双塔连体68m高空钢桁架整体提升施工技术.doc

双塔连体双塔连体 68m68m 高空钢桁架高空钢桁架 整体提升施工技术整体提升施工技术乔 波 卢兴华 胡乐庭（苏州第一建筑集团有限公司 215002）【【摘要摘要】】在太仓市大半泾地块工程综合楼双塔连接体转换桁架施工中，针对工程的特点、难 点，利用 18 层结构自身牛腿做为提升点，通过对钢桁架制作、拼装、焊接等工艺的有效控制， 采用计算机控制液压千斤顶同步提升技术，完成了两个高空转换桁架的整体提升，精确合拢，达 到了结构受力的平稳转换与卸载，使施工质量和施工安全得到了保证 关键词关键词：：桁架 整体提升 提升点 卸载1.1.工程概况工程概况太仓市大半泾地块工程结构类型为双塔连接体复杂高层结构，地上 25 层，地下一层，主楼 屋面高度 98.650 米在八层以下（含八层）由两个边轴线相距 30 米的框架—核心筒双塔构成， 两塔本身平面、竖向规整，纵向结构布置基本对称，在八层及二十二层屋面两塔之间的中间开间 相连，形成了双塔连体的结构形式，连体竖向结构通过 8~10 层及 16~18 层转换桁架传到两塔边 柱上，是具有大跨连体、16 层连接部分的结构转换与下部双塔的多重复杂高层。

图 1、图 2)图 1 桁架立面图 图 2 桁架实体照片1.11.1．．8~10 层及 16~18 层转换桁架为双层单向桁架，东西长 30 米，桁架矢高 7.7 米，与东西 方向的劲性结构相连，每个桁架重量 225 吨，钢材材质为 Q345B，构件截面形式为 H 型，截面尺 寸为 BH800*600*50*50、BH600*600*42*42，BH500*250*20*26 等，16~18 层桁架上弦标高 67.8 米，8~10 层桁架上弦标高 37 米2.2.桁架整体提升的特点及难点桁架整体提升的特点及难点2.12.1 操作难度大，施工工期紧，科技含量高操作难度大，施工工期紧，科技含量高在本工程施工中，由于设计考虑两座主楼基础沉降因素，要求两座主楼结构完成后才能进行 中间连接体部分钢结构的施工为克服工期紧，场地小的困难，我们采用了地面拼装、整体滑移 就位、整体提升的施工工艺，减少高空作业，避免受主楼上部结构进度的影响，增加施工科技含 量2.22.2 结构自身牛腿做提升点，挑出牛腿的受力及变形不易控制结构自身牛腿做提升点，挑出牛腿的受力及变形不易控制。

本次提升采用用结构本身牛腿（18 层牛腿挑出长度为 3 米）作为提升点，通过对结构本身牛 腿的应力应变及竖向变形进行计算，并采取上拉式加固方式保证牛腿满足提升要求由于整体提升先进行上部桁架再进行下部桁架，所以对下部桁架及上部桁架下弦的牛腿挑出 长度精确计算，并在提升过程中派专人监视，避免上部桁架提升中与下部桁架牛腿干涉2.32.3 高空合拢接口多，整体合拢精度难以控制高空合拢接口多，整体合拢精度难以控制高空合拢接口为东西两边各 8 个，两个边跨的 4 个十字支撑更是只能临时固定在上下弦之间， 提升到位后采用倒链安装就位，严格控制桁架的拼装精度，对其中一个单元的整个提升过程进行 计算机模拟计算，了解提升过程中各提升点的受力情况，桁架的挠度变形确定合理的预起拱值， 并且主桁架的合拢对接要经过变形、应力计算，保证桁架整体安装精度2.42.4 提升高度大，受天气因素影响大提升高度大，受天气因素影响大16~18 层桁架的提升高度为 58.35 米， 8~10 层桁架提升高度 27.55 米16~18 层桁架提升时 间预计近 20 个小时，桁架作为双塔连接体位于两塔之间风口位置，容易受风力影响，为防止提 升安全带来隐患，所以，提升准备工作完成后必须根据气象部门三天内至一周内的天气情况安排 整体提升。

在整体提升过程中如果遇到风力影响将桁架与结构四角的混凝土柱用钢丝绳索死，停 止提升2.52.5 桁架合拢接口钢板厚度大，高空焊接不易控制桁架合拢接口钢板厚度大，高空焊接不易控制 桁架主梁板厚为 50mm，十字支撑板厚为 42mm，并且桁架作为双塔连接体位于两塔之间风 口位置，焊接时同时面临高温、风力、厚板三个因素影响，现场焊接时间安排避开高温，早晚焊 接，控制了高温和厚板因素影响，严格按照焊接工艺和焊接顺序进行施焊，并且设计了针对不同 接口的专用防风吊篮，即可解决高空作业，同时又可以对焊接面进行围护防风3.3.桁架整体提升方案设计桁架整体提升方案设计3.13.1 桁架拼装桁架拼装3.1.1 桁架构件严格按照加工详图进行加工，在工厂预拼装后，按照现场拼装顺序散件进场3.1.2 桁架拼装平台设于首层架空层+1.750 米的混凝土顶板上，距提升水平位置 9 米，结合结 构外部支撑体系，由滑移轨道和铁板凳共同组成拼装台搭设完毕并清理干净后，在拼装台上精 确测拼装轴线、桁架翼缘的一侧边线等控制线，并根据轴线反出桁架分段点和拼装支垫点的位置 桁架的起拱值在支垫点预先考虑，并用千斤顶进行调整3.1.3 桁架单根构件最大重量 10.425t，采用 80t 汽车吊进行吊装，联系梁等 3t 以内的构件用 现场塔吊配合安装。

由于拼装台选在结构边上进行搭设，所以减小吊车的起重半径，同时减少了 对架空层及地下室顶板的大量加固拼装平台 桁架拼装3.23.2 滑移就位滑移就位3.2.1 滑道设置：采用 HW488*300*11*18 工字钢，材质为 Q345B，H 型钢上放[20b 槽钢作为 滑轨，沿 8a 轴和 10a 南北方向布置，滑道长度 20 米结构内部分放于+1.750m 架空层顶板，顶 板下混凝土梁采用 φ219*10 钢管加固；结构外部放于 φ219*10 钢管和支撑体系组成的承重架上楼板加固3.2.2 滑移系统：采用桁架下方与滑到之间设计采用了工装钢靴，牵引器为两台 30 吨螺旋式 千斤顶，反力装置为固定千斤顶卡具，千斤顶卡具与桁架牵引点采用 φ25 钢筋牵引，钢筋、卡 具、千斤顶高度均与滑到保持水平在本方案中牵引速度约为 8m/h滑移系统3.2.3 滑移控制：滑移过程分为系统检查、试滑阶段、正式滑移、牵引就位并在牵引滑移的 过程中采用跟踪测控，滑移过程中为直观地监测滑移的同步性和滑移状态，以 1 厘米作为最小滑 移单位，在滑道上做出标记，并进行编号。

3.33.3 桁架提升施工方法桁架提升施工方法转换桁架施工整体采取了近台拼装，滑移就位，整体提升的方法，使得 16~18 层桁架就位至 整体提升的过程中，不影响 8~10 层桁架的同时施工3.3.1 提升顺序安装 18 层提升牛腿 16~18 层桁架提升 桁架合拢 桁架卸荷8~10 层桁架提升 桁架合拢 桁架卸载3.3.2 千斤顶平面布置及提升设备能力计算每个提升点根据理论计算的数值配备一定数量的千斤顶现场采用原有结构上弦作为提升点， 下端通过下锚盘与桁架下弦连接，提升时千斤顶通过钢绞线拉结下锚盘徐徐上升桁架整体提升设备能力计算表3.43.4 提升牛腿的设计提升牛腿的设计本工程需要进行 2 次提升，第一次提升 16~18 层桁架，第二次进行 8~10 层桁架提升这就 需要 18 层桁架提升牛腿长于 10 层桁架提升牛腿，根据图纸放样和设计要求， 18 层牛腿长为 3100mm，10 层牛腿长度为 2550mm，11-15、19-23 层联系层牛腿长度为 1000mm利用原桁架的上弦钢梁伸出的牛腿作为上提升点，用上层牛腿作为拉节点，用圆管对提升牛 腿进行加固，经过对提升牛腿受力计算，满足要求。

吊 点最大提升点理论值（t）56提升能力（t）2×40提升牛腿上节点示意图提升下锚点3.53.5 提升上、下锚点的设计提升上、下锚点的设计采用 ANSYS 程序，通过输入上下锚点相关参数，建立计算模型，给定荷载值，准确的计算 出每个提升点位的作用力本次提升桁架最大提升点平均提升重量 56t，按实际情况，每点布置 2 台 40t 的千斤顶，总额定提升能力 80t； 提升上锚点示意图圆管撑 提升牛腿上锚点φ159圆管撑上层牛腿钢绞线砼外皮十字柱钢板凳提升系统示意图φ159圆管撑上层牛腿钢绞线砼外皮十字柱钢板凳提升下吊点位置示意图3.5.1 提升上下锚点加工3.5.2 提升采用每个点每台千斤顶配备 6 束 1860 级钢绞线，每个点两个 6 孔锚盘钢绞线要 求有材质单及复试报告3.63.6、提升步骤、提升步骤地面拼装整体滑移（照片）18 层提升（照片）10 层提升（照片）3.63.6、整体提升工艺、整体提升工艺3.6.1、提升前要进行全面细致的检查，保证桁架与安装胎架完全脱开3.6.2、试提升离开胎架 20cm 后锁定，观察一整夜或 12 小时，测量桁架的变形情况3.6.3、提升到位后，锁定千斤顶，然后进行水平方向的调整并加临时固定，合拢时要先外侧 后内侧、先上弦后下弦。

3.6.4、提升速度:3.0m/h3.73.7、桁架合拢后安装斜腹杆，拆除临时支撑、桁架合拢后安装斜腹杆，拆除临时支撑桁架在提升时，先将合拢部位的斜腹杆一头带在提升部分的牛腿上进行提升提升到位后安 装另一头斜腹杆，桁架调整完成后拆除临时支撑3.83.8、桁架的卸荷、桁架的卸荷3.8.1、桁架卸荷的前提条件1、钢桁架系统的焊接工作全部完成；2、卸荷部位的水平支撑斜支撑焊接完成；3、各种施工资料齐备，经四方验收合格；3.8.2、卸荷方法卸荷过程中总的原则是：要充分考虑到桁架系统均匀受力——接近自由状态下增加荷载，要 求同时卸荷，卸荷分级卸载，每次卸荷 25%1、提升桁架卸荷采取每提升单元统一卸荷一次在钢桁架系统整体卸载前，应先测量各支 撑点的标高2、卸荷顺序采取千斤顶同时卸荷3.8.3、卸荷过程中的注意事项1、在卸荷时桁架两边各架一台水平仪，随时对主桁架变形进行观测，若出现不正常（桁架 标高偏差过大）要及时报告技术及生产主管领导，并停止作业，情况分析后，报监理、设计及业 主单位（卸荷时业主将组织设计单位到现场，以便出现特殊情况能及时进行处理）确定方案后， 继续进行施工；2、每提升单元卸载要在一天内完成，并于 12 小时后进行整体观测；3、钢桁架系统卸荷事关重大，施工前必须提前备好卸荷需使用的工具、材料，并对全体参 与卸荷人员进行详细交底，施工人员严格按照方案执行，听从现场卸荷总指挥协调，保证卸荷过 程安全有序下进行，确保成功完成卸荷。

4.4.提升系统控制保证措施提升系统控制保证措施液压同步整体提升系统由集群油缸系统、泵站系统、钢绞线承重系统、传感器检测系统和计 算机控制系统五部份组成液压同步整体提升技术通过对油缸动作同步控制及油缸伸缸速度同步 控制来实现整个结构的同步提升4.1、动作同步控制：计算机控制系统对泵站相关控制阀统一发出指令，控制所有油缸的上 下锚具同时松紧和油缸的伸缸缩缸同时动作4.2、油缸伸缸速度同步控制：在同一吊点，所有油缸的伸缩缸管路并联，保证同一吊点的 各个油缸伸缸速度一致4.3、提升轴线控制措施4.3.1 油压千斤顶安装轴线偏差控制≤5mm；4.3.2 提升瞬间调整偏差≤3mm；4.3.3 控制轴线综合偏差≤5mm，可用倒链进行水平轴线调整，用单点千斤顶微调调整标高， 保证桁架准确就位5.5.质量保证措施质量保证措施5.15.1 整体提升测量控制整体提升测量控制5.1.1、试提升时桁架变形的测量桁架拼装、焊接完毕，经检验合格后，进行试提升桁架离开胎具 30cm 后，锁定所有千斤 顶，停留一夜或 12 小时，观察桁架的变形情况根据规范要求和本工程的实际情况，测量桁架的位移和垂偏变化情况，并和试提升前的结果对比。

5.1.2、整体提升过程中各点的监控试提升时要求采用逐渐上调油缸压力的方法进行分级加 载，避免桁架产生过大的应力集中在整体提升过程中，为防止发生。