高層建筑雙塔連體鋼結(jié)構(gòu)整體提升施工工法

高層建筑雙塔連體鋼結(jié)構(gòu)整體提升工法1.前言石家莊*******工程建筑面面積710000m2，地下三層層，地上二十十五層，建筑筑總高度103米，結(jié)構(gòu)形形式為框架剪剪力墻結(jié)構(gòu)。該該工程主體結(jié)結(jié)構(gòu)形式為大大底盤、雙塔塔、空中聯(lián)體體結(jié)構(gòu)，地上上一至五層裙裙房為整體結(jié)結(jié)構(gòu)（城市商商業(yè)廣場），五五層以上對稱稱聳立著兩座座20層雙塔樓（商商業(yè)主樓），雙雙塔在20層以上以五五層鋼結(jié)構(gòu)空空中連體，構(gòu)構(gòu)成類似“凱旋門”形式的建筑筑。該工程20層以以上中間連體體部分為鋼結(jié)結(jié)構(gòu)，與連體體結(jié)構(gòu)相連部部位為型鋼混混凝土梁柱。雙雙塔連體鋼結(jié)結(jié)構(gòu)長25.2m，寬24.6m，實高18.5m，重量410噸，安裝高高度96.9m。該連體鋼鋼結(jié)構(gòu)是在五五層裙房頂制制作成型后采采用穿心式液液壓千斤頂整整體提升吊裝裝就位。圖1-1提升效效果圖圖1-2牛腿布布置2.特點：2.1將高空中中連體鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)制作移到平平地進行，便便于測量和質(zhì)質(zhì)量控制。地地面組裝整體體桁架，提升升到空中安裝裝就位。2.2避免搭設(shè)設(shè)高空腳手架架的經(jīng)濟耗費費和安全隱患患。2.3同步提升升工藝避免鋼鋼結(jié)構(gòu)的局部部桿件受力不不均而損壞的的現(xiàn)象。2.4就位控制制準(zhǔn)確，安全全風(fēng)險小。2.5吊裝過程程受自然環(huán)境境（風(fēng)、雨、雪雪、霧）的影影響較小。3.應(yīng)用范圍適用于大體量、大大重量的構(gòu)件件的空中安裝裝，高層建筑筑間的連體結(jié)結(jié)構(gòu)安裝，超超大空間（體體育場館、會會議廳、多功功能廳）的整整體屋架安裝裝，大型起重重機和其它吊吊裝方法完成成不了的質(zhì)量量大、起升高高度高的大型型結(jié)構(gòu)吊裝，吊吊車無法靠近近的其它部位位的結(jié)構(gòu)安裝裝。4.工藝原理在雙塔樓24層層頂?shù)蘑?、⑦軸與、、、軸的8個交叉點，預(yù)預(yù)埋8個吊裝牛腿腿，安放16個穿心式液壓壓千斤頂，每每個千斤頂通通過中心布置置一束鋼絞線線與被吊裝的的鋼結(jié)構(gòu)通過過下吊點相連連。結(jié)構(gòu)吊裝裝時,通過計算機機控制，液壓壓傳動，機械械作用使千斤斤頂內(nèi)的鋼絞絞線沿千斤頂頂中心上移，將將鋼結(jié)構(gòu)整體體吊起，直至至吊裝到對接接位置。（如如左圖：吊裝裝牛腿、千斤斤頂位置圖）5.工藝流程和和操作要點5.1工藝流程程施工準(zhǔn)備→安裝裝支承牛腿→→安裝千斤頂頂→穿鋼絞線→吊物錨固點點安裝→預(yù)緊鋼絞線線→控制系統(tǒng)安安裝→試提升→正式提升→就位→連接→拆除提升裝裝置。5.2操作要點點施工準(zhǔn)備：1、土建施工垂垂直度控制、牛牛腿等預(yù)埋；；土建施工進行專專項控制，確確保外墻結(jié)構(gòu)構(gòu)總體垂直度度、平整度控控制在10mm以內(nèi)。改進測量控制方方法：對外墻墻模板施工除除在內(nèi)側(cè)進行行控制外，同同時進行“外控”，即在外墻墻大角位置用用激光經(jīng)緯儀儀側(cè)設(shè)軸線控控制線，外墻墻模板校正直直接由“外控”軸線引測，減減少了測量次次數(shù)，避免工工人自行由內(nèi)內(nèi)向外引側(cè)軸軸線造成的誤誤差，減少“內(nèi)控”軸線引測次次數(shù)過多形成成的累計誤差差。解決了外外墻模板沒有有控制基準(zhǔn)的的問題。改進支模方法：：重新制作頂頂板側(cè)模，通通過加寬頂板板側(cè)模，使頂頂板側(cè)模可以以通過下部的的下返部分模模板與墻體的的接觸得到有有效控制。為防止大模模板拼裝中底底部出現(xiàn)跑位位，拼縫不平平等問題出現(xiàn)現(xiàn)，在墻體鋼鋼筋綁扎時，上上口、下口需需設(shè)置頂模筋筋；陰、陽角角部位和丁字字墻部位，兩兩面均用兩根根頂模筋加強強，頂筋距角角邊50～70mm，模板與模模板拼接的部部位頂筋位置置距板接茬縫縫50～70mm，其余部位位按間距1000～1500mmm設(shè)置，頂筋筋長度為墻厚厚２mm，上、下口口頂筋位置相相同，制作時時必須嚴(yán)格按按墻體線和模模板控制線無無誤差操作。2、上支撐點及及下錨點驗算算及加固措施施桁架在吊裝過程程中，全部荷荷載集中于吊吊點處的梁柱柱，除與吊點點相交的梁柱柱外，其他結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾乎乎不參與工作作，為改變這這種狀態(tài)，對對塔樓結(jié)構(gòu)采采取臨時加固固措施，采用用2L1255×10角鋼做斜支支撐將部分外外力傳至其他他構(gòu)件，使更更多的構(gòu)件參參與工作，保保證吊裝過程程中結(jié)構(gòu)安全全。圖5.2-1上上支撐點圖5.2-2上上支撐點加固固示意圖下吊點處采用22L125××10角鋼做臨時時加固，經(jīng)計計算，吊裝過過程中桁架各各桿件應(yīng)力均均遠小于鋼材材屈服強度，構(gòu)構(gòu)件處于安全全狀態(tài)。3、制作、組拼拼、焊接、驗驗收連體鋼結(jié)結(jié)構(gòu)；鋼結(jié)構(gòu)拼裝在群群房頂進行，作作業(yè)臺設(shè)在群群房頂板，F(xiàn)-5、F-6軸線無柱的的主次梁結(jié)構(gòu)構(gòu)，以此為平平臺進行鋼結(jié)結(jié)構(gòu)拼裝，必必須對其進行行驗算：經(jīng)驗算知：5層層桁架完全拼拼裝完成時，F(xiàn)軸梁剛好達達到極限強度度，標(biāo)準(zhǔn)荷載載下?lián)隙葹?7㎜，約為1/570（在允許范范圍內(nèi)），但但在極限荷載載下已達極限限承載力，因因此施工過程程中應(yīng)采取措措施如下措施施：1）在6層增加加水準(zhǔn)線，每每天早8：00晚5：00兩次測量樓樓板撓度；2）測量值撓度度值由監(jiān)理進進行記錄，每每天早9：00晚5：30由總包方、監(jiān)監(jiān)理、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)分包會商監(jiān)監(jiān)測結(jié)果，必必要時可請設(shè)設(shè)計院共同會會商；3）為了減少措措施費用，根根據(jù)撓度實際際值和會商結(jié)結(jié)果，由總包方、監(jiān)理理、鋼結(jié)構(gòu)分分包共同確定定何時采用何何種方法進行行加固，任何何加固方案需需經(jīng)監(jiān)理確認認后方可實施施；4）可取如下加加固方案（按按難易程度）：：a如在拼裝完三三層桁架時，撓撓度在會商結(jié)結(jié)果認為可以以接受的范圍圍內(nèi)，將首層層桁架全部節(jié)節(jié)點焊接完畢畢，使桁架首首層形成整體體，可拆除支支撐在F梁上的支點點，將桁架自自重全部傳至至F-4、F-7柱此法最為為簡單。b當(dāng)撓度在會商商結(jié)果認為不不可以接受時時，監(jiān)理立即即下達停工令令。之后，可可采取鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)自平衡：即即從F榀一層底中中部拉斜桿（索索）至E榀三層梁頂頂部，再由E榀三層梁頂頂部拉斜桿（索索）至D榀一層底中中部，形成自自平衡。拉力力為75t。c當(dāng)b方法效果果不明顯時，可可采取沿F軸加斜拉桿桿（索），從從F榀一層底中中部至91.9m標(biāo)高處對稱稱加拉斜桿（索索），錨固在在F-4、F-7柱上。單桿桿張拉力為35t，此方法會會影響鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)拼裝進度。b、c兩辦法效效果均不明顯顯，a、b、c三法同時使使用；上述辦法均不見見效，在5層底搭腳手手架，將荷載載部分轉(zhuǎn)移到到4層頂板。表5.2-166層頂板施工工撓度監(jiān)測記錄日期時間撓度值mm記錄人監(jiān)理人4、桁架吊裝過過程中，有效效桿件內(nèi)力計計算：圖5.2-3桁桁架有效桿件件內(nèi)力計算結(jié)結(jié)果5、保證整體吊吊裝結(jié)構(gòu)整體體性吊裝過程中，每每榀桁架之間間有次梁連接接，沒有鋪板板，次梁與桁桁架梁連接為為鉸接，吊裝裝共為8個吊點，如如行走不均勻勻，則有可能能造成桁架變變形，為此用用Φ20鋼筋做臨時時斜拉桿以保保證結(jié)構(gòu)吊裝裝時結(jié)構(gòu)的整整體穩(wěn)定性。圖5.2-4對對支撐點處結(jié)結(jié)構(gòu)臨時加固固6、編制整體提提升方案，組織專家組組對方案進行行論證、修訂訂、完善、批批準(zhǔn)；安裝支承牛腿：：搭設(shè)防護架架，用塔吊吊吊裝兩端8個支承點牛牛腿，校正、焊焊接、驗收，在在牛腿上分別別焊接好支撐撐千斤頂?shù)闹её?。（見下下圖）圖5.2-5牛牛腿安裝圖5.2-6千千斤頂安裝安裝千斤頂：用用塔吊吊裝千千斤頂?shù)街С谐信Ｍ壬习惭b裝就位，每個個支承牛腿上上安放兩個千千斤頂。（右右圖）圖5.2-7穿鋼絞線：用塔塔吊配合將鋼鋼絞線穿入千千斤頂?shù)拇┬男目?，鋼鉸線線的長度大于起吊高高度。起吊物錨固點的的安裝。連體體鋼結(jié)構(gòu)的起起吊錨固點設(shè)設(shè)置在支承千千斤頂?shù)恼孪路剑娩摪灏逯谱髌鸬跬型邪澹┤脘撲撱q線以夾具具錨固，吊點點周圍進行加加固處理。（如如右圖）圖5.2-8下下錨點預(yù)緊鋼鋼絲繩圖5.2-9上上錨點鋼絲繩繩穿入千斤頂頂預(yù)緊鋼絞線：系系統(tǒng)全部連接接并經(jīng)檢查完完善后啟動系系統(tǒng)使鋼絞線線處于收緊狀狀態(tài)?？刂葡到y(tǒng)安裝：：接通機群油油缸系統(tǒng)、泵泵站系統(tǒng)、傳傳感器系統(tǒng)、計計算機控制系系統(tǒng)，電控線線、油路試調(diào)調(diào)試，油缸進進行空行程調(diào)調(diào)試。試提升：通過集集群千斤頂頂頂升動作試提提升30cm后，鎖定千千斤頂夾具，空空中懸掛靜置置24小時，測量量結(jié)構(gòu)構(gòu)件的的變形情況，查查看有無異常常。起吊前和和起吊后分別別用經(jīng)緯儀和和水準(zhǔn)儀檢查查聯(lián)體構(gòu)件的的整體垂直度度和整體平面面彎曲偏差情情況，偏差值值不得超過《鋼鋼結(jié)構(gòu)工程施施工質(zhì)量驗收收規(guī)范》GB502205-20001規(guī)定的允許許偏差限值。圖5.2-100提升前檢測測桁架變形圖5.2-111正式提升5.2.8正式式提升：試提提升穩(wěn)定后，通通過集群千斤斤頂協(xié)同循環(huán)環(huán)往復(fù)動作正正式開始提升升。千斤頂提提升工作程序序如下：①下錨具松馳，上上錨具夾緊，被被吊物負荷通通過鋼絞線傳傳遞于上錨，油油缸伸缸，張張拉鋼絞線，帶帶動被吊物上上升一個伸缸缸行程。②當(dāng)油缸全部伸伸出后，下錨錨具夾緊，被被吊物負荷通通過鋼絞線傳傳遞于下錨，由由支承支座懸懸吊被吊物禁禁止，上錨具具松馳，油缸缸完全回縮；；③油缸縮缸到位位后，上錨具具夾緊，下錨錨具松馳，被被吊物負荷再再次通過鋼絞絞線傳遞于上上錨，油缸伸伸缸，張拉鋼鋼絞線，帶動動被吊物再次次上升一個伸伸缸行程。④通過上下錨具具負荷的轉(zhuǎn)換換，油缸的伸伸縮，將重物物通過油缸的的伸縮動作逐逐步提升至規(guī)規(guī)定高度。集群油缸系統(tǒng)通通過計算機控控制系統(tǒng)對所所有油缸的動動作統(tǒng)一控制制，統(tǒng)一指揮揮，動作一致致（千斤頂?shù)牡腻^具松緊、油油缸伸縮完全全一致），完完成結(jié)構(gòu)件的的提升作業(yè)。提升過程中每桁桁架節(jié)點和牛牛腿支座部位位均安排一名名監(jiān)測人員，隨隨時監(jiān)測千斤斤頂和桁架行行走情況，發(fā)發(fā)現(xiàn)異常，立立即停止作業(yè)業(yè)，有總指揮揮安排排除故故障。圖5.2-122提升過程中中圖5.2-133提升就位5.2.9就位位：通過油缸缸的反復(fù)動作作，將結(jié)構(gòu)件件吊至規(guī)定高高度后，下錨錨具夾緊，四四周用手拉葫葫蘆固定后等等待焊接連接接。5.2.10連連接：將連體體鋼結(jié)構(gòu)與兩兩塔樓的邊柱柱預(yù)留鋼板進進行焊接連接接。在提升過過程中連體鋼鋼結(jié)構(gòu)與塔樓樓邊柱的預(yù)留留間隙30mm，焊縫較寬寬，應(yīng)采用堆堆焊與主杵桁桁架牛腿焊接接，采用UT探傷檢驗。經(jīng)經(jīng)質(zhì)量驗收合合格后，拆除除提升裝置。圖5.2-144焊接圖5.2-155桁架與支座座固定6、材料與設(shè)備備泵站2臺、啟動動柜2套、40噸千斤頂18臺（2臺備用）、控控制箱2只、主控柜柜一臺、壓力力傳感器4臺、錨具、電電纜、油管、對對講機、鋼絞絞線（直徑10mm的低松馳1860鋼絞線，長長度大于起吊吊高度）、手手拉葫蘆8只、經(jīng)緯儀儀、水準(zhǔn)儀、鋼鋼尺、電焊機機等。表6.1LLSD40型千斤頂技技術(shù)性能參數(shù)數(shù)1公稱升力400KN6穿心孔直徑Φ1042額定油壓21MPa7整機質(zhì)量Kg3提升活塞面積1.9144××10-2m28外形尺寸包括吊環(huán)300×3233×171774回程活塞面積1.1310××10-2m2取下吊環(huán)300×3233×111005行程300mm9開啟夾片小油箱箱油壓15MPa表6.2油泵泵數(shù)據(jù)及參數(shù)數(shù)主泵公稱流量37.0L/mmin輔泵公稱流量15.0L/mmin主泵額定壓力31.5Mpaa輔泵額定壓力5.0Mpa主泵電機功率15.0KW輔泵電機功率4.0KW油箱有效容積240.0L工作環(huán)境溫度0。C~40。C7、質(zhì)量控制7.1質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)工程施施工質(zhì)量驗收收規(guī)范》GB502205-20001塔樓邊柱砼垂直直度控制在5mm內(nèi)；連體鋼結(jié)構(gòu)邊跨跨與塔樓邊柱柱的間隙控制制在30mm±±5mm；千斤頂伸縮同步步誤差≤1.5ｍｍ；7.2質(zhì)量保證證體系：成立以項目經(jīng)理理為組長，技技術(shù)負責(zé)人、質(zhì)質(zhì)檢員、安全全員、吊裝組組長參加的質(zhì)質(zhì)量管理小組組。施工中嚴(yán)嚴(yán)格按ISO90001：2000體系標(biāo)準(zhǔn)進進行施工管理理，執(zhí)行書面面交接記錄。項項目經(jīng)理全面面負責(zé)吊裝作作業(yè)的指揮、協(xié)協(xié)調(diào)和組員職職責(zé)的落實質(zhì)質(zhì)量；技術(shù)負負責(zé)人進行方方案的編制，專專家組論證的的修訂、完善善、審批，方方案的交底；；質(zhì)檢員負責(zé)責(zé)實際操作過過程的檢查驗驗收，執(zhí)行方方案的情況，意意外情況回報報；安全員負負責(zé)操作人員員安全措施的的監(jiān)督、檢查查、意外情況況回報；吊裝裝組長負責(zé)計計算機系統(tǒng)、泵泵站系統(tǒng)、油油路系統(tǒng)、千千斤頂系統(tǒng)的的工作情況巡巡查。8、安全管理措措施8.1所有施工工人員均經(jīng)專專業(yè)培訓(xùn)合格格。進入施工工現(xiàn)場必須帶帶好安全帽，高高空作業(yè)必須須系好安全帶帶、穿防滑鞋鞋。操作過程程中的小型工工具、螺栓等等小型配件嚴(yán)嚴(yán)禁在空中拋拋擲，必須放放入工具袋中中。8.2安裝千斤斤頂?shù)呐Ｍ戎еС袠?gòu)件和連連體桁架的提提升吊點均進進行受力驗算算，連體桁架架內(nèi)需進行臨臨時支撐，滿滿足承載力要要求。8.3指揮聯(lián)絡(luò)絡(luò)信號明確通通暢。所有人人員服從統(tǒng)一一指揮，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)問題立即匯匯報。8.4在各個提提升點千斤頂頂周圍用架子子管搭成平臺臺并配好護欄欄、防護網(wǎng)等等，以保證人人員的安全和和方便管路的的連接。8.5選擇天氣氣狀況較好的的時間進行提提升作業(yè)，如如在提升過程程中遇雷電、下下雨、5級以上大風(fēng)風(fēng)天氣時，應(yīng)應(yīng)停止作業(yè)并并使用手拉葫葫蘆等方法做做臨時錨固。8.6異常情況況緊急報警：：在每個吊點點設(shè)置有緊急急停機按鈕，一一旦出現(xiàn)異常常情況可實現(xiàn)現(xiàn)全系統(tǒng)停機機。8.7施工現(xiàn)場場設(shè)置警戒標(biāo)標(biāo)志，提升期期間嚴(yán)禁非操操作人員進入入作業(yè)現(xiàn)場，現(xiàn)現(xiàn)場內(nèi)用電線線路、設(shè)備、洞洞口全部設(shè)置置防護并立牌牌警示。8.8各專業(yè)工工種（起重工工、電焊工、電電工、指揮、架架子工、測量量員、塔吊司司機等）均必必須嚴(yán)格執(zhí)行行本工種安全全操作規(guī)程。8.9所有設(shè)備備在提升前均均要進行保養(yǎng)養(yǎng)、檢查，千千斤頂要經(jīng)過過保養(yǎng)清洗并并經(jīng)壓力試驗驗方可使用，提提升前質(zhì)量管管理小組共同同對整個提升升系統(tǒng)進行全全面檢查，確確認無誤后方方可進行提升升操作。8.10鋼絞線線使用前進行行細致的檢查查鑒定，確保保無斷絲和損損傷。8.11大風(fēng)應(yīng)應(yīng)急預(yù)案：下下吊點處，隨隨桁架吊裝內(nèi)內(nèi)側(cè)兩榀桁架架各跟隨1個5噸倒鏈共計4個，當(dāng)?shù)跹b裝出現(xiàn)較大的的風(fēng)時，巡視視及監(jiān)測人員員接到吊裝總總指揮命令，迅迅速用倒鏈將將桁架固定到到塔樓上，確確保安全。9環(huán)保措施9.1提升設(shè)備備油管布置部部位墊好塑料料薄膜，防止止油管損壞時時污染場地。9.2安裝拆卸卸設(shè)備時做好好防油泄露工工作，避免泵泵系統(tǒng)油外溢溢。9.3焊接作業(yè)業(yè)做好防護，防防止焊渣亂濺濺，焊條頭及及時回收。10、應(yīng)用實例例及效益分析析效益分析：如果果采用常規(guī)方方案施工需要要搭設(shè)腳手架架耗用鋼管400噸以上，按按河北定額，約約需租賃費85萬元，同時時，由于自重重增加又需要要進一步加固固裙房砼結(jié)構(gòu)構(gòu)，采用整體體提升技術(shù)提提升成本按1000元一噸計算算，僅需41萬元，直接接節(jié)省成本54萬元。另一一方面也減小小了搭設(shè)大量量腳手架的安安全風(fēng)險和大大批鋼管進場場占用場地對對正常施工的的影響，同時時節(jié)省了搭設(shè)設(shè)腳手架工期期約25天。由于在在低處組裝、施施工測量方便便可靠，誤差差減小，施工工精度和質(zhì)量量更為可靠。社社會效益尤為為顯著。效益分析對比表表類別整體提升搭設(shè)腳手架起重機備注經(jīng)濟效益成本41萬元成本85萬元裙房面積大，臂臂長和吊重量量不能滿足，無無法實施。搭設(shè)腳手架時裙裙房還需加固固工期3天完成工期25天完成成社會效益多點同步起吊散件組拼高空組拼、焊接接受風(fēng)力影響響大，質(zhì)量不不易控制。安全可靠有安全隱患不占用場地占用場地大起吊平穩(wěn)高空作業(yè)難控制制11應(yīng)用實例石家莊*******為河北東信信大江山房地地產(chǎn)公司投資資，2004年8月開工，建建筑面積710000m2，地下3層，地上25層，建筑總總高度103米，雙塔連連體結(jié)構(gòu)，東東西兩塔間距距25.2米，兩塔樓樓之間在20層以上為鋼鋼結(jié)構(gòu)桁架連連體，連體部部分鋼結(jié)構(gòu)桁桁架長25.2米，寬24.6米，實際高高度18.5米，重量410噸。在裙樓樓屋頂組裝，安安裝就位高度度94.9米，實際提提升距離62米。怡博苑外廊樓為為石家莊聯(lián)邦邦偉業(yè)房地產(chǎn)產(chǎn)公司投資，2003年3月開工，地地下2層，地上27層，建筑總總高度為98.35米，由A、B座組成，在在頂層有兩層層連廊展廳，長28.56米，寬10.2米，高6.8米，重130噸，采用6個千斤頂同步提升就位。TOC\o"1-1"\