CN109779272A - 一种高空钢结构连廊施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑高工施工领域，具体涉及一种高空钢结构连廊施工方法，包括如下步骤：在连廊位置正投影下方的平面搭建好拼装用的胎架并用拉锁固定；在胎架上拼装连廊的下层桁架，拼装完成后拆除拉锁；在连廊下层的平面铺设钢板，在钢板上竖直设置临时支撑杆组，在临时支撑杆组上拼接连廊上层桁架，拼装完成后拆掉钢板和临时支撑杆组；在两侧主楼顶部安装提升平台，配置钢绞线提升器；将下层桁架和上层桁架提升到主楼上部的安装工位，分别卸荷后安装施工到相应位置；在下层桁架上安装用于幕墙施工的可滑动吊篮；在吊篮上进行下层桁架的幕墙施工，施工完毕后拆除吊篮；完成连廊的幕墙施工。该方法极大提高了作业效率和施工精度，节约造价成本。

Description

一种高空钢结构连廊施工方法

技术领域

本发明属于建筑高工施工领域，具体涉及一种高空钢结构连廊施工方法。

背景技术

本公司负责承包建设的主楼钢结构连廊位于标高111.50-123.90m，跨度32.6m，宽度17.6m。由上下两层钢桁架体系构成，分别位于主楼26-28层之间，钢桁架总重量约460T。钢桁架与两侧的两座主楼相应楼层的型钢混凝土结构连接，每层桁架由三榀主桁架及空间支撑体系组成。

现有大型钢结构吊装工艺多以单层组装、吊装就位为主，双层乃至多层钢结构的现场组装、吊装就位，经查询（连廊同步串连提升）在国内外尚无先例，（在高空大跨度空间结构施工领域）难寻可借鉴的经验。其拼装工艺、提升单元的成型、深化设计、整体提升控制、就位卸荷、施工监测等方面都需要进行详细的策划研究。

钢结构连廊的制作加工、拼装、整体吊装就位等过程主要存在以下重点、难点：

（1）钢连廊位于110m至123.9m的高空，跨度32m，高度高、跨度大，整体施工方案难度高；桁架重量大，位于高空，无法在高空拼装。

（2）本次施工中的连廊由上下双层空间桁架体系构成，提升平台系统设计在机房层顶部，是提升期间最重要的受力构件，若采用上下层桁架分次提升，必须分两次设置提升系统，施工成本与工期要求不允许，且上层桁架就位后，根本无法再安装下层桁架提升系统。若先吊装下层桁架，则无法安装上层桁架。

（3）采用整体提升就位方案，钢结构连廊必须在正投影下方的裙房屋面进行桁架的整体拼装，形成整体提升单元。因钢桁架构件截面尺寸大，受现场起重设备及运输条件制约。因整个拼装过程必须在裙房屋面进行，如何进行拼装胎架的合理设计、如何将拼装荷载有效卸载、如何控制桁架拼装精度是工作重点。

（4）钢连廊自拼装至整体提升安装就位，其工况及受力形式不断变化，杆件内力随之变化，为确保桁架自身的结构安全，如何对桁架重要受力杆件进行合理有效的应力应变监测十分重要。钢结构连廊的施工全过程的受力工况与设计工况不同，且不断变化。如何结合施工方案建立科学合理的分析模型，并通过有限元分析，为方案实施提供理论依据，确保施工安全实施，是本工程的施工重点。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种高空钢结构连廊施工方法，地面拼接完钢骨架后直接整体吊装，然后进行浇筑地面、施工幕墙等步骤，极大提高了作业效率和施工精度，节约造价成本。本发明采用的技术方案如下：

一种高空钢结构连廊施工方法，包括如下步骤：

S1)在连廊位置正投影下方的平面搭建好拼装用的胎架并用拉锁固定；

S2)在胎架上拼装连廊的下层桁架，拼装完成后拆除拉锁；

S3)在连廊下层的平面铺设钢板，在钢板上竖直设置临时支撑杆组，在临时支撑杆组上拼接连廊上层桁架，拼装完成后拆掉钢板和临时支撑杆组；

S4)在两侧主楼顶部安装提升平台，配置钢绞线提升器；

S5)将下层桁架和上层桁架提升到主楼上部的安装工位，分别卸荷后安装施工到相应位置；

S6)在下层桁架上安装用于幕墙施工的可滑动吊篮；

S7)在吊篮上进行下层桁架的幕墙施工，施工完毕后拆除吊篮；

S8)完成连廊的幕墙施工。

上述步骤S5)中，将下层桁架和上层桁架的安装施工方法为：

S5.1)将提升器的钢绞线连接上层桁架并向上提升2~3.5m；

S5.2)下层桁架与上层桁架的用若干组刚性的连杆串联；

S5.3)提升器将串联好的下层桁架和上层桁架一同继续向上提升100m，静置至少24小时；检查连杆各处的节点以及下层桁架、上层桁架的拼装节点，若有节点失效现象，降到拼装平面修正，若全部节点均正常则执行下一步骤；

S5.4)提升器继续向上提升直到下层桁架的安装工位处，将下层桁架与主楼连接就位后卸荷；拆除连杆，提升器继续向上提升，直到上层桁架的安装工位处，将上层桁架与主楼连接就位后卸荷。

上述步骤S5.2)中，每个下层桁架的顶梁两端与对应的上层桁架的底梁两端之间均用连杆铰接，每个所述下层桁架的顶梁两端与对应的上层桁架的底梁两端之间还设有软连钢绞线。

上述步骤S5.4)中，所述下层桁架安装方法为：当下层桁架提升到距离安装工位90~120mm位置时，逐步降低提升速度直至到下层桁架的安装工位，提升器锁死暂停提升，安装完成后下层桁架的负载全部由主楼承受；

上层桁架的安装方法为：将上层桁架提升至安装工位，提升器锁死暂停提升，安装完成后上层桁架的负载全部由主楼承受；拆除提升器。

所述提升器在提升时，提升力按照每次20%的增加量逐步加载到100%，每次加载到增加量后停机检查合格后再进行下一次加载；所述提升器在卸载时按照每次20%的减少量逐步减到0，每次卸载到卸载量后停机检查合格后再进行下一次卸载。

上述步骤S5)中，提升速度不超过6m/小时；在提升期间，若风力大于3m/s或者要求暂停提升时，需要将上、下桁架用临时固定到主楼上，临时固定的施工方法为：在上、下层桁架）的顶面分别安装四个横置的固定梁，该固定梁的一端分别固定在上、下层桁架最外侧的主梁上，固定梁的另一端分别伸到主楼内用螺栓固定于框架柱侧部。

上述步骤S4)中所述提升平台包括提升器、数个竖杆、横杆和数个肋杆，将三个所述竖杆按照提升位置对应焊接在横杆上，每个竖杆和横杆之间焊接肋杆，在每个竖杆的后侧焊接斜支撑；将上述焊接完成的提升平台吊装到相应位置后，在竖杆与斜支撑之间以及竖杆上分别浇筑横向和竖向混凝土。

上述步骤S6)中，所述吊篮包括左立臂、右立臂、底架和行走梁，所述行走梁滑动设在下层桁架的平面上。

上述步骤S6)中，所述吊篮的施工方法为：

S6.1)在下层桁架的平面上装配好行走梁；

S6.2)分别将左立臂和右立臂吊装后对应装配在行走梁的两端；

S6.3)在行走梁的左端装配卷扬机吊装在底架的左端，底架的右端用配置的塔吊同时吊装，将底架吊装到装配工位；

S6.4)在下层桁架底部装配两个手拉葫芦吊装底架，然后解除塔吊和卷扬机的吊装，微调手拉葫芦将底架的两端分别与左立臂、右立臂螺接固定；拆除手拉葫芦；

S6.5)在底架上装配护栏。

本发明的有益效果为：整体提升法在高空大跨度空间钢结构施工上有很大优势，双层钢结构分次就位、卸荷的技术，施工速度快，效率高，安全性好，施工质量容易保证。有效解决了高空钢结构施工难题，节约了措施费用。现场吊装作业仅依靠既有塔吊就完成了全部施工，降低了机械台班费用。经测算节约施工成本费用合计至少120万元。

整体提升工艺节能降耗，提升系统设备、装置均可周转使用，符合环保绿色施工要求。

附图说明

图1为本发明实施例搭建的胎架示意图；

图2为本发明实施例拼装的下层桁架示意图；

图3为本发明实施例上下层桁架的的串联示意图；

图4为本发明实施例的提升平台侧视图；

图5为本发明实施例的吊篮左右立壁的装配示意图；

图6为本发明实施例的吊篮底架的装配示意图；

图7为本发明实施例的使用吊篮施工下层桁架侧部幕墙状态示意图；

图8为本发明实施例连廊的截面示意图。

图中：1为下层桁架、2为上层桁架、3为胎架、4为拉锁、5为吊篮、6为顶梁、7为底梁、8为固定梁、9为连杆、10为软连钢绞线、11为提升器、12为竖杆、13为横杆、14为肋杆、15为斜支撑、51为左立臂、52为右立臂、53为底架、54为塔吊、55为卷扬机、56为行走梁、57为手拉葫芦、58为护栏。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步解释说明。

本实施例是在建设奥体金融中心时具体实施的，奥体金融中心项目总建筑面积11.8万㎡，地下3层，地上28层，主楼钢结钢结构连廊位于标高111.50-123.90m，跨度32.6m，宽度17.6m。由上下两层桁架体系构成，分别位于主楼26-28层之间，两层桁架总重量约460T。桁架与两侧主楼相应楼层的型钢混凝土结构连接，每层桁架由三榀顶梁6和底梁7及空间支撑体系组成。具体施工方法包括：

S1)在连廊位置正投影下方的平面搭建好拼装用的胎架3并用拉锁4固定；

S2)在胎架3上拼装连廊的下层桁架1，拼装完成后拆除拉锁4；

S3)在连廊下层的平面铺设钢板，在钢板上竖直设置临时支撑杆组，在临时支撑杆组上拼接连廊上层桁架2，拼装完成后拆掉钢板和临时支撑杆组；

S4)在两侧主楼顶部安装提升平台，配置钢绞线提升器11；

S5)将下层桁架1和上层桁架2提升到主楼上部的安装工位，分别卸荷后安装施工到相应位置；

S6)在下层桁架1上安装用于幕墙施工的可滑动吊篮5；

S7)在吊篮5上进行下层桁架1的幕墙施工，施工完毕后拆除吊篮5；

S8)完成连廊的幕墙施工。

上述步骤S5)中，将下层桁架1和上层桁架2的安装施工方法为：

S5.1)将提升器11的钢绞线连接上层桁架2并向上提升2~3.5m；

S5.2)下层桁架1与上层桁架2的用若干组刚性的连杆9串联；

S5.3)提升器11将串联好的下层桁架1和上层桁架2一同继续向上提升100m，静置至少24小时；检查连杆9各处的节点以及下层桁架1、上层桁架2的拼装节点，若有节点失效现象，降到拼装平面修正，若全部节点均正常则执行下一步骤；

S5.4)提升器11继续向上提升直到下层桁架1的安装工位处，将下层桁架1与主楼连接就位后卸荷；拆除连杆9，提升器11继续向上提升，直到上层桁架2的安装工位处，将上层桁架2与主楼连接就位后卸荷。

上述步骤S5.2)中，每个下层桁架1的顶梁6两端与对应的上层桁架2的底梁7两端之间均用连杆9铰接，每个所述下层桁架1的顶梁6两端与对应的上层桁架2的底梁7两端之间还设有软连钢绞线10。

上述步骤S5.4)中，所述下层桁架1安装方法为：当下层桁架1提升到距离安装工位90~120mm位置时，逐步降低提升速度直至到下层桁架1的安装工位，提升器11锁死暂停提升，安装完成后下层桁架1的负载全部由主楼承受；

上层桁架2的安装方法为：将上层桁架2提升至安装工位，提升器11锁死暂停提升，安装完成后上层桁架2的负载全部由主楼承受；拆除提升器11。

所述提升器11在提升时，提升力按照每次20%的增加量逐步加载到100%，每次加载到增加量后停机检查合格后再进行下一次加载；所述提升器11在卸载时按照每次20%的减少量逐步减到0，每次卸载到卸载量后停机检查合格后再进行下一次卸载。可以通过调节提升器11的系统压力和流量，严格控制启动的加速度和制动加速度，使其接近于零以至于可以忽略不计，保证提升过程中桁架的稳定性。

上述步骤S5)中，提升速度不超过6m/小时；在提升期间，若风力大于3m/s或者要求暂停提升时，需要将上、下桁架2、1用临时固定到主楼上，临时固定的施工方法为：在上、下层桁架2、1的顶面分别安装四个横置的固定梁8，该固定梁8的一端分别固定在上、下层桁架2、1最外侧的主梁6上，固定梁8的另一端分别伸到主楼内用螺栓固定于框架柱侧部。

上述步骤S4)中所述提升平台包括提升器11、数个竖杆12、横杆13和数个肋杆14，将三个所述竖杆12按照提升位置对应焊接在横杆13上，每个竖杆12和横杆13之间焊接肋杆14，在每个竖杆12的后侧焊接斜支撑15；将上述焊接完成的提升平台吊装到相应位置后，在竖杆12与斜支撑15之间以及竖杆12上分别浇筑横向和竖向混凝土。

提升平台采用计算机控制液压提升方式。提升平台主要包括：计算机控制系统、提升承重柔性钢绞线、液压提升器11、液压泵站和传感检测设备。

液压提升系统配置表

名称	规格	型号	单重t	数量
					液压提升器11	200吨	TLJ-2000	1	6
液压泵源系统	60kW	TL-HPS60	2.2	2
					同步控制系统	-	TL-CS 11.2	-	1
液压油管	Ф13	-	-	10箱
					钢绞线	17.8mm	-	-	7T
传感器	行程/锚具	TL-SL	-	6

上述步骤S6)中，所述吊篮5包括左立臂51、右立臂52、底架53和行走梁56，所述行走梁56滑动设在下层桁架1的平面上。

上述步骤S6)中，所述吊篮5的施工方法为：

S6.1)在下层桁架1的平面上装配好行走梁56；

S6.2)分别将左立臂51和右立臂52吊装后对应装配在行走梁56的两端；

S6.3)在行走梁56的左端装配卷扬机55吊装在底架53的左端，底架53的右端用配置的塔吊54同时吊装，将底架53吊装到装配工位；

S6.4)在下层桁架1底部装配两个手拉葫芦57吊装底架53，然后解除塔吊54和卷扬机55的吊装，微调手拉葫芦57将底架53的两端分别与左立臂51、右立臂52螺接固定；拆除手拉葫芦57；

S6.5)在底架53上装配护栏58。

Claims (9)

1.一种高空钢结构连廊施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)在连廊位置正投影下方的平面搭建好拼装用的胎架（3）并用拉锁（4）固定；

S2)在胎架（3）上拼装连廊的下层桁架（1），拼装完成后拆除拉锁（4）；

S3)在连廊下层的平面铺设钢板，在钢板上竖直设置临时支撑杆组，在临时支撑杆组上拼接连廊上层桁架（2），拼装完成后拆掉钢板和临时支撑杆组；

S4)在两侧主楼顶部安装提升平台，配置钢绞线提升器（11）；

S5)将下层桁架（1）和上层桁架（2）提升到主楼上部的安装工位，分别卸荷后安装施工到相应位置；

S6)在下层桁架（1）上安装用于幕墙施工的可滑动吊篮（5）；

S7)在吊篮（5）上进行下层桁架（1）的幕墙施工，施工完毕后拆除吊篮（5）；

S8)完成连廊的幕墙施工。

2.根据权利要求1所述高空钢结构连廊施工方法，其特征在于：上述步骤S5)中，将下层桁架（1）和上层桁架（2）的安装施工方法为：

S5.1)将提升器（11）的钢绞线连接上层桁架（2）并向上提升2~3.5m；

S5.2)下层桁架（1）与上层桁架（2）的用若干组刚性的连杆（9）串联；

S5.3)提升器（11）将串联好的下层桁架（1）和上层桁架（2）一同继续向上提升100m，静置至少24小时；检查连杆（9）各处的节点以及下层桁架（1）、上层桁架（2）的拼装节点，若有节点失效现象，降到拼装平面修正，若全部节点均正常则执行下一步骤；

S5.4)提升器（11）继续向上提升直到下层桁架（1）的安装工位处，将下层桁架（1）与主楼连接就位后卸荷；拆除连杆（9），提升器（11）继续向上提升，直到上层桁架（2）的安装工位处，将上层桁架（2）与主楼连接就位后卸荷。

3.根据权利要求2所述高空钢结构连廊施工方法，其特征在于：上述步骤S5.2)中，每个下层桁架（1）的顶梁（6）两端与对应的上层桁架（2）的底梁（7）两端之间均用连杆（9）铰接，每个所述下层桁架（1）的顶梁（6）两端与对应的上层桁架（2）的底梁（7）两端之间还设有软连钢绞线（10）。

4.根据权利要求2所述高空钢结构连廊施工方法，其特征在于，上述步骤S5.4)中，所述下层桁架（1）安装方法为：当下层桁架（1）提升到距离安装工位90~120mm位置时，逐步降低提升速度直至到下层桁架（1）的安装工位，提升器（11）锁死暂停提升，安装完成后下层桁架（1）的负载全部由主楼承受；

上层桁架（2）的安装方法为：将上层桁架（2）提升至安装工位，提升器（11）锁死暂停提升，安装完成后上层桁架（2）的负载全部由主楼承受；拆除提升器（11）。

5.根据权利要求1至4任一项所述高空钢结构连廊施工方法，其特征在于：所述提升器（11）在提升时，提升力按照每次20%的增加量逐步加载到100%，每次加载到增加量后停机检查合格后再进行下一次加载；所述提升器（11）在卸载时按照每次20%的减少量逐步减到0，每次卸载到卸载量后停机检查合格后再进行下一次卸载。

6.根据权利要求1所述高空钢结构连廊施工方法，其特征在于：上述步骤S5)中，提升速度不超过6m/小时；在提升期间，若风力大于3m/s或者要求暂停提升时，需要将上、下桁架（2、1）用临时固定到主楼上，临时固定的施工方法为：在上、下层桁架（2、1）的顶面分别安装四个横置的固定梁（8），该固定梁（8）的一端分别固定在上、下层桁架（2、1）最外侧的主梁（6）上，固定梁（8）的另一端分别伸到主楼内用螺栓固定于框架柱侧部。

7.根据权利要求1所述高空钢结构连廊施工方法，其特征在于：上述步骤S4)中所述提升平台包括提升器（11）、数个竖杆（12）、横杆（13）和数个肋杆（14），将三个所述竖杆（12）按照提升位置对应焊接在横杆（13）上，每个竖杆（12）和横杆（13）之间焊接肋杆（14），在每个竖杆（12）的后侧焊接斜支撑（15）；将上述焊接完成的提升平台吊装到相应位置后，在竖杆（12）与斜支撑（15）之间以及竖杆（12）上分别浇筑横向和竖向混凝土。

8.根据权利要求1所述高空钢结构连廊施工方法，其特征在于：上述步骤S6)中，所述吊篮（5）包括左立臂（51）、右立臂（52）、底架（53）和行走梁（56），所述行走梁（56）滑动设在下层桁架（1）的平面上。

9.根据权利要求8所述高空钢结构连廊施工方法，其特征在于，上述步骤S6)中，所述吊篮（5）的施工方法为：

S6.1)在下层桁架（1）的平面上装配好行走梁（56）；

S6.2)分别将左立臂（51）和右立臂（52）吊装后对应装配在行走梁（56）的两端；

S6.3)在行走梁（56）的左端装配卷扬机（55）吊装在底架（53）的左端，底架（53）的右端用配置的塔吊（54）同时吊装，将底架（53）吊装到装配工位；

S6.4)在下层桁架（1）底部装配两个手拉葫芦（57）吊装底架（53），然后解除塔吊（54）和卷扬机（55）的吊装，微调手拉葫芦（57）将底架（53）的两端分别与左立臂（51）、右立臂（52）螺接固定；拆除手拉葫芦（57）；

S6.5)在底架（53）上装配护栏（58）。