,不会受到钢结构的任何限制;②提升高度不限钢结构的提升索具采用的是柔性钢绞线,只要吊装点安装到位即能满足提升高度需求。③位置锁定与提升索具相配套的液压提升器锚,最强大的功能是逆向运动自锁,能在任意位置牢牢卡死钢绞线,锁定钢结构的提升位置,安全可靠。④提升零动荷载对钢结构的提升过程不但要平稳而且动作过程几乎不产生加速度,其最根本的因素在于采用液压回路驱动,对提升钢结构所产生的运动负荷几乎为零,所以提升过程不会让钢结构产生运动变形。⑤安装便捷对所应用的提升设备,最为明显的特点不但是载重能力超强,而且体积很小,质量轻,所以对提升设备的运送及安装非常便捷,最适合在狭小空间内应用提升设备对各种吨位的钢结构进行吊装施工。⑥操作灵活计算机同步控制系统是实现设备自动化的核心,使提升设备性能在各种环境中得到充分发挥,操作极为灵活,得到建筑工程界一致许可,使用十分广泛。

  连体钢结构拼装场地在连廊安装位置正下面是2 层地下室,地面组装平台铺设。

  1)连体钢结构地面组装平台的支座为I800 ×400 ×500,共18 个支座,支座的横向连接采用I30,纵向连接也采用I30。

  2)为保证地面混凝土平台强度,在地下1 层和地下2 层分别设置14 根ϕ426 ×10 钢管柱,钢管柱底座位于抗拔桩上, 每根抗拔桩承载能力约1 000kN,14 根抗拔桩完全可满足连体钢结构和地面组装平台的质量,可以充分保证地面混凝土平台在连体钢结构组装和提升作业中不受损伤。

  天博体育app下载地址

  3)主桁架跨度大,对钢结构的焊接施工应严格控制,防止变形,所以焊接施工应详细制定焊接顺序,合理安排焊接工艺,如坡口对接、对称焊接、多层焊等,符合构件焊接精度的控制要求。

  4)地面组装平台组对焊接完毕后,用水准仪测量18 个支座的上平面, 保证上平面的平面度

  1)依据连体钢结构在主楼结构的设计安装位置以及主桁架结构的设计特点,在23F 楼层高度设置提升平台,即提升上吊点。提升平台为临时钢结构,主要依附于主楼B′轴和D′轴,分别与10轴和16轴交点处的型钢混凝土柱设置提升吊点,共计4 个,如图3 所示。

  2)提升上吊点上设置液压提升器。液压提升器通过提升专用钢绞线与主桁架下弦杆上的对应下吊点地锚相连。

  3)根据连体钢结构设计的安装位置以及主桁架结构的设计特点,在23F 楼层高度设置提升平台。提升吊点共计4 个。

  连接体自重分布在4 个提升吊点上,每个吊点的受力以连体钢结构自有的重力体系不发生变化为准则,以防止连体钢结构在提升过程中受力不均导致变形。

  1)设置提升上、下吊点时要保持上、下吊点垂直一致。在每一个提升上吊点设置完毕后,其下吊点应垂直对应设置在待提升连接体主桁架下的弦杆上。

  2)对应于提升上吊点,提升下吊点设计为钢托梁形式,安装在主桁架下弦杆的下部。

  2)根据提升吊点及液压提升器设置的数量,共配置2 台30kW 液压泵站。

  3)1 台YT⁃2 型计算机同步控制系统作为同步操作控制平台,通过计算机控制相关数据,让每台液压提升器的提升力达到设定值,统一发布控制指令,再同步进行稳定的可控性提升操作。

  1)分级加载(试提升)①先进行分级加载试提升。通过试提升过程中对连体钢结构、提升设施、提升设备系统的观察和监测,确认符合模拟工况计算和设计条件,保证提升过程的安全。②在分级加载过程中,每一步分级加载完毕,均应暂停并检查如上吊点提升平台、下吊点托梁等加载前后的变形情况,以及主楼框架柱的稳定性等情况。一切正常情况下,继续下一步分级加载。③分级加载完毕,连体钢结构提升离开拼装胎架约50mm 后暂停,停留12h 全面检查各设备运行及结构体系的情况。④一切正常无误情况下,即可进行正式提升。

  天博体育app下载地址

  2)正式提升①第1 步在地面胎架上拼装连体钢结构,土建施工至25F 以上。②第2 步安装提升平台和液压提升设备。③第3 步通过钢绞线与下吊点连接张紧。④第4 步预提升连体钢结构。停留24h,观测均正常,继续整体同步提升连体钢结构。⑤第5 步连体钢结构整体提升到位,空中姿态微调。主桁架对口、后装杆件安装,并拆除液压提升设备及提升平台,连体钢结构吊装完毕。如图4 所示。

  3)提升到位后的固定焊接高空焊接时,应搭设必要的操作平台,并对危险区域铺设安全防护网。在焊接过程中应采取防风和防雨措施,以保证焊接质量。

  1)钢结构自重大,对地面组装平台支座要进行横向、纵向加固。加强地面混凝土平台强度,避免连体钢结构在组装和提升过程中受损伤。

  2)钢结构梁柱较多、支撑密集,为控制结构防止变形,对拼装过程提出了较高要求,尤其是对焊接施工,要详细制定合理的焊接顺序和焊接工艺,满足焊接长度、高度的要求以确保焊接质量,并做到逐条严格检查。

  3)根据提升过程的风险制定应急预案,保证施工安全。提升的设备、构架等符合模拟工况的计算及设计要求。

  4)先行试吊是连体钢结构正式提升前最重要一环,能得出各设备的运行数据和运行状况,使结构体系及时接受全面检验,保证提升安全可靠。

  5)提升行动畅通。提升前应分工明确,各岗位在吊装提升中要绝对服从命令,统一指挥,有问题做到早发现、早汇报、早处理。

  不对称大型连接体为4 层钢结构,其自重大,梁多、柱多、支撑密集,连接体从地面整体拼装,到整体提升,对拼装地面、焊接点、吊装点及提升施工工艺等提出较高要求,该工程按照设计要求,对焊接精度逐项严控检查,对提升设备、构架等进行符合模拟工况的计算,项目成功融合整体提升施工工艺的先进性和创新性,使整体与局部的稳定性均满足要求,保证了工程优质按期竣工。

  [ 1 ]北京钢铁设计研究总院. GB50017—2003 钢结构设计规范[S]. 北京:中国计划出版社,2003.

  [ 2 ]冶金工业部建筑研究总院. GB50205—2001 钢结构工程施工质量验收规范[S]. 北京:中国计划出版社,2002.

  [ 3 ]中冶集团建筑研究总院. JGJ81—2002 建筑钢结构焊接技术规程[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2003.

  [ 4 ]张绍九. 液压同步系统[M]. 北京:化学工业出版社,2010.[ 5 ]高雷雷,柳志华. 超高层建筑钢结构连廊厚板焊接施工技术[J]. 建筑施工,2014(2):133⁃134.

  [ 6 ]张宇鹏,王涛,廖维张. 某大跨度钢结构连廊整体提升施工技术[J]. 施工技术,2013,42(21):96⁃99.