狭小场地内大悬挑钢桁架连廊施工技术.docxVIP

随着建筑技术的不断发展，大跨度钢结构连廊在各类建筑中的应用日益广泛。这种结构以其坚韧的强度，卓越的稳定性以及灵活的空间适应性等特点，为现代建筑赋予了新的生命力。大跨空间结构的发展和演变为我国城市建筑吊装工作带来了全新的机遇和挑战。随着高、大跨度钢结构在工程建设中的日益复杂化，如何实现大跨度钢连廊吊装施工工艺的更新和发展，已引起了建筑界的广泛关注。施工中，选择科学、合理的方法，不仅可以提高工程质量，而且可以优化建筑结构外观，对于建筑设计具有至关重要的作用。

某工程超高层钢结构建筑南北两侧3~5层的大跨度悬挑连廊连通中央塔楼大厅和2栋裙房，连廊总体长度为110?m，最大的悬挑长度为10.28?m。其造型奇特的复杂结构为工程施工带来了极大的挑战，大跨度连廊桁架结构跨度大、造型复杂、安装精度要求高，不仅安装施工难度大，而且安装及卸载过程中对地基产生的不均匀沉降更加难以控制。通过全过程施工模拟分析，削弱了施工过程中对周围环境的影响，确保施工安全可控，节约施工成本。采用多级同步卸载的方式对临时支撑体系卸载，有效解决悬挑连廊施工过程中产生的不均匀沉降问题。

1?工程概况

该超高层建筑主体结构形式为地下3层地下室及地上33层的中央主塔楼以及两侧5层裙房，主楼及两侧裙房通过中央大厅和空中连廊将塔楼及裙房连在一起，建筑东西向总长约146?m，南北向总长约55?m。

整个连廊的总跨度为110?m，连廊南、北两侧各布置一榀钢桁架，桁架高度为9.6?m，下弦杆位于3层楼面标高，上弦杆位于5层楼面标高，桁架的节间长度为17~19?m。桁架上、下弦杆的材质为Q390，直腹杆及斜腹杆与弦杆之间通过销轴连接，桁架直腹杆及斜腹杆的材质均为Q420。连廊4~5层上弦杆下挂结构，通过吊柱与5层连接（图1~图3）。

图1?钢结构三维模型

图2?连廊立面示意

图3?销轴连接节点示意

2?施工关键点分析

（1）连廊施工前，主楼核心筒施工至29层，外框结构施工至17层，两侧裙房核心筒及外框均已施工完成，此时裙房位置处地基沉降已基本稳定，但主楼尚未完成施工，地基尚未稳定，故后续外框结构施工过程中，主楼位置地基会继续发生沉降，如何避免连廊施工完成后主楼与裙房地基的不均匀沉降造成节点处应力集中，其为本工程施工过程中的重难点。

（2）整个连廊空间桁架体系由3层和5层的主体结构上悬挑出来，钢桁架腹杆为钢拉杆结构形式，腹杆与上、下弦杆连接形式全部为销轴机械连接。腹杆的截面尺寸为□400×200×40×40，属于宽扁截面，且单根构件长度达20?m，抗压能力非常弱，因此在整个连廊施工过程中，所有腹杆均需要保持处于受拉状态。

（3）桁架腹杆与上、下弦杆连接为销轴连接，销轴直径为180?mm，腹杆节点处开孔直径为181?mm，孔洞与销轴仅误差1?mm，几乎为“零碰零”安装，如何在构件生产及安装过程中将精度控制在1?mm以内为本工程施工过程中的另一重难点（图4）。

（a）

（b）

图4?销轴节点示意

（a）节点1；（b）节点2

3基于模型施工模拟的大悬挑钢桁架连廊

3.1?整体模型施工模拟分析方法

针对连廊施工时主楼及裙房的不均匀沉降，通过整体模型施工模拟方法对连廊及临时支撑体系建模分析，可综合考虑连廊桁架结构的自重荷载作用及临时支撑体系卸载前后的支座反力、各杆件之间的应力，以得出各施工阶段的变形预调整数值和应力监控数值，从而指导施工现场各施工阶段的实施过程。

由内力分析结果表明，沉降对裙楼桁架杆件的剪力和弯矩的影响较小，但对杆件轴力有明显影响。随着沉降差异的增加，杆件轴力也会增加，且部分斜腹杆在沉降作用下，其内力值由拉力转为压力，且量值的增幅较大。应力分析结果的规律与内力分析结果一致，桁架杆件内力见表1。

表1?桁架杆件内力kN

通过对整体应力及应力比计算分析，在永久荷载的作用下，结构杆件最大应力在东北角的吊柱上，最大应力为112?N/mm2，对应最大应力比为0.35；当永久荷载与沉降作用同时发生时，结构杆件最大应力出现在连接塔楼巨柱和裙楼框架柱的框架梁梁端，最大应力为155?N/mm2，最大应力比为0.47。

3.2?大悬挑钢桁架连廊施工工艺

（1）根据整体模型施工模拟分析结构，结合现场实际情况，安装连廊桁架时，利用大型汽车式起重机与塔式起重机配合施工，采用“临时支撑+分段吊装”的施工工艺。

（2）连廊桁架由于采用分段吊装，结构未成型之前尚不能完全靠自身承载或保持稳定，因此需要预先设计临时支撑，既能为连廊桁架高空安装提供操作平台，又能确保已安装构件的稳定性，以减少安装过程中结构的内力、变形，提高主体结构施工过程的安全性及安装精度。

（3）根据现场情况，将整个连廊桁架安装按轴线分成5个节间，依次吊装，每个节间的桁架杆件按照先下后上，依次安装下弦杆、上弦杆，最后补缺腹杆。将上、下弦杆均搁置于临