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摘要:空中连廊项目施工具有一定难度,应对整体施工方案进行控制,明确施工技术要点,使得钢结构连廊施工质量达到行业标准。本文以南京金鹰天地广场空中连廊项目为例,对整体施工技术进行研究,使得项目建设风险降低、质量可靠。同时,对连廊施工准备工作、钢结构安装和吊装方法进行了系统分析,以期达到节约工期、降低成本的作用。
关键词:钢结构工程;连廊施工;南京金鹰天地广场
前言:随着建筑施工技术发展,建筑工程结构日渐复杂,空中连廊在实践中得到应用。对空中连廊结构的施工方案采用地面组装、液压机器同步吊装和空中对接等方法,确保工程项目按照预期进度完工。连廊结构施工中,应结合具体工程,对施工方法进行应用,本文以南京金鹰天地广场空中连廊为研究对象,分析了连廊结构施工质量控制措施。
1工程概述
1.1项目情况
本项目为南京金鹰天地广场空中连廊施工,项目总占地面积为56071.2m2,建设用地面积为50071.2m2,总面积为918571m2。空中连廊位于南京市建邺区,越江通道和城市主干道交叉口东北方向,北面与所街接壤,南侧紧邻应天大街,向西方向为江东中路,东面靠近云锦路。项目为综合体,包括地下室、塔楼(T1、T2和T3)和商业裙房,西北侧下沉广场与地铁2号线出入口连接,设计标高为±0.000,与绝对标高8.500米近似相等,钢结构总吨位达到77700t。
1.2支撑结构
南京金鹰天地广场空中连廊由上部结构和下部结构,即转换桁架组成,裙房顶部拼接,下方设计转换钢梁和609支撑,以裙房作为斜撑。支撑结构完成后,需撤除部分位于七层楼面的临时支撑。临时支撑一部分采取609支撑,另一部分则为H型钢支撑。609支撑顶标高均为60.25m,最高小屋面为58.1m,向上2m。支撑顶部设计了两块20mm厚度的刀板,对拼接部分起到固定作用,刀板标高应根据构件部分底部标高而定[1]。
1.3空中连廊
连廊位于三座塔楼T1、T2和T3之间,投影面积为4400m2(71.5m*59m),连廊底部标高为191.500m,位于43F位置处,顶部位置标高232.00mm,与塔楼49F位于同一平面上。连廊结构高度大约为40m。连廊转换桁架共计15榀,以十字型交叉分布,大部分桁架构件采用焊接箱方案,构件板材最大厚度为100mm,材质类型为Q390GJ钢材。
2钢结构空中连廊施工准备
2.1主要施工难点
(1)工期问题。连廊施工中,由于TI、T2和T3塔楼部分主体工程已经完工,项目受到工程进度影响较大,工期紧张,任务多,需要做好总体部署和施工进度管理工作。
(2)顶层拼接难度大。空中连廊需要在裙房顶层拼接,作业面较大,并且属于高空作业项目。并且受到裙房结构和顶层设备的综合影响,对支撑结构的设计与施工难度较大,尤其是在项目顶层结构的拼接中,对施工技术提出较高要求。
(3)精度要求高。连廊主体与T1、T2、T3三座塔楼相连,针对大体量空中连廊的安装在国内较少,可借鉴的经验不多,并且在连廊施工中,对精准度要求极高,需要焊接的部分较多。
(4)安全措施设置难。空中连廊施工需要遵守高空作业方案,对连廊进行总体设计,并且做好后续的补缺安装工作,在施工过程中,对于特定的项目,也需要专业单位配合。项目施工中,应重点应用安全防护措施,保证施工人员人身安全,同时,也需要对施工技术进行升级,确保质量合格。
2.2技术路线与流程
空中连廊项目总体技术路线分析如下:在裙房顶层拼装转换桁架,使用总体提升方案,将转换桁架提升至高空,并且完成补缺作业,随后在高空拼装连廊上部结构,完成对空中连廊项目的整体施工。对拼装转换桁架的加固处理主要采用钢筋混凝土内埋件方案,相关施工要求与裙房结构施工保持一致。
针对转换桁架施工明确如下:在裙房顶层设计拼装转换桁架,下方主要是609支撑结构,以转换钢梁和裙房结构作为加固斜支撑。散件拼装应严格按照顺序进行,首先对下弦杆施工,然后是腹杆结构,最后是上弦杆。实际施工中,根据业主方要求,在转换桁架施工完成后,需要撤除临时支撑。剩余支撑需要保留至提升阶段。
主要采用整体提升方案,对转换桁架提升操作时,应在吊点部位增加临时支撑加固。本项目施工中,在T1、T2、T3塔楼外框牛腿和T2、T3之间的连体桁架上共计设置了12个提升点,使用提升机械,将底部转换桁架提升到指定位置。
2.3施工机械选择
转换桁架拼装阶段使用的机械设备主要是1200t.m动臂塔吊,共计3台,其塔身高度为60m,臂长L=55m,工作半径为Rmax=50m,起重量为18.2t。提升阶段上部结构采用高空散拼方案,使用了钢丝绳6*37,抗拉强度应达到170kgf/mm2,配合使用塔机构件(起重能力为半径35m,Q=35t)。塔吊编号LTLHJ1-49,作业能力半径为50m,Q=30t[2]。
3空中连廊结构安装
3.1埋件安装
埋件用作连接拼接转换桁架,对其进行加固支撑。本项目中埋件主要分布在F7、F9和F11混凝土梁、柱上,MJ-1作为梁底,MJ-3作为梁顶埋件,MJ-2为柱埋件,均有钢筋和钢板穿孔焊接而成。埋件在砼结构捆扎位置放置,技术人员应在钢筋或模板上进行测量放线操作,并且标记出中心十字线,使用人工搬运的形式,对预埋件进行放置,调整定位后,应与钢筋点焊方式进行固定。
3.2桁架提升
桁架提升是空中连廊施工中的关键环节,应使用科学有效的控制技术,提升项目施工效果。具体施工中,需要使用专业设备,将桁架部分提升至裙房顶层,在此过程中,完成安装拼接工作。本项目提升方向主要自塔楼T1向T3方向的6榀主桁架部分提升,并且注重桁架之间的有效联系。考虑到提升装置设计在塔楼外框柱连接的桁架上下弦牛腿上,因此,在提升作业中,应在牛腿上下弦部分留有足够的操作空间,使得提升操作顺利完成。鉴于此,技术人员对6榀主桁架施工进行分段设计,最终完成整个桁架主体的拼装。
对拼装施工的具体步骤明确如下,根据动臂塔吊的工作性能和运输车辆长度,对其进行分段,考虑到转换钢桁架高度达到8m,因此,以上弦杆、下弦杆、腹杆、斜腹杆的方式,对散件入场顺序进行规范。相关方案应用使得桁架提升施工稳定连续,对项目施工进度起到重要的保障作用。
对提升方案进行了技术控制,主要是使用计算机操作系统进行同步控制,达到精准操作要求。实践中,钢绞线作为承重主要构件,通过液压千斤顶集群作业,安装工艺进行应用。
通过技术升级,将拼接完成的桁架提升至43F设计高度。在206.9m出设置提升支架,使用了穿心式千斤顶作为提升设备,以高强度钢绞线作为主要承重部件。提升过程中,使用了计算机控制技术,对操控参数进行控制,使得整体工作效率提升,在上下锚交替作业中,通过自动化控制,促使桁架结构提升到指定位置处,是目前应用在施工过程中的先进控制手段。
3.3安全网与脚手架布置
施工中,对联系桁架进行焊接,对主桁架下弦杆进行分段施工,在地面对分段拼装钢筋进行焊接。质量验收合格后,需要开展吊装施工。吊装前,应在地面环绕桁架位置搭设脚手架,同时设计安全绳和250mm的脚板,防止出现高空坠物的情况,相关措施的应用,也为施工安全提供可靠保障。联系桁架施工安装后,需要根据施工顺序,对脚手架进行调整。
3.4胎架布置
空中连廊施工中,对胎架进行合理布置,主要对临时支撑、斜支撑和转换钢梁进行施工,涉及裙房结构中的609临时支撑。临时支撑的位置选择应主要考虑两个方面要素,分别是裙房结构和桁架拼装分段位置。临时支撑大部分位于裙房顶住梁位置,并且所有支撑点均满足荷载要求。值得注意的是,在支撑荷载较大的部分需要采用斜撑加固方案,使得梁体的垂直力能够传递到裙房立柱结构中,实现对整体空中连廊的有效支撑。
在支撑结构的设计上,应使得支撑位置靠近桁架节点区域,分析609支撑结构,其底部位置位于钢筋混凝土结构中,其余部分在为梁体交接位置和砼柱顶部位置。支撑方案中,少数结构使用了箱型转换钢梁结构,型号为980*800*20*40。项目施工中,也存在少数支撑结构与屋面钢梁位置冲突的情况,需要采用H型钢作为转换梁柱。
3.5拼装工艺
拼装工艺应用中,主要对连廊提升段桁架进行拼装施工,对其施工顺序主要是T1塔楼开始,到T3塔楼结束。拼装施工方法如下:根据设计图纸,对连廊施工技术进行分析,明确图纸与现场施工的差别,以样板施工实际情况为考量要素,对主要拼装工艺进行选择。技术人员也需要根据样板对拼接工艺进行调整。利用现有设计方案,对脚手架进行安装,注重对脚手架部分结构进行加固。拼装顺序选择为,首先对安装主扒杆HN300,其次对下斜撑钢管结构进行固定,最后,安装上拉杆。实际拼装中,应保证角度整齐,接触面平直[3]。
3.6吊装方法
分析施工现场实际情况,发现钢梁结构放置位置距离现场较远,因此采用液压机械设备进行吊装。由于模板的承重载荷为20kN/mz,因此,起吊作业时,应在伸脚部位加添钢板,增加楼板受力面积,防止在吊装过程中,出现结构损坏问题。鉴于吊装施工的重要性,应分析塔吊使用方法,对其操作方案进行优化。
实际操作中,钢丝绳穿过滑轮组,两头分别连接起重机与钢架。使用起重机将钢架结构吊装至43层位置处。此时,操作人员应确保钢丝绳固定牢靠,并且开动卷扬机起吊滑轮组,确保滑轮组缓慢移动到楼层外侧,与悬挑支架平面保持90度夹角。使用塔吊将次梁吊起,促使其位于主梁的正上方,技术人员需要使用缆绳将次梁拉平,与主梁处于平行位置。吊装操作应平稳有序,分析钢梁结构特点,由于本项目中,使用的最大钢架次梁规格为HN596*199*10*15,结构最长边为8.0m,因此,满足塔吊使用要求。
4提升阶段施工监测方案
空中连廊项目施工中,对桁架提升进行了技术监测,使用了应力监测仪器BGK—4000振弦式表面应变计,对钢结构表面应力进行识别。实践应用环节,仪器具有较高的灵敏度和防水性能,能够长期应用在钢结构应力监测中。仪器获取捕捉电缆传输频率和电阻信号,并且频率信号不受电缆长度和温度影响,因此,应用性能稳定,可在多种应用环境下使用。
对钢结构进行应力变化情况进行检测具有重要意义,可提升结构整体稳定性与安全性,确保质量控制方案有效利用。此外,在质量控制中,使用了位移监测仪器,即全站仪。考虑到桁架提升高度大,施工过程复杂,并且位移监测点较多,因此,对提升过程中钢桁架位置变化情况进行监测十分重要。使用全站仪可对钢结构关键点三维坐标进行控制,通过与初始数据的对比分析,明确吊装施工中,钢桁架的位移变化情况。对钢桁架位移情况进行分析,是施工质量控制方案的重要组成部分,对空中连廊施工进度管理和成本控制,产生深远影响。
5项目施工中测量与校正方案应用
本项目在埋件安装前,对建筑物进行轴线定位、对基础轴线和标高进行检查,确保参数准确,吊装合理。利用土建平面控制网、高程控制网、全站仪,坐标法,进行柱脚控制。放样测量主要目标是控制楼板定位轴线,所有定位轴线、标高定位和弹线,均需要进行现场复测,并且做好自检与验收,必要时,出具质量验收报告,对项目施工进行测量与校正。
609支撑安装过程中,应确保垂直度达到要求,屋顶严格控制标高,标高应达到60.25m,对上下层同时加固支撑,并且应保证加固处理后前后投影位置一致。临时支撑位于裙楼楼面上,使用30根支撑钢材,对顶层框架梁进行设计[4]。空中连廊项目施工中,对测量与校正工作尤为重视,尤其是在钢梁主体结构吊装施工中,对吊装位置、方案选择和技术路线的应用,均需要建立在数据资源完整的基础上,对项目中设计的主要内容进行控制,并且对不合理的部分进行校正,使得项目施工更加科学有效,提升整体质量。
6本次项目施工中注意事项
空中连廊项目施工中,对钢结构的设计、拼接与吊装十分重要。吊装施工前,应做好吊装构件、索具和机械检查工作,防止相关结构出现破坏,影响施工作业进度。同时,在施工中,倘若未能对机械设备进行检查,会影响设备使用性能,不利于质量控制方案落实[5]。
钢架安装中,应对安装过程进行检验,防止出现技术偏差。同时,所有放样资料及数据,应经过严格计算,计算无误后,方可在图纸中,对参数进行确认,确保现场操作安全性与合理性。同时,施工中应做好安全措施防护工作,有效使用安全绳和脚手架。
结论:综上所述,对南京金鹰天地广场空中连廊项目进行了分析,包括项目规模、钢结构主体施工方案和质量控制方法。鉴于空中连廊属于大跨度悬挑施工的一种,应做好安全防护措施应用,对施工人员的安全意识进行培养,确保项目按照预期进度竣工。同时,项目施工中,工作人员应不断更新理念、改善技术,加强整体吊装拼接能力,为空中连廊施工质量提升贡献力量。
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