高层建筑双塔连体钢结构整体提升施工工法

高层建筑双塔连体钢结构整体提升工法1.前言石家庄*******工程建筑面面积710000m2，地下三层层，地上二十十五层，建筑筑总高度103米，结构形形式为框架剪剪力墙结构。该该工程主体结结构形式为大大底盘、双塔塔、空中联体体结构，地上上一至五层裙裙房为整体结结构（城市商商业广场），五五层以上对称称耸立着两座座20层双塔楼（商商业主楼），双双塔在20层以上以五五层钢结构空空中连体，构构成类似“凯旋门”形式的建筑筑。该工程20层以以上中间连体体部分为钢结结构，与连体体结构相连部部位为型钢混混凝土梁柱。双双塔连体钢结结构长25.2m，宽24.6m，实高18.5m，重量410吨，安装高高度96.9m。该连体钢钢结构是在五五层裙房顶制制作成型后采采用穿心式液液压千斤顶整整体提升吊装装就位。图1-1提升效效果图图1-2牛腿布布置2.特点：2.1将高空中中连体钢结构构制作移到平平地进行，便便于测量和质质量控制。地地面组装整体体桁架，提升升到空中安装装就位。2.2避免搭设设高空脚手架架的经济耗费费和安全隐患患。2.3同步提升升工艺避免钢钢结构的局部部杆件受力不不均而损坏的的现象。2.4就位控制制准确，安全全风险小。2.5吊装过程程受自然环境境（风、雨、雪雪、雾）的影影响较小。3.应用范围适用于大体量、大大重量的构件件的空中安装装，高层建筑筑间的连体结结构安装，超超大空间（体体育场馆、会会议厅、多功功能厅）的整整体屋架安装装，大型起重重机和其它吊吊装方法完成成不了的质量量大、起升高高度高的大型型结构吊装，吊吊车无法靠近近的其它部位位的结构安装装。4.工艺原理在双塔楼24层层顶的④、⑦轴与、、、轴的8个交叉点，预预埋8个吊装牛腿腿，安放16个穿心式液压压千斤顶，每每个千斤顶通通过中心布置置一束钢绞线线与被吊装的的钢结构通过过下吊点相连连。结构吊装装时,通过计算机机控制，液压压传动，机械械作用使千斤斤顶内的钢绞绞线沿千斤顶顶中心上移，将将钢结构整体体吊起，直至至吊装到对接接位置。（如如左图：吊装装牛腿、千斤斤顶位置图）5.工艺流程和和操作要点5.1工艺流程程施工准备→安装装支承牛腿→→安装千斤顶顶→穿钢绞线→吊物锚固点点安装→预紧钢绞线线→控制系统安安装→试提升→正式提升→就位→连接→拆除提升装装置。5.2操作要点点施工准备：1、土建施工垂垂直度控制、牛牛腿等预埋；；土建施工进行专专项控制，确确保外墙结构构总体垂直度度、平整度控控制在10mm以内。改进测量控制方方法：对外墙墙模板施工除除在内侧进行行控制外，同同时进行“外控”，即在外墙墙大角位置用用激光经纬仪仪侧设轴线控控制线，外墙墙模板校正直直接由“外控”轴线引测，减减少了测量次次数，避免工工人自行由内内向外引侧轴轴线造成的误误差，减少“内控”轴线引测次次数过多形成成的累计误差差。解决了外外墙模板没有有控制基准的的问题。改进支模方法：：重新制作顶顶板侧模，通通过加宽顶板板侧模，使顶顶板侧模可以以通过下部的的下返部分模模板与墙体的的接触得到有有效控制。为防止大模模板拼装中底底部出现跑位位，拼缝不平平等问题出现现，在墙体钢钢筋绑扎时，上上口、下口需需设置顶模筋筋；阴、阳角角部位和丁字字墙部位，两两面均用两根根顶模筋加强强，顶筋距角角边50～70mm，模板与模模板拼接的部部位顶筋位置置距板接茬缝缝50～70mm，其余部位位按间距1000～1500mmm设置，顶筋筋长度为墙厚厚２mm，上、下口口顶筋位置相相同，制作时时必须严格按按墙体线和模模板控制线无无误差操作。2、上支撑点及及下锚点验算算及加固措施施桁架在吊装过程程中，全部荷荷载集中于吊吊点处的梁柱柱，除与吊点点相交的梁柱柱外，其他结结构构件几乎乎不参与工作作，为改变这这种状态，对对塔楼结构采采取临时加固固措施，采用用2L1255×10角钢做斜支支撑将部分外外力传至其他他构件，使更更多的构件参参与工作，保保证吊装过程程中结构安全全。图5.2-1上上支撑点图5.2-2上上支撑点加固固示意图下吊点处采用22L125××10角钢做临时时加固，经计计算，吊装过过程中桁架各各杆件应力均均远小于钢材材屈服强度，构构件处于安全全状态。3、制作、组拼拼、焊接、验验收连体钢结结构；钢结构拼装在群群房顶进行，作作业台设在群群房顶板，F-5、F-6轴线无柱的的主次梁结构构，以此为平平台进行钢结结构拼装，必必须对其进行行验算：经验算知：5层层桁架完全拼拼装完成时，F轴梁刚好达达到极限强度度，标准荷载载下挠度为27㎜，约为1/570（在允许范范围内），但但在极限荷载载下已达极限限承载力，因因此施工过程程中应采取措措施如下措施施：1）在6层增加加水准线，每每天早8：00晚5：00两次测量楼楼板挠度；2）测量值挠度度值由监理进进行记录，每每天早9：00晚5：30由总包方、监监理、钢结构构分包会商监监测结果，必必要时可请设设计院共同会会商；3）为了减少措措施费用，根根据挠度实际际值和会商结结果，由总包方、监理理、钢结构分分包共同确定定何时采用何何种方法进行行加固，任何何加固方案需需经监理确认认后方可实施施；4）可取如下加加固方案（按按难易程度）：：a如在拼装完三三层桁架时，挠挠度在会商结结果认为可以以接受的范围围内，将首层层桁架全部节节点焊接完毕毕，使桁架首首层形成整体体，可拆除支支撑在F梁上的支点点，将桁架自自重全部传至至F-4、F-7柱此法最为为简单。b当挠度在会商商结果认为不不可以接受时时，监理立即即下达停工令令。之后，可可采取钢结构构自平衡：即即从F榀一层底中中部拉斜杆（索索）至E榀三层梁顶顶部，再由E榀三层梁顶顶部拉斜杆（索索）至D榀一层底中中部，形成自自平衡。拉力力为75t。c当b方法效果果不明显时，可可采取沿F轴加斜拉杆杆（索），从从F榀一层底中中部至91.9m标高处对称称加拉斜杆（索索），锚固在在F-4、F-7柱上。单杆杆张拉力为35t，此方法会会影响钢结构构拼装进度。b、c两办法效效果均不明显显，a、b、c三法同时使使用；上述办法均不见见效，在5层底搭脚手手架，将荷载载部分转移到到4层顶板。表5.2-166层顶板施工工挠度监测记录日期时间挠度值mm记录人监理人4、桁架吊装过过程中，有效效杆件内力计计算：图5.2-3桁桁架有效杆件件内力计算结结果5、保证整体吊吊装结构整体体性吊装过程中，每每榀桁架之间间有次梁连接接，没有铺板板，次梁与桁桁架梁连接为为铰接，吊装装共为8个吊点，如如行走不均匀匀，则有可能能造成桁架变变形，为此用用Φ20钢筋做临时时斜拉杆以保保证结构吊装装时结构的整整体稳定性。图5.2-4对对支撑点处结结构临时加固固6、编制整体提提升方案，组织专家组组对方案进行行论证、修订订、完善、批批准；安装支承牛腿：：搭设防护架架，用塔吊吊吊装两端8个支承点牛牛腿，校正、焊焊接、验收，在在牛腿上分别别焊接好支撑撑千斤顶的支支座。（见下下图）图5.2-5牛牛腿安装图5.2-6千千斤顶安装安装千斤顶：用用塔吊吊装千千斤顶到支承承牛腿上安装装就位，每个个支承牛腿上上安放两个千千斤顶。（右右图）图5.2-7穿钢绞线：用塔塔吊配合将钢钢绞线穿入千千斤顶的穿心心孔，钢铰线线的长度大于起吊高高度。起吊物锚固点的的安装。连体体钢结构的起起吊锚固点设设置在支承千千斤顶的正下下方，用钢板板制作起吊托托板，穿入钢钢铰线以夹具具锚固，吊点点周围进行加加固处理。（如如右图）图5.2-8下下锚点预紧钢钢丝绳图5.2-9上上锚点钢丝绳绳穿入千斤顶顶预紧钢绞线：系系统全部连接接并经检查完完善后启动系系统使钢绞线线处于收紧状状态。控制系统安装：：接通机群油油缸系统、泵泵站系统、传传感器系统、计计算机控制系系统，电控线线、油路试调调试，油缸进进行空行程调调试。试提升：通过集集群千斤顶顶顶升动作试提提升30cm后，锁定千千斤顶夹具，空空中悬挂静置置24小时，测量量结构构件的的变形情况，查查看有无异常常。起吊前和和起吊后分别别用经纬仪和和水准仪检查查联体构件的的整体垂直度度和整体平面面弯曲偏差情情况，偏差值值不得超过《钢钢结构工程施施工质量验收收规范》GB502205-20001规定的允许许偏差限值。图5.2-100提升前检测测桁架变形图5.2-111正式提升5.2.8正式式提升：试提提升稳定后，通通过集群千斤斤顶协同循环环往复动作正正式开始提升升。千斤顶提提升工作程序序如下：①下锚具松驰，上上锚具夹紧，被被吊物负荷通通过钢绞线传传递于上锚，油油缸伸缸，张张拉钢绞线，带带动被吊物上上升一个伸缸缸行程。②当油缸全部伸伸出后，下锚锚具夹紧，被被吊物负荷通通过钢绞线传传递于下锚，由由支承支座悬悬吊被吊物禁禁止，上锚具具松驰，油缸缸完全回缩；；③油缸缩缸到位位后，上锚具具夹紧，下锚锚具松驰，被被吊物负荷再再次通过钢绞绞线传递于上上锚，油缸伸伸缸，张拉钢钢绞线，带动动被吊物再次次上升一个伸伸缸行程。④通过上下锚具具负荷的转换换，油缸的伸伸缩，将重物物通过油缸的的伸缩动作逐逐步提升至规规定高度。集群油缸系统通通过计算机控控制系统对所所有油缸的动动作统一控制制，统一指挥挥，动作一致致（千斤顶的的锚具松紧、油油缸伸缩完全全一致），完完成结构件的的提升作业。提升过程中每桁桁架节点和牛牛腿支座部位位均安排一名名监测人员，随随时监测千斤斤顶和桁架行行走情况，发发现异常，立立即停止作业业，有总指挥挥安排排除故故障。图5.2-122提升过程中中图5.2-133提升就位5.2.9就位位：通过油缸缸的反复动作作，将结构件件吊至规定高高度后，下锚锚具夹紧，四四周用手拉葫葫芦固定后等等待焊接连接接。5.2.10连连接：将连体体钢结构与两两塔楼的边柱柱预留钢板进进行焊接连接接。在提升过过程中连体钢钢结构与塔楼楼边柱的预留留间隙30mm，焊缝较宽宽，应采用堆堆焊与主杵桁桁架牛腿焊接接，采用UT探伤检验。经经质量验收合合格后，拆除除提升装置。图5.2-144焊接图5.2-155桁架与支座座固定6、材料与设备备泵站2台、启动动柜2套、40吨千斤顶18台（2台备用）、控控制箱2只、主控柜柜一台、压力力传感器4台、锚具、电电缆、油管、对对讲机、钢绞绞线（直径10mm的低松驰1860钢绞线，长长度大于起吊吊高度）、手手拉葫芦8只、经纬仪仪、水准仪、钢钢尺、电焊机机等。表6.1LLSD40型千斤顶技技术性能参数数1公称升力400KN6穿心孔直径Φ1042额定油压21MPa7整机质量Kg3提升活塞面积1.9144××10-2m28外形尺寸包括吊环300×3233×171774回程活塞面积1.1310××10-2m2取下吊环300×3233×111005行程300mm9开启夹片小油箱箱油压15MPa表6.2油泵泵数据及参数数主泵公称流量37.0L/mmin辅泵公称流量15.0L/mmin主泵额定压力31.5Mpaa辅泵额定压力5.0Mpa主泵电机功率15.0KW辅泵电机功率4.0KW油箱有效容积240.0L工作环境温度0。C~40。C7、质量控制7.1质量标准准《钢结构工程施施工质量验收收规范》GB502205-20001塔楼边柱砼垂直直度控制在5mm内；连体钢结构边跨跨与塔楼边柱柱的间隙控制制在30mm±±5mm；千斤顶伸缩同步步误差≤1.5ｍｍ；7.2质量保证证体系：成立以项目经理理为组长，技技术负责人、质质检员、安全全员、吊装组组长参加的质质量管理小组组。施工中严严格按ISO90001：2000体系标准进进行施工管理理，执行书面面交接记录。项项目经理全面面负责吊装作作业的指挥、协协调和组员职职责的落实质质量；技术负负责人进行方方案的编制，专专家组论证的的修订、完善善、审批，方方案的交底；；质检员负责责实际操作过过程的检查验验收，执行方方案的情况，意意外情况回报报；安全员负负责操作人员员安全措施的的监督、检查查、意外情况况回报；吊装装组长负责计计算机系统、泵泵站系统、油油路系统、千千斤顶系统的的工作情况巡巡查。8、安全管理措措施8.1所有施工工人员均经专专业培训合格格。进入施工工现场必须带带好安全帽，高高空作业必须须系好安全带带、穿防滑鞋鞋。操作过程程中的小型工工具、螺栓等等小型配件严严禁在空中抛抛掷，必须放放入工具袋中中。8.2安装千斤斤顶的牛腿支支承构件和连连体桁架的提提升吊点均进进行受力验算算，连体桁架架内需进行临临时支撑，满满足承载力要要求。8.3指挥联络络信号明确通通畅。所有人人员服从统一一指挥，发现现问题立即汇汇报。8.4在各个提提升点千斤顶顶周围用架子子管搭成平台台并配好护栏栏、防护网等等，以保证人人员的安全和和方便管路的的连接。8.5选择天气气状况较好的的时间进行提提升作业，如如在提升过程程中遇雷电、下下雨、5级以上大风风天气时，应应停止作业并并使用手拉葫葫芦等方法做做临时锚固。8.6异常情况况紧急报警：：在每个吊点点设置有紧急急停机按钮，一一旦出现异常常情况可实现现全系统停机机。8.7施工现场场设置警戒标标志，提升期期间严禁非操操作人员进入入作业现场，现现场内用电线线路、设备、洞洞口全部设置置防护并立牌牌警示。8.8各专业工工种（起重工工、电焊工、电电工、指挥、架架子工、测量量员、塔吊司司机等）均必必须严格执行行本工种安全全操作规程。8.9所有设备备在提升前均均要进行保养养、检查，千千斤顶要经过过保养清洗并并经压力试验验方可使用，提提升前质量管管理小组共同同对整个提升升系统进行全全面检查，确确认无误后方方可进行提升升操作。8.10钢绞线线使用前进行行细致的检查查鉴定，确保保无断丝和损损伤。8.11大风应应急预案：下下吊点处，随随桁架吊装内内侧两榀桁架架各跟随1个5吨倒链共计4个，当吊装装出现较大的的风时，巡视视及监测人员员接到吊装总总指挥命令，迅迅速用倒链将将桁架固定到到塔楼上，确确保安全。9环保措施9.1提升设备备油管布置部部位垫好塑料料薄膜，防止止油管损坏时时污染场地。9.2安装拆卸卸设备时做好好防油泄露工工作，避免泵泵系统油外溢溢。9.3焊接作业业做好防护，防防止焊渣乱溅溅，焊条头及及时回收。10、应用实例例及效益分析析效益分析：如果果采用常规方方案施工需要要搭设脚手架架耗用钢管400吨以上，按按河北定额，约约需租赁费85万元，同时时，由于自重重增加又需要要进一步加固固裙房砼结构构，采用整体体提升技术提提升成本按1000元一吨计算算，仅需41万元，直接接节省成本54万元。另一一方面也减小小了搭设大量量脚手架的安安全风险和大大批钢管进场场占用场地对对正常施工的的影响，同时时节省了搭设设脚手架工期期约25天。由于在在低处组装、施施工测量方便便可靠，误差差减小，施工工精度和质量量更为可靠。社社会效益尤为为显著。效益分析对比表表类别整体提升搭设脚手架起重机备注经济效益成本41万元成本85万元裙房面积大，臂臂长和吊重量量不能满足，无无法实施。搭设脚手架时裙裙房还需加固固工期3天完成工期25天完成成社会效益多点同步起吊散件组拼高空组拼、焊接接受风力影响响大，质量不不易控制。安全可靠有安全隐患不占用场地占用场地大起吊平稳高空作业难控制制11应用实例石家庄*******为河北东信信大江山房地地产公司投资资，2004年8月开工，建建筑面积710000m2，地下3层，地上25层，建筑总总高度103米，双塔连连体结构，东东西两塔间距距25.2米，两塔楼楼之间在20层以上为钢钢结构桁架连连体，连体部部分钢结构桁桁架长25.2米，宽24.6米，实际高高度18.5米，重量410吨。在裙楼楼屋顶组装，安安装就位高度度94.9米，实际提提升距离62米。怡博苑外廊楼为为石家庄联邦邦伟业房地产产公司投资，2003年3月开工，地地下2层，地上27层，建筑总总高度为98.35米，由A、B座组成，在在顶层有两层层连廊展厅，长28.56米，宽10.2米，高6.8米，重130吨，采用6个千斤顶同步提升就位。TOC\o"1-1"\