高玉鵬 王守敬 龐武強 馮斌 洪圖

摘 要 結(jié)合北京市昌平區(qū)未來科學(xué)城A1430項目的實際情況，介紹了項目采用的超高異形懸挑鋼結(jié)構(gòu)逆序吊裝施工技術(shù)，包括前期構(gòu)件深化、受力模擬分析及最終的吊裝施工。

關(guān)鍵詞 超高異形懸挑鋼結(jié)構(gòu);逆序吊裝;斜向支撐鋼結(jié)構(gòu)柱

引言

懸挑結(jié)構(gòu)造型作為建筑造型的重要組成部分越來越多地出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)施工當(dāng)中。在距地較高樓層處懸挑的鋼結(jié)構(gòu)配以底部斜向支撐的鋼柱形成的結(jié)構(gòu)整體，是一種較為通用常見的懸挑結(jié)構(gòu)設(shè)計形式。本工程結(jié)合項目實際情況，采用了超高異形懸挑鋼結(jié)構(gòu)逆序吊裝施工技術(shù)，解決了項目超高異形懸挑鋼結(jié)構(gòu)的吊裝難題，節(jié)約了工期，創(chuàng)造了效益。

1工程概況

本工程位于北京市昌平區(qū)未來科學(xué)城，30-7#商業(yè)辦公樓15層室外懸挑鋼平臺，懸挑部分結(jié)構(gòu)高度59.78m，鋼平臺最大懸挑凈長度8.4m，懸挑部分用鋼量33.2噸，懸挑鋼平臺底部為兩根倒八字樹杈狀的鋼管柱支撐。先吊裝鋼管柱存在臨時固定難、高空作業(yè)風(fēng)險大等難題。

2施工工藝流程

2.1 利用Tekla structures軟件對復(fù)雜節(jié)點進(jìn)行優(yōu)化

利用Tekla structures軟件對結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，將底部斜柱合理分為三段，上下兩段長度應(yīng)保證中間段斜向鋼柱從上部穿過鋼梁吊裝時與鋼梁之間能保證一定安全距離不發(fā)生碰撞，上端與懸挑鋼結(jié)構(gòu)梁在加工廠內(nèi)組合加工為單個構(gòu)件，下端與勁性結(jié)構(gòu)的型鋼柱在加工廠內(nèi)組合加工為單個構(gòu)件。

2.2 鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工模擬分析

為保證吊裝順序?qū)︿摻Y(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形影響在可控范圍內(nèi)，利用Midas Gen軟件對結(jié)構(gòu)進(jìn)行吊裝模擬分析。荷載效應(yīng)組合和荷載分項系數(shù)取值按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009取值，取荷載放大系數(shù)為1.1，臨時支承結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.0，按靜力學(xué)方法對施工過程中的結(jié)構(gòu)分整體拼裝鋼梁部分吊裝、安裝中部梁、安裝底部斜柱及斜柱上方鋼梁并卸載兩個內(nèi)拉索、安裝南側(cè)分段、安裝南側(cè)分段底部支撐斜鋼柱及頂部鋼梁、安裝南側(cè)分段底部支撐斜鋼柱及頂部鋼梁、安裝南側(cè)剩余其他鋼梁、安裝北側(cè)邊緣鋼梁七個時段進(jìn)行彈性分析[1]。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工及卸荷

地面拼裝部分設(shè)置六個支點，保證拼裝部分保持穩(wěn)定，局部高度需調(diào)整位置借助液壓千斤頂進(jìn)行微調(diào)，構(gòu)件移動采用50t汽車吊進(jìn)行吊裝，所有節(jié)點施工完成后按照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205-2001進(jìn)行質(zhì)量驗收[2]。

根據(jù)胎架重量、尺寸及現(xiàn)場工況，對吊重機械進(jìn)行選型，首先考慮已有塔式起重機能否滿足吊裝要求，不滿足的情況下考慮其他吊裝機械，最終選定采用300t汽車吊進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)梁胎架吊裝。綜合考慮吊點位置、吊裝重量、安全系數(shù)，選取吊裝鋼絲繩為6×36+FC型鋼絲繩。

拉結(jié)鋼絲繩用卡環(huán)一端拉結(jié)到主梁端部的吊耳，一端連接到懸挑鋼平臺的上層既有主體結(jié)構(gòu)上，用倒鏈對鋼絲繩進(jìn)行微調(diào)，控制兩根鋼絲繩受力均勻平等。

斜向鋼柱中間段吊裝前，利用全站儀測量鋼柱上端固定點定位坐標(biāo)，通過移動拉結(jié)鋼絲繩進(jìn)行調(diào)整，確保位置準(zhǔn)確。吊裝鋼絲繩根據(jù)鋼柱安裝完成后的角度進(jìn)行長度調(diào)整，保證斜柱起吊后形成與安裝完成后同樣的角度。吊裝穿過上部已安裝完成的鋼梁胎架時緩慢通過，確保吊裝鋼絲繩及吊裝斜柱不與鋼梁胎架發(fā)生碰撞。吊裝到位后，通過鋼柱中段兩端設(shè)置的加固耳板與鋼柱上下段進(jìn)行錨栓臨時連接，位置調(diào)整到位后進(jìn)行焊接。

剩余鋼梁進(jìn)行散拼吊裝，吊裝順序從已吊裝完成的胎架由近及遠(yuǎn)安裝，安裝過程中操作人員安全措施到位，節(jié)點位置焊接及其他施工操作佩戴雙安全繩，在穩(wěn)定的懸掛平臺內(nèi)施工作業(yè)。由于部分懸挑鋼結(jié)構(gòu)在塔式起重機吊裝范圍內(nèi)，部分散拼鋼梁利用已有塔式起重機進(jìn)行吊裝。施工質(zhì)量按照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》進(jìn)行控制。

懸挑鋼框架平臺安裝完成后鋼絲繩的拆除過程是對結(jié)構(gòu)的一個卸載過程。卸載前，鋼結(jié)構(gòu)所有節(jié)點的連接保證全部驗收合格。根據(jù)設(shè)計要求，懸挑鋼梁端部變形量不得超過3%，由此確定倒鏈行程。過程中采用全站儀全稱觀測設(shè)置在鋼梁端部的反射貼片獲得變形值，對卸載過程進(jìn)行指導(dǎo)和預(yù)警。卸載后懸挑鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形經(jīng)Midas Gen軟件模擬計算符合設(shè)計要求。

3效益分析

本工程利用此項技術(shù)施工的超高位置異形懸挑鋼結(jié)構(gòu)工程，施工過程中安全可靠，質(zhì)量經(jīng)驗收合格，本工法的成功應(yīng)用為同類結(jié)構(gòu)形式的施工提供了一種新的施工思路，具有良好的社會效益。經(jīng)商務(wù)人員核算，與傳統(tǒng)施工工藝相比，共節(jié)約成本39.86萬元，同時節(jié)省了工期。

4結(jié)束語

隨著建筑造型的日益復(fù)雜，部分傳統(tǒng)的施工工藝已無法滿足施工需求，超高懸挑鋼結(jié)構(gòu)逆序吊裝適用于建筑中超高位置懸挑鋼結(jié)構(gòu)順序吊裝時安全隱患多、質(zhì)量控制難度大的情況，可節(jié)約一定的工期與施工成本，對于類似施工難度較大的工程施工具有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 魏勁松.高層屋面連體大懸挑雙層鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[J].建筑施工，2014，36（5）：550-553.

[2] 李洪泉.高層建筑懸挑鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2013，40（12）;30-31.