倒挂结构层随大跨度钢桁架协同整体提升施工工法

由广东省第二建筑工程有限公司完成的工法倒挂结构层随大跨度钢桁架协同整体提升施工工法01形成原因操作原理质量控制工法特点材料设备安全措施目录030502040607环保措施应用实例效益分析荣誉表彰目录0908010基本信息《倒挂结构层随大跨度钢桁架协同整体提升施工工法》是广东省第二建筑工程有限公司完成的建筑类施工工法；作者分别是王建忠、林璟、陈任良、肖荣和、黄进雄、李金水、陈丹麟、陈坤煌；适用范围是新建工程大跨度钢桁架的安装，特别适用于设倒挂结构层或施工场地有限的项目。《倒挂结构层随大跨度钢桁架协同整体提升施工工法》主要的工法特点是：在地面完成大跨度钢桁架的拼装后，进行低标高处同工况监测；采用后施工协同提升的倒挂结构层施工方法；实际施工前，对结构的受力情况进行分析。2018年12月24日，《倒挂结构层随大跨度钢桁架协同整体提升施工工法》被广东省住房和城乡建设厅评定为2018年度广东省省级工法。形成原因形成原因钢桁架连廊结构在现代建筑中占据了相当的地位，随着多高层建筑的快速发展，如雨后春笋般出现。在各种公共建筑、商业建筑、体育建筑中经常会看到钢桁架连廊结构，这种结构在满足使用功能的同时，可以成为一道独有的风景线，还能够和周围的建筑呼应。截至2018年，为了兼顾实用与美观，钢桁架连廊结构设计在向大跨度发展之余，还出现了连廊设倒挂结构层的形式，从建筑上实现了建筑使用空间与门廊景观的结合。这种形式的结构给施工带来了两大难题，一是增加了吊装的重量，二是安装必须采用逆作法。广东省第二建筑工程有限公司承建的广东以色列理工学院（筹）一期校区（北校区）建设项目，共有17座单体，建筑面积约10.17万平方米，其中办公楼为钢框架结构，设计有一个46米跨度的钢桁架连廊结构，设一层倒挂结构层。项目场地较为狭小，工期较短且安装精度要求高。广东省第二建筑工程有限公司成立了技术应用课题研究小组，以广东以色列理工学院（筹）一期校区（北校区）建设项目为研究实例，以BIM技术为辅助，进行了一系列研究与实践，综合地解决了大跨度钢桁架设倒挂结构层吊装施工的技术质量问题，形成了《倒挂结构层随大跨度钢桁架协同整体提升施工工法》。

工法特点工法特点《倒挂结构层随大跨度钢桁架协同整体提升施工工法》的工法特点是：1.该工法在地面完成大跨度钢桁架的拼装后，进行低标高处同工况监测，通过对桁架的弦杆、腹杆端部等一些内力较大的截面的应变监测来掌握结构的工作状态、受力性能，验证结构安全性。2.采用了后施工协同提升的倒挂结构层施工方法，在保证不影响结构的情况下，使结构在较低标高处完成拼装工作，保证了施工质量和安全。3.进行实际施工前，采用结构分析软件SAP2000进行计算，并通过BIM模型对提升吊装过程进行模拟，对结构的受力情况进行分析，以保证各个吊点受力安全，结构不发生超出设计和规范要求的变形。

操作原理适用范围施工工艺工艺原理操作原理适用范围《倒挂结构层随大跨度钢桁架协同整体提升施工工法》适用于新建工程大跨度钢桁架的安装，特别适用于设倒挂结构层或施工场地有限的项目。

工艺原理《倒挂结构层随大跨度钢桁架协同整体提升施工工法》的工艺原理叙述如下：1.低标高处结构同工况监测在地面完成大跨度钢桁架的拼装后，整体提升至离地标高300毫米处，通过对桁架的弦杆、腹杆端部等一些内力较大的截面的应变监测来掌握结构的工作状态、受力性能，确定是否能保证结构安全，是否能吻合理论分析结果。在低标高进行同工况监测，可以避免结构安装在高标高后出现结构安全问题，及时在完全提升前验证结构安全性，降低潜在风险。2.倒挂结构层后施工协同提升完成钢桁架连廊结构拼装后，倒挂结构层先不进行安装，在钢桁架连廊结构提升一层高度后，进行倒挂结构层结构的施工，最终协同整体提升完成提升。该方案在保证不影响结构的情况下，使结构在较低标高处完成拼装工作，具有施工方便，质量、安全可控的特点。

施工工艺《倒挂结构层随大跨度钢桁架协同整体提升施工工法》的工艺流程见图1。

图1施工工艺流程图《倒挂结构层随大跨度钢桁架协同整体提升施工工法》的操作要点如下：一、施工准备1.首先对图纸要充分熟悉，详细核查施工图纸和现场实测尺寸，以确保设计加工的完善，同时结构图纸及其他专业图纸进行核对，发现其不相符部位，尽早采取有效措施修正。2.对施工所需的工具、器具、设备提出供应计划，具体到型号、数量、供应时间等，并将计划送交仓库、采购等部门，进行准备。3.根据施工图纸及工程情况，做出详细的材料订货供应计划单，根据施工进度计划安排好所有材料的供货时间，材料进场要按所提交的数量、规格、质量标准严格把关，并按各规格分类堆码、保护。

二、提升支架、下吊点设置采用液压同步提升设备进行整体提升，需要设置专用提升平台，用于放置液压提升器及液压泵源系统等设备，并用于设备安装和操作。提升下吊点为直接与待提升结构连接的临时吊点结构，用于安装提升地锚座，并通过钢绞线与提升平台上的液压提升器连接。材料设备材料设备一、材料《倒挂结构层随大跨度钢桁架协同整体提升施工工法》法所需主要施工材料见表2。二、主要施工机械设备《倒挂结构层随大跨度钢桁架协同整体提升施工工法》所需要设备如表3所示。质量控制质量控制《倒挂结构层随大跨度钢桁架协同整体提升施工工法》的质量控制要求如下：一、质量控制标准1.《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）；2.《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）；3.《钢结构工程施工规范》（GB50755-2012）。

二、质量保证措施1.板材在其加工、运输过程中要轻拿轻放，手推车运输时采用软物衬垫、分隔及固定，避免磕碰或破损。并根据使用部位、尺寸进行分层、分类码放，减少其移动次数，避免破损。2.实行样板制度。安装前首先做样板施工，经相关单位确认后方可大面积施工。3.板材安装必须保证拼缝大小统一，横平竖直，竖向缝隙为6毫米，水平缝隙为6毫米。窗台、女儿墙压顶部分收向正确。4.已安装完成墙面贴上成品保护警示牌，防止面层污染与损坏。安全措施安全措施采用《倒挂结构层随大跨度钢桁架协同整体提升施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：1.施工现场全范围设置安全防护安全绳，做到工人操作时不脱离安全绳。2.进入现场必须遵守安全生产六大纪律。3.吊装前应检查机械、索具、夹具、吊环等是否符合要求并应进行试吊。4.吊装时必须有统一的指挥、统一的信号。5.高空作业人员必须系安全带，安全带生根处应做到高挂低用及安全可靠。6.高空作业穿着要灵便，禁止穿硬底鞋、高跟鞋、拖鞋和带钉的鞋。7.吊车行走道路和工作地点应坚实平整，以防沉陷发生事故。8.六级以上大风和雷雨、大雾天气，应暂停露天起重和高空作业。9.构件在未经校正、焊牢或固定之前，不准松绳脱钩。环保措施环保措施《倒挂结构层随大跨度钢桁架协同整体提升施工工法》的环保措施如下：1.高空焊接作业时，应设置遮光罩，减少焊接亮光造成的光污染。2.将施工作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。

效益分析效益分析《倒挂结构层随大跨度钢桁架协同整体提升施工工法》的效益分析如下：一、经济效益1.该工法大跨度钢桁架主要在地面进行拼装，减少安装机械台班及人工，降低施工难度，缩短施工工期，保证施工质量。2.该工法在地面完成大跨度钢桁架的拼装后，提升至低标高处进行结构同工况监测，确保结构工作状态符合设计要求后，采用后施工协同吊装的倒挂结构层施工技术，有效减少结构变形，避免返工。3.该工法采用BIM进行受力分析模拟，能够使确定构件的受力情况，为同工况监测提供理论对比值，同时选择最适合的起重、提升机械，减少功率的浪费4.该工法解决了大跨度钢桁架连廊吊装场地问题，突破了安装跨度和高度的限制，降低了安装的安全风险，提高了施工质量。

二、社会效益大跨度钢桁架结构设倒挂结构层，能够有效地增加建筑物的面积，同时满足塔楼之间的连接，是一种广泛应用的结构形式。该工法针对该结构形式，提出了一种高效快捷，精度高的整体提升方案。应用实例应用实例《倒挂结构层随大跨度钢桁架协同整体提升施工工法》在广东以色列理工学院（筹）一期校区（北校区）建设项目的应用情况如下：倒挂结构层随大跨度钢桁架协同整体提升工法应用于广东以色列理工学院（筹）一期校区（北校区）建设项目办公楼大跨度钢桁架连廊结构吊装，工程质量及工期均满足预期要求。吊装钢桁架钢梁总长度为：46米，高度为：6～8米，材质：Q345B，上下弦杆截面均为800毫米×800毫米箱型梁，长度：46米；单榀竖向腹杆共计6根，其中450毫米×450毫米箱型梁4根，500毫米×500毫米箱型梁1根，500毫米×500毫米箱型梁1根；单榀斜腹杆共计7根，其中400毫米×400毫米箱型梁4根，500毫米×800毫米箱型梁3根，分为南立面和北立面桁架，共两榀，居中安装在教学楼（2-4）轴交（1-D）轴与办公楼（1）轴交（A）轴及教学楼（2-4）轴交（1-H）轴与办公楼（3）轴交（D）轴往（E）轴方向3.66米处的办公楼与教学楼间的连廊上；两桁架之间连廊钢构箱型梁连接，桁架下设倒挂结构层；提升总重量共计约500T。桁架梁下弦杆顶面标高为：23.35米。该工程钢连廊结构提升安装工期为：提升设备安装、调试——4天；屋面层结构试提升、正式提升——2天；五层结构拼接——3天；连廊整体试提升、正式提升就位——2天；连廊对接、卸载——3天；合计14天。从实际施工过