狭道整体提升平移千吨超60m跨钢连廊技术

某工程项目地处上海市松江区新桥镇，场地南侧为空地，北侧为空地，西侧为长陆泾市政河道，东侧为作为施工道路使用的规划三路。新建生产及辅助用房项目效果见图1。

图1 建筑效果

新建生产及辅助用房项目二区3标段建筑面积为16.9万m2，主要建筑物8～10号楼为高层建筑(地上18层)，S3、S4号楼为裙房地上两层(局部三层)，高度为11.35 m；裙房6～8层设多层钢连廊连接8号楼和10号楼，整个项目还有其他位置设有不同标高钢连廊、地下车库和设备用房等。

钢连廊横向轴线间距为8.4 m，且 — 轴线间钢结构为悬挑结构，建筑结构标高达36.680 m，牛腿支座中心跨度达60.927 m，分别搁置10号楼和8号楼混凝土劲性柱牛腿支座各12个(共24个)，每层3个共同支撑4层钢结构框架体系。钢连廊结构设计总长度62.127 m，每楼层钢结构框架高4.2 m，钢连廊总高度为14.8 m。钢框架梁底标高为21.80 m。钢连廊总质量约达1 400 t。采用计算机液压控制系统，使钢连廊地面拼装完成后，整体提升至设计标高加100 mm，沿垂直跨度纵轴线平移1.5 m就位后，再调整框架桁架梁梁底与牛腿支座搁置间隙，保证与牛腿支座紧密结合。同时采用预先布置在构件上的传感器，采集应力、应变数据来监控和调整各牛腿支座受力，保证就位后各支座受力满足设计要求。钢连廊平面及立面布置见图2。

a—平面布置;b—立面布置。
图2 钢连廊结构布置

钢连廊的安装、提升、平移前难度在于空间间隙的把握及安装精度的控制；安装就位后难度在于24个支座牛腿的受力均衡的调试。为解决施工难题，安装过程全面测量和拼装定位控制十分重要。图纸深化、车间加工和现场的焊接及气候影响等因素也不可忽视。所以，仔细测量、精心布置、收集数据，整理和分析，及时调整，减小误差，提高精度最关键。

具体难点为：

1)难点1。钢连廊重量重、体型大、就位难。如散件拼装，吊机须进地库吊装、拼装构件，由于经深化设计后的单件最大质量达24 t，长度达20 m，吊机吊点最高标高为36.680 m，选用吊机需250 t左右。而且吊机定点后，吊机回转半径内死角多，构件堆场被压缩，操作不方便，吊机移动较多，拼装周期长，高空作业安全系数低，现场采用散件拼装显然不是最好的方法。还需要考虑吊机行走路线、运输车辆的路线及构件堆放等，都将涉及地库加固，费用大、成本高。采用计算机同步控制的整体提升施工技术，临时加固措施量较少，提升点的设置可根据现场实际情况灵活调整，液压提升设备重量轻，提升能力强，可模块化组合使用，且无高度限制，能将几千吨的超大型钢连廊同步提升至安装标高位置。再通过水平放置的液压爬行器，将钢结构连廊整体平移至设计位置。通过调整水平姿态，统一水平标高，调整支座牛腿微高差，卸载就位完成整个连廊的安装施工。

2)难点2。在考虑整体提升平移方案时，8号和10号土建混凝土结构已完成，只能在9层以上设置穿墙大螺杆抱箍墙内混凝土劲性柱连接提升平移构架，再设保险扁柱来支撑提升平移构架，立于顶层牛腿紧靠墙根放置，使跨度(纵向长度)单面至少减小170 mm。经测量，实际混凝土墙面结构(不平整度或整个墙面垂直度)最大误差已有25 mm，根据设计预留的设计空间空隙单面仅有250 mm，扣除已知的扁柱实体和误差，实际剩余单边通道空隙仅55 mm。考虑到钢连廊整体安装偏差，焊接变形和不可预见的温度偏差等，狭小单边通道内，安装提升平移困难加大。

3)难点3。由于设计选用了国内外罕见的多列多层支座受力支撑体系，而施工单位采用整体法施工，就位后，钢连廊一般很难与24个支座同时密实接触。所以，目前通过采集监测数据，调整支座垫板间隙，控制和调整垫板厚度，确保多列多层支座受力满足设计要求。

4)难点4。钢连廊的拼装位置在8号楼和10号楼间S4裙房地库顶板上，场地紧凑、标高多、测量困难，胎架立脚标高为-0.050，-0.700，-1.500 m不等，控制难。钢连廊拼装采取偏位拼装，即向远离悬挑桁架偏移1.5 m的位置进行拼装。

由此，精确的施工测量，可靠的施工监测和调试，才能保证钢连廊整体提升平移就位，才能确保多列多层各牛腿支座均衡受力。8号和10号提升平移机架结构如图3所示。

a—正视;b—右视。
图3 8号和10号提升平移机架

1)布置钢结构胎架定位轴线。在胎架上弹出北移1.5 m后的 ，?， 轴线，弹出 对称轴线，即钢连廊跨度实际最小有效空间的垂直平分线，拼装过程以此为安装定位基准线,由中向二端拼装，控制二端通道间隙。

2)布置钢结构胎架关键标高区域。由于钢连廊框架就位3列4层牛腿支座，各层标高一致，所以，底部钢梁搁置胎架(即搁置牛腿区域平面)的标高应统一，用水平仪控制误差在3 mm以内。作为整体提升姿态平衡基准标高。

3)底部钢框架下弦梁长度控制。以 ，?， 轴线胎架设东西二端定位基准，控制框架底梁(总长度62.127 m)。再设框架梁宽度方向南北定位基准，控制主轴线直线度限位。

必须对钢结构桁架构件出厂前测量，确保桁架构件长度为负公差。车间加工测量，及时矫正焊接引起的变形，控制桁架梁直线度，控制桁架上下弦梁垂直度，调整对接拼缝5～10 mm，每榀桁架长度取负公差0～-5 mm。桁架每轴线3榀，每榀长约20 m，高约4.2 m，宽为桁架梁不同，每层9榀，共3层，南面 轴线 轴线为悬挑桁架,对整体提升无影响。每榀吊装至轴线位置底部定位，测量垂直度，临时固定完成，松吊钩。整层安装完成，调整桁架拼接间隙，再做全面焊接。

整体桁架拼装完与下部定位基准比对，端部用红外线扫得构件最大伸出量+15 mm。由此，测得狭小通道被构件安装进一步压缩，纵向单边仅剩约40 mm提升空间间隙。另外，各桁架端部梁最大高差约15 mm。

吊点设置顶层桁架梁(共6组，每组12根钢绞线)，用钢绞线连接提升器与吊点，预紧钢绞线，吊点钢绞线相对提升器中心线偏角小于1°，且南北方向最大。6组钢绞线平行度和垂直度满足安装要求。

提升离胎架100 mm，悬停12 h再测量：用全站仪测得，并调整关键标高区域标高一致。用铅垂仪紧靠胎架基准再测，多次测得通道间隙35～45 mm误差原因分析：风力影响，安装焊接变形影响等造成。对钢连廊端部高差测量，由于采用框架立面顶层主桁架为整体提升平移受力吊点，端部又明显上翘，与原实体梁比，高在15～20 mm。顶层桁架梁与“箱型柱2”的设计间距仅185 mm，扣除安装误差15 mm，加上平移要求的设计高差100 mm。所以，垂直向实际仅剩约50 mm高空平移空间间隙。

提升5 m，观察、调整，统一水平标高，直接提升到设计标高加100 mm，随后平移至就位牛腿支座上部；再测量，调整钢梁轴线与牛腿支座轴线一致；再测量，算出高差间隙，塞垫板，提升器卸载就位；静止1 h后，采集监测数据，推算支座反力值。

为了解决多列多层支座受力均衡，主要按照监测方案→布置监测点→监测构件应力-应变→推算支座反力值→调整各支座垫板间隙→再监测→再复算→重复循环多次→比对设计值与支座反力值相符后，由设计确认→结束监测调整，就位完成。监测程序见图6，监测系统流程见图7。

图6 监测程序

图7 监测系统流程

在施工中，从策划到布局，紧扣每道关键工序，超越控制值时及时修正。由于纵向和垂直向空间有限，通过建立CAD不利状态模型，锁定可能存在通道碰撞的部位。为保证整体不晃动，决定在3级风力以下进行平移。到位后，经监测、调整支座垫板厚度，最终可靠、安全就位，监测值满足设计要求。钢连廊整体提升平移见图8，钢连廊就位见图9。

图8 钢连廊整体提升平移

图9 钢连廊就位

本文主要围绕钢连廊施工过程的全面测量，监测和调试支座受力均衡二大主题展开论述。

危险性较大分部分项钢连廊整体提升平移方案由评审专家提出多条建议，设计给出了各支座受力的设计值。由于钢连廊整体提升平移通道狭小，施工测量从源头开始，从钢连廊制造加工、拼装、定位、焊接、安装误差控制，提升姿态平衡等过程为突破点，直至顺利就位。而支座的受力调试，是通过构件应力推算支座反力，采用垫板方法，调整24个支座与框架梁底间隙，使得监测值满足设计和施工质量验收要求。

总之，狭小通道内，实现千吨钢连廊安装，整体提升和高空再平移施工技术实属国内罕见，技术领先。在此，积累了新的经验，获得了新的认识。今后对于类似项目的连廊施工有了针对性的施工方法,可供类似工程借鉴和参考。

来源：张轶东, 孙韩盛. 狭道整体提升平移千吨超60m跨钢连廊技术[J]. 钢结构, 2019, 34(4): 96-100.

doi: 10.13206/j.gjg201904018