CN106013453A - 大跨度悬挑超限结构施工工法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大跨度悬挑超限结构施工工法，采用以下步骤：1)对所述超限结构进行施工单元划分：将所述结构内部分和所述悬挑部分的上部钢结构的中间条块划为第一施工单元，将所述悬挑部分的其余部分划为第二施工单元；2)采用高空散拼法和悬臂安装法在塔楼楼面板上完成所述第一施工单元的施工；3)采用整体提升及整体提升后滑移完成所述第二施工单元的施工。本发明应用了高空散装、整体提升、整体提升后滑移等多项技术，节约了工时，材料费，设备费，并满足了施工工艺、质量、安全、进度及成本等多方面的整体控制的要求。

Description

大跨度悬挑超限结构施工工法

技术领域

本发明涉及一种超限结构的施工方法，特别是涉及一种大跨度悬挑超限结构施工工法。

背景技术

随着社会经济的发展，人们对于建筑的需求和需要也在不断增加与提高，连体复杂高层建筑大量涌现。连体结构一般指两幢或几幢高层建筑之间由架空连接体相互连接，满足建筑造型及使用功能的要求。连体结构的设置一方面出于建筑功能的要求，可以方便两塔楼之间的联系。当前的连体结构具有良好的采光效果和广阔的视野，由于连体结构的设置，使建筑外观上更具特色。目前大跨度高空连体钢结构施工方法主要包括：高空散装法、分条(分块)吊装法、整体提升法、整体吊装法、悬臂安装法、高空滑移法、逆作安装法等。

某综合体项目的钢结构连廊主要由桁架连接而成的上部钢结构和下挂层钢结构组成。连廊整体平面呈矩形，包括左右两部分，左边部分与A塔楼连接，由位于楼面板上的结构内部分和与其连接的悬挑部分组成，右边部分是将A塔楼和B塔楼连接在一起的悬空部分，悬空部分与结构内部分和悬挑部分同时对接，连廊的悬空部分和悬挑部分在同一平面内呈L形。上述钢结构连廊属于高挑异形超限结构，钢桁架的最大跨度为30m，高度4.4m。整体吊装高度为68.63米，其中悬挑部分的悬挑长度为11.050m，重量为165吨，提升无可靠支点。上部钢结构和下挂层钢结构所有构件重量达425吨。上述构件的作业面均在裙房的楼面板上进行，但是上述裙房的楼面板不具有承载425吨的能力。综上所述，与A塔楼连接的左边部分属于大跨度悬挑超限结构，采用现有的大跨度高空连体钢结构施工方法不能完成上述大跨度悬挑超限结构的施工。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种大跨度悬挑超限结构施工工法，该工法能够完成超限高、大跨度悬挑、缺少作业面、利用裙楼楼面作业、楼面荷载力不足、采用整体提升无可靠提升点的超限结构施工。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种大跨度悬挑超限结构施工工法，所述超限结构主要由桁架连接而成的上部钢结构和下挂层钢结构组成，所述超限结构整体平面呈矩形，由位于塔楼楼面板上的结构内部分和与其连接的悬挑部分组成；该施工工法采用以下步骤：

1)对所述超限结构进行施工单元划分

将所述结构内部分和所述悬挑部分的上部钢结构的中间条块划为第一施工单元，将所述悬挑部分的其余部分划为第二施工单元；

2)采用高空散拼法和悬臂安装法在塔楼楼面板上完成所述第一施工单元的施工；

3)完成所述第二施工单元的施工，具体步骤为：

3.1)在裙楼的屋面板上完成第二施工单元的成型作业；在所述结构内部分的顶部外侧设置多个对称布置的提升滑移装置Ⅰ；在所述悬挑部分的上部钢结构的中间条块的顶部外端两侧设置提升滑移装置Ⅱ；

在所述提升滑移装置Ⅰ上设有外伸的提升滑移梁Ⅰ，所述提升滑移梁Ⅰ与所述结构内部分的外立面垂直，在所述提升滑移梁Ⅰ上从外至内依次设有支座Ⅰ、推拉器Ⅰ和滑移拉杆Ⅰ，所述支座Ⅰ与所述提升滑移梁Ⅰ滑动连接，所述推拉器Ⅰ的伸缩端与所述支座Ⅰ铰接，所述推拉器Ⅰ的内端与所述滑移拉杆Ⅰ铰接，在所述滑移拉杆Ⅰ上设有沿轴向布置的多个卡板Ⅰ，在所述提升滑移梁Ⅰ上固定有限位挡板Ⅰ，所述卡板Ⅰ拉压在所述限位挡板Ⅰ的内端面上；在所述支座Ⅰ上固装有提升器Ⅰ；

在所述提升滑移装置Ⅱ上设有两根外伸的提升梁，在所述提升梁的外伸端部上固装有滑移梁，所述滑移梁位于所述悬挑部分的上部钢结构的中间条块的侧边之外，所述滑移梁与所述结构内部分的外立面垂直，在所述滑移梁上从外至内依次设有支座Ⅱ、推拉器Ⅱ和滑移拉杆Ⅱ，所述支座Ⅱ与所述滑移梁滑动连接，所述推拉器Ⅱ的伸缩端与所述支座Ⅱ铰接，所述推拉器Ⅱ的内端与所述滑移拉杆Ⅱ铰接，在所述滑移拉杆Ⅱ上设有沿轴向布置的多个卡板Ⅱ，在所述滑移梁上固定有限位挡板Ⅱ，所述卡板Ⅱ拉压在所述限位挡板Ⅱ的内端面上；在所述支座Ⅱ上固装有提升器Ⅱ；

3.2)启动所述提升器Ⅰ和所述提升器Ⅱ，将所述第二施工单元整体同步提升至安装设计高度；

3.3)启动所述推拉器Ⅰ和所述推拉器Ⅱ，在空中将所述第二施工单元整体水平向内逐步滑移就位，然后完成第二施工单元与第一施工单元的连接。

本发明具有的优点和积极效果是：

一)采用分单元施工，解决了超限高(68m)、大跨度悬挑(长度为11.05m)超限结构缺少作业面，利用裙楼楼面作业，楼面荷载力不足，采用整体提升无可靠提升点的施工难题。避免了全部采用分件高空散装，减少了高空组装和高空焊接的工作量，无需大型的吊装机械设备，利用现场现有的设备就能满足吊装要求，而且解决了高空组拼胎架(搭设高度68.63米)无法搭设的问题，降低了安全、质量风险，节约了施工成本，降低了施工难度；将高空作业量降至最少，有利于钢结构现场安装的安全、质量以及工期的控制。同时，本发明根据建筑结构特点，对结构合理的分析并布置划分施工单元，为施工单元整体提升建立可靠提升点。

二)第一施工单元采用高空散拼法和悬臂安装法，以楼地面及屋面板为作业面，无需搭设胎架，节约了成本，降低了施工难度，并根据结构特点施工部分悬挑结构，建立第二施工单元的可靠提升点，减少了施工现场临时设施及设备的投入。

三)第二施工单元采用整体提升+提升后滑移的方法施工，通过充分考虑被提升结构的受力体系特点，在不改变结构受力体系，使提升吊装过程中结构的应力比以及变形情况均控制在规范允许范围内的前提下，合理布置多个提升滑移点，成功地实现了整体提升后多点位高空水平方向长距离滑移(滑移距离1000mm)。上述方法的优势在于：

1)合理地利用永久结构，采用多种提升拼装方式，针对性强，并结合高空拼装、整体吊装就位法、同步液压提升的特点，使得三种方法的优点最大化。节约了工时，材料费，设备费，并满足了施工工艺、质量、安全、进度及成本等多方面的整体控制的要求。

2)采用超大型液压同步提升施工技术，提升过程十分安全，并且构件可以在提升过程中的任意位置锁定，任一提升器亦可单独调整，调整精度高，有效地提高了结构提升过程中安装精度的可控性。采用柔性索具承重，有合理的承重吊点，提升高度不受限制。提升过程中构件保持平稳的提升姿态，同步控制精度高设备自动化程度高，操作方便灵活，安全性好，可靠性高，使用面广，通用性强。

3)高空滑移无需胎架，吊装过程的安全性有保证。提升设备体积小、自重轻、承载能力大，特别适宜于大型构件的提升作业。

4)提升吊点等主要临时结构利用主体结构设置，加之液压同步提升动荷载极小的优点，以及提升平台、提升滑移平台和不同吨位的提升专用吊具的重复利用，可以使提升临时设施用量降至最小，有利于施工成本控制。

综上所述，本发明综合采用了高空散装、悬挑结构安装+整体提升滑移等多项技术，通过提升设备的扩展组合，使提升重量、跨度和面积均有较大提高。通过钢结构的分块吊装，将高空作业量降至最少，加之液压提升作业绝对时间较短，能够有效保证钢结构安装的总体工期。打破了目前大跨度悬挑超限结构施工的限制。

附图说明

图1为本发明应用的结构示意图；

图2为本发明步骤1)的示意图；

图3为本发明步骤2)的示意图；

图4为本发明步骤3.1)的示意图；

图5为本发明应用的提升滑移装置Ⅰ的结构示意图；

图6-1为本发明应用的提升滑移装置Ⅱ的主视图；

图6-2为本发明应用的提升滑移装置Ⅱ的滑移梁(包含滑移梁)以下部分的俯视图；

图6-3为本发明应用的提升滑移装置Ⅱ的支座、推拉器和滑移拉杆连接示意图。；

图7-1本发明步骤3.2)的示意图；

图7-2为图7-1的右视图；

图8为本发明步骤3.3)的示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅附图，一种大跨度悬挑异形超限结构钢连廊1连接塔楼2和塔楼3，主要由桁架连接而成的上部钢结构和下挂层钢结构组成，所述钢连廊1整体平面呈矩形，包括左右两部分，左边部分与塔楼2连接，由位于塔楼2楼面板上的连廊结构内部分和与其连接的连廊悬挑部分组成，右边部分是将塔楼2和塔楼3连接在一起的连廊悬空部分，所述连廊悬空部分和所述连廊悬挑部分在同一平面内呈L形布置。与塔楼2连接的钢连廊左边部分是一种大跨度悬挑超限结构，所述超限结构主要由桁架连接而成的上部钢结构和下挂层钢结构组成，所述超限结构平面呈矩形，由位于塔楼楼面板上的结构内部分和与其连接的悬挑部分组成。

上述大跨度悬挑超限结构的施工工法采用以下步骤：

1)对所述超限结构进行施工单元划分

将所述内部分和所述悬挑部分的上部钢结构的中间条块划为第一施工单元1-1，将所述悬挑部分的其余部分划为第二施工单元1-2。

2)采用高空散拼法和悬臂安装法在塔楼2楼面板上完成所述第一施工单元1-1的施工。

3)完成所述第二施工单元1-2的施工，具体步骤为：

3.1)在裙楼6的屋面板上完成第二施工单元1-2的成型作业；在所述结构内部分的顶部外侧设置多个对称布置的提升滑移装置Ⅰ4-1；在所述悬挑部分的上部钢结构的中间条块的顶部外端两侧设置提升滑移装置Ⅱ4-2。提升滑移装置Ⅰ4-1至少有1组，1组两个，两个提升滑移装置Ⅰ4-1分设在所述悬挑部分的上部钢结构的中间条块的两侧，在本实施例中有4个。在所述悬挑部分的上部钢结构的中间条块的一侧有两个提升滑移装置Ⅰ4-1。

在所述提升滑移装置Ⅰ4-1上设有外伸的提升滑移梁Ⅰ4-1-1，所述提升滑移梁Ⅰ4-1-1与所述结构内部分的外立面垂直，在所述提升滑移梁Ⅰ4-1-1上从外至内依次设有支座Ⅰ4-1-2、推拉器Ⅰ4-1-3和滑移拉杆Ⅰ4-1-4，所述支座Ⅰ4-1-2与所述提升滑移梁Ⅰ4-1-1滑动连接，所述推拉器Ⅰ4-1-3的伸缩端与所述支座Ⅰ4-1-2铰接，所述推拉器Ⅰ4-1-3的内端与所述滑移拉杆Ⅰ4-1-4铰接，在所述滑移拉杆Ⅰ4-1-4上设有沿轴向布置的多个卡板Ⅰ4-1-6，在所述提升滑移梁Ⅰ4-1-1上固定有限位挡板Ⅰ4-1-5，所述卡板Ⅰ4-1-6拉压在所述限位挡板Ⅰ4-1-5的内端面上；在所述支座Ⅰ4-1-2上固装有提升器Ⅰ4-1-7。

在所述提升滑移装置Ⅱ4-2上设有两根外伸的提升梁4-2-1，在所述提升梁4-2-1的外伸端部上固装有滑移梁4-2-2，所述滑移梁4-2-2位于所述悬挑部分的上部钢结构的中间条块的侧边之外，所述滑移梁4-2-2与所述结构内部分的外立面垂直，在所述滑移梁4-2-2上从外至内依次设有支座Ⅱ4-2-3、推拉器Ⅱ4-2-4和滑移拉杆Ⅱ4-2-5，所述支座Ⅱ4-2-3与所述滑移梁4-2-2滑动连接，所述推拉器Ⅱ4-2-4的伸缩端与所述支座Ⅱ4-2-3铰接，所述推拉器Ⅱ4-2-4的内端与所述滑移拉杆Ⅱ4-2-5铰接，在所述滑移拉杆Ⅱ4-2-5上设有沿轴向布置的多个卡板Ⅱ4-2-7，在所述滑移梁Ⅰ4-2-2上固定有一个限位挡板Ⅱ4-2-6，所述卡板Ⅱ4-2-7拉压在所述限位挡板Ⅱ4-2-6的内端面上；在所述支座Ⅱ4-2-3上固装有提升器Ⅱ4-2-8。在本实施例中，上述提升梁4-2-1有2根，且与所述结构内部分的外立面均不垂直。

3.2)启动所述提升器Ⅰ4-1-7和所述提升器Ⅱ4-2-8，将所述第二施工单元1-2整体同步提升至安装设计高度。

3.3)启动所述推拉器Ⅰ4-1-3和所述推拉器Ⅱ4-2-4，在空中将所述第二施工单元1-2整体水平向内逐步滑移就位，然后完成第二施工单元1-2与第一施工单元1-1的连接，请参见图1和图2。

在施工单元的提升过程中，对提升区域杆件需要进行临时加固以满足整体提升需求，抵消吊装中自重应力产生的变形，使其形成稳定的整体以便提升，采用现有技术，在此不再赘述。与提升滑移装置连接的结构部分需要进行临时加强以满足提升重量需求，采用现有技术，在此不再赘述。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种大跨度悬挑超限结构施工工法，所述超限结构主要由桁架连接而成的上部钢结构和下挂层钢结构组成，所述超限结构整体平面呈矩形，由位于塔楼楼面板上的结构内部分和与其连接的悬挑部分组成；其特征在于，该施工工法采用以下步骤：

1)对所述超限结构进行施工单元划分

将所述结构内部分和所述悬挑部分的上部钢结构的中间条块划为第一施工单元，将所述悬挑部分的其余部分划为第二施工单元；

2)采用高空散拼法和悬臂安装法在塔楼楼面板上完成所述第一施工单元的施工；

3)完成所述第二施工单元的施工，具体步骤为：

3.1)在裙楼的屋面板上完成第二施工单元的成型作业；在所述结构内部分的顶部外侧设置多个对称布置的提升滑移装置Ⅰ；在所述悬挑部分的上部钢结构的中间条块的顶部外端两侧设置提升滑移装置Ⅱ；

在所述提升滑移装置Ⅰ上设有外伸的提升滑移梁Ⅰ，所述提升滑移梁Ⅰ与所述结构内部分的外立面垂直，在所述提升滑移梁Ⅰ上从外至内依次设有支座Ⅰ、推拉器Ⅰ和滑移拉杆Ⅰ，所述支座Ⅰ与所述提升滑移梁Ⅰ滑动连接，所述推拉器Ⅰ的伸缩端与所述支座Ⅰ铰接，所述推拉器Ⅰ的内端与所述滑移拉杆Ⅰ铰接，在所述滑移拉杆Ⅰ上设有沿轴向布置的多个卡板Ⅰ，在所述提升滑移梁Ⅰ上固定有限位挡板Ⅰ，所述卡板Ⅰ拉压在所述限位挡板Ⅰ的内端面上；在所述支座Ⅰ上固装有提升器Ⅰ；

在所述提升滑移装置Ⅱ上设有两根外伸的提升梁，在所述提升梁的外伸端部上固装有滑移梁，所述滑移梁位于所述悬挑部分的上部钢结构的中间条块的侧边之外，所述滑移梁与所述结构内部分的外立面垂直，在所述滑移梁上从外至内依次设有支座Ⅱ、推拉器Ⅱ和滑移拉杆Ⅱ，所述支座Ⅱ与所述滑移梁滑动连接，所述推拉器Ⅱ的伸缩端与所述支座Ⅱ铰接，所述推拉器Ⅱ的内端与所述滑移拉杆Ⅱ铰接，在所述滑移拉杆Ⅱ上设有沿轴向布置的多个卡板Ⅱ，在所述滑移梁上固定有限位挡板Ⅱ，所述卡板Ⅱ拉压在所述限位挡板Ⅱ的内端面上；在所述支座Ⅱ上固装有提升器Ⅱ；

3.2)启动所述提升器Ⅰ和所述提升器Ⅱ，将所述第二施工单元整体同步提升至安装设计高度；

3.3)启动所述推拉器Ⅰ和所述推拉器Ⅱ，在空中将所述第二施工单元整体水平向内逐步滑移就位，然后完成第二施工单元与第一施工单元的连接。