1、佛山市南海地铁金融城项目钢连廊结构液压同步提升技术摘要：为提高工程质量及工作效率，降低成本，在高层连体建筑施工中，先将组合连体钢桁架在低层楼面拼装成形，再把组合连体钢桁架连同楼面模板支架和手脚架整体提升到位后，再施工劲性结构。本文以工程实例介绍“超大型结构液压同步提升技术” ，为今后工作提供借鉴参考。 关键词：钢连廊结构；整体提升；施工技术； 中图分类号：D912.28 文献标识码：A 工程概况 佛山市南海区地铁金融城项目钢连廊结构在 33 层（标高 137.04m）以上平面转换为钢结构体系和悬挑钢结构体系，在空中合拢为 L 型空间结构体系，共有 7 层。钢连廊结构的自身高度约为 25.65m
2、，从结构的137.04m 开始，一直延伸到塔楼的屋面层，即 162.69m，由两栋平面上互相垂直的主塔楼延伸的悬挑结构交错而成，其中北侧塔楼悬挑结构长度为 41.2m，西侧塔楼悬挑结构长度为 26m。整个悬挑连廊总重约 2500 吨，本次提升的总重量约为 1700t。连廊结构平面布置及本次提升范围如下图所示。 根据本工程连廊结构特点，拟采用“超大型结构液压同步提升技术”进行连廊结构的安装。连廊结构在地面拼装为整体，在两座塔楼的屋面层（标高+162.67m）设置提升上吊点，共设置 5 组吊点，每组提升吊点设置 1 组液压提升器，分别布置在连廊的提升单元的 14 线和 K 轴. 1 连廊钢结构的地
3、面整体拼装 根据连廊提升整体需要在地面拼装，根据经设计审核批准的深化加工图结合运输条件及加工尺寸加工构件，运输到工地进行焊接和螺栓连接两种连接方式的拼装，拼装过程根据详图软件中的控制坐标事先在平台上标识好轴线位置，严格控制焊接变形位移，保证所有拼装杆件的控制坐标尺寸控制在规范偏差范围内，以保证整体提升就位后的位置准确性。 2 连廊结构分段 连廊采用整体提升工艺吊装，因其主弦杆及端部腹杆与主楼钢骨柱刚性连接的结构特点，每榀桁架的两端均需要在安装前预制分段处理：两端分段作为钢牛腿结构，与钢骨柱一起预制好，直接安装到位；中间分段在地面上散件拼装，整体成型；分段接口处节间的部分斜腹杆影响主桁架的提升就
4、位，根据提升安装所需尺寸预留后装段，在上下弦杆对接完成之后安装。同时，由于钢连廊整体提升过程中，结构单元需从下至上通过各层钢牛腿。为保证已安装牛腿结构不影响结构单元的提升过程，连廊的每一层杆件在分段位置应错开约 50100mm； 斜腹杆后装段长度预制时应放长至少 50mm。待现场主桁架提升到位，上下弦杆定位焊接后，根据实测长度对后装段现场下料后安装。 3 提升吊点设置 考虑到本工程的连廊的特殊性，连廊提升共设置 5 组吊点，每组提升吊点设置 1 组液压提升器，分别布置在连廊结构的两端，其中，J 轴9、10、11 线和 14 线K、L、M 轴处共设置 5 组吊点，利用连廊框架柱的延伸段设置。连廊
5、提升单元提升吊点位置如下图所示。 4 同步提升技术 4.1 同步提升原理 液压提升系统主要由液压提升器、液压泵源系统、计算机同步控制及传感检测系统组成。 “液压同步提升技术”采用液压提升器作为提升机具，柔性钢绞线作为承重索具。液压提升器为穿芯式结构，以钢绞线作为提升索具，有着安全、可靠、承重件自身重量轻、运输安装方便、中间不必镶接等一系列独特优点。 液压同步提升施工技术采用传感监测和计算机集中控制，通过数据反馈和控制指令传递，可全自动实现同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能。 4.2 提升同步控制策略 控制系统根据一定的控制策略和算法实现对钢连廊单元整
6、体提升（下降）的姿态控制和荷载控制。在提升（下降）过程中，从保证结构吊装安全角度来看，应满足以下要求： 应尽量保证各个提升吊点的液压提升设备配置系数基本一致； 应保证提升（下降）结构的空中稳定，以便提升单元结构能正确就位，也即要求各个吊点在上升或下降过程中能够保持一定的同步性（10mm） 。 根据以上要求，制定如下的控制策略： 将每组吊点的液压提升器串、并联在液压泵源系统的泵机上，每套液压泵源系统有 2 台泵机。 将集群的 8 台液压提升器中的一台提升速度和行程位移值设定为标准值，作为同步控制策略中速度和位移的基准。在计算机的控制下，其余 7 台液压提升器分别以各自的位移量来跟踪比对主令点，根
7、据两点间位移量之差 L 进行动态调整，保证各吊点在提升过程中始终保持同步。通过三点确定一个平面的几何原理，保证钢连廊单元在整个提升过程中的水平度和稳定性。 5 试提升 检查临时措施及连廊提升单元符合设计要求后，开始试提升。 在试提升过程中，采取逐级加载的方法进行提升，按照设计荷载的20%、40%、60%、80%、90%、95%、100%的顺序逐级加载，直至连廊提升单元脱离拼装平台；连廊结构提升约 150mm 后，液压提升系统采用单点控制的方法，调整连廊结构的水平度；调整完成后，在连廊提升单元的底部设置临时支撑措施，并静置 12 小时；连廊提升单元静置过程中，再次检查确认提升系统及提升临时措施等
8、是否正常；确认无误后，开始正式提升。 6 正式提升 为确保钢连廊单元及主楼结构提升过程的平稳、安全，根据钢连廊的特性，拟采用“吊点油压均衡，结构姿态调整，位移同步控制，分级卸载就位”的同步提升和卸载落位控制策略。提升的几个关键步骤如下图所示： 第一步：在拼装平台上整体拼装连廊 第二步：整体提升离地面150mm 第三步：连廊整体提升过程 第四步：整体提升就位、连接 6.1 同步吊点设置 本工程中最大提升单元共有 8 台液压提升器。在每台液压提升器处各设置一套同步传感器，用以测量提升过程中各台液压提升器的提升位移同步性。主控计算机根据这 8 个传感器的位移检测信号及其差值，构成“传感器计算机泵源控
9、制阀提升器控制阀液压提升器钢连廊单元”的闭环系统，控制整个提升过程的同步性。 6.2 提升分级加载 通过试提升过程中对钢连廊、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。 以计算机仿真计算的各提升吊点反力值为依据，对钢连廊单元进行分级加载（试提升） ，各吊点处的液压提升系统伸缸压力应缓慢分级增加，依次为 20%、40、60、70%、80；在确认各部分无异常的情况下，可继续加载到 90、95、100，直至钢连廊单元全部脱离拼装胎架。 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、下吊点结构、钢连廊等加载前后的变形情况，以及主楼结构的稳
10、定性等情况。一切正常情况下，继续下一步分级加载。 当分级加载至钢连廊即将离开拼装胎架时，可能存在各点不同时离地，此时应降低提升速度，并密切观查各点离地情况，必要时做“单点动”提升。确保钢连廊离地平稳，各点同步。 6.3 结构离地检查 连廊离开拼装胎架约 150mm 后，利用液压提升系统设备锁定，空中停留 12 小时以上作全面检查（包括吊点结构，承重体系和提升设备等） ，并将检查结果以书面形式报告现场总指挥部。各项检查正常无误，再进行正式提升。 6.4 姿态检测调整 用测量仪器检测各吊点的离地距离，计算出各吊点相对高差。通过液压提升系统设备调整各吊点高度，使钢连廊达到水平姿态。 5.5 整体同步
11、提升 以调整后的各吊点高度为新的起始位置，复位位移传感器。在钢连廊整体提升过程中，保持该姿态直至提升到设计标高附近。 6.6 提升过程的微调 钢连廊在提升及下降过程中，因为空中姿态调整和杆件对口等需要进行高度微调。在微调开始前，将计算机同步控制系统由自动模式切换成手动模式。根据需要，对整个液压提升系统中各个吊点的液压提升器进行同步微动（上升或下降） ，或者对单台液压提升器进行微动调整。微动即点动调整精度可以达到 3mm，完全可以满足钢连廊单元安装的精度需要。 6.7 提升就位 钢连廊提升至设计位置后，暂停；各吊点微调使连廊各层弦杆精确提升到达设计位置；液压提升系统设备暂停工作，保持钢连廊单元的
12、空中姿态，连廊各层弦杆与端部分段之间对口焊接固定；安装斜腹杆后装分段，使其与两端已装分段结构形成整体稳定受力体系。 液压提升系统设备同步卸载，至钢绞线完全松弛；进行钢连廊的后续高空安装；拆除液压提升系统设备及相关临时措施，完成钢连廊单元的整体提升安装。 6.8 整体提升结构的水平位移监测和控制措施 1）水平位移的监测 由于总提升高度有 169m 共 39 层，为有效的监控整个提升部位的水平位移，所以在 10 层开始间隔 5 层就在塔楼内设置一个监控点，对提升过程进行全方位检测； 2）水平位移的控制措施 由于提升部分的总重量约 1700 吨，其自重是垂直向下的，且整个结构是镂空结构，风荷载对其水
13、平位移的影响极小，主要考虑两个迎风面垂直风荷载的影响；在提升就位过程中如出现风力和自身刚性震动引起提升部分的水平位移，采取以下两个措施加以控制，其一是整体结构向主体塔楼外的位移，在塔楼内用手动葫芦顶向内拉微调使其与理论就位尺寸相吻合。 其二是整体结构向主体塔楼内的位移：此过程主要是在提升到理论高度就位时，为保证就位合拢尺寸的正确性，在原主体结构上设置液压千斤顶向外微调使其与理论就位尺寸相吻合。 6.9 提升完成后的卸载 连廊结构对接工作完毕后，液压提升系统各吊点同步分级缓慢卸载，采取逐级加载的方法进行卸载，按照设计荷载的20%、40%、60%、80%、90%、95%、100%的顺序逐级卸载，使连体结构自重转移至主楼框架结构上. 7 结语 本工程选择科学合理的施工方法，严格执行质量标准规范和设计要求。整个提升过程中均按预先制定的方案实施，未出现任何质量问题，达到设计预期的效果。 参考文献 （1） 钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001 （2） 重型结构（设备）整体提升技术规程 J11400-2009
