高层建筑外框巨柱施工中可拼装钢连桥的开发

1高层建筑外框巨柱施工中可拼装钢连桥的开发摘要：某高层建筑采用核心筒-外框筒体系，核心筒由包含钢板剪力墙的混凝土剪力墙构成，外框筒由巨柱、重力柱、大斜撑、转换桁架构成。鉴于外框筒的巨柱施工到一定阶段，单根巨柱在高空中分叉为两根，开发了一种用于外框巨柱施工的可拼装钢连桥，以方便施工人员在分叉巨柱焊接过程中进行操作。通过合理的构造设计，钢连桥能够实现快速拼装和增加桥体长度。用有限元软件计算校核钢连桥的应力和变形，以满足强度和刚度要求。随着城镇化程度的不断发展，超高层建筑的数量不断增加，大部分超高层建筑是混凝土核心筒的施工领先于外围框架[1-4]。外围框架在施工过程中需要设置相关的施工用辅助设施，以保证其施工的安全性[5-6]。本文以某超高层建筑施工中外框筒巨柱需要的钢连桥为研究对象，介绍其设计思路和构造细节，为类似超高层建筑的施工用辅助设施的开发提供参考。某高层建筑采用核心筒-外框筒的结构形式，核心筒由包含钢板剪力墙的混凝土剪力墙构成，外框筒由巨柱、转换桁架、大斜撑构成。核心筒的施工领先外框筒施工4～6个结构层。外框筒的巨柱在结构底部共4根，分别位于外框的4个角部。随着2的增加而改变。本文介绍的钢连桥，用于连接高空中的两根分叉巨柱，图1外框筒巨柱分布位置示意外框筒巨柱采用多腔体组合巨柱的截面形式，焊接工作量大，在一定高度的巨柱焊接完成后，需要浇筑混凝土。高空施工过程中，为了方便焊接工人在两个分叉巨柱之间移动，同时方便混凝土浇筑，需要在分叉巨柱之间安装施工用钢连桥。钢连桥必须保证与巨柱间连接的安全可靠，同时能够实现快速拼装和桥体长度的可伸缩性，最大限度满足施工项目施工开始阶段，单根巨柱分叉后采用了焊接型钢作为临时钢连桥。但是，随着结构高度的增加，分叉巨柱之间的间距不断发生变化，每增加一节巨柱后，施工人员需要继续焊接型钢进行钢连桥的样的施工方式不仅施工效率低，而且不符合绿色施工的要求。3为了充分实现绿色建造的目标，保证钢连桥随着结构高度的增加能够重复使用，钢连桥的设计中要充分考虑连桥长度的可延伸性，而且要体现装配化的设计理念[7-8]。2钢连桥设计钢连桥采用桁架的结构形式，如图2所示，包括桥体和桥墩两部分。桥体构件分为桁架上弦、下弦、斜腹杆、竖腹杆，桥墩由型钢构成，各构件的截面尺寸如表1所示。表1构件名称及截面尺寸4构件名称截面尺寸/mm桁架上弦□80×80×5桁架下弦□80×80×5桁架竖腹杆□80×80×5桁架斜腹杆□50×50×4桥墩钢梁I20a2.1钢连桥的构成对钢连桥进行合理的结构分段，能够给施工安装过程带来很大方便[2]。桥体分为主干桥体和两端可拼装加长部分，主干桥体长度为10m，可拼装加长桥体为1.5m，整个钢连桥的最大长度为13m。2.2桥墩与桥体的连接桥墩的主要作用是实现桥体与巨柱之间的可靠连接，桥墩采用I20a型钢焊接，高度900mm，桥墩上端焊接长度200mm、厚10mm的节点板，并开设2个直径18mm的螺栓孔，利用节点板和螺栓孔固定桥体。其中，桥体桁架下弦构件上开设10个间距100mm的直径20～50mm的长圆孔，用于调节桥体与桥墩固定的位置，从而实现钢连桥的长度增加，桥墩与桥体的连接如图3所示。5图3桥墩节点板与桥体连接示意2.3桥墩与巨柱的连接随着结构高度的增加，外框筒巨柱的截面形式和截面尺寸不断变化，因此，桥墩与巨柱之间的固定方式需要很强的适应性。这种固定方式需要适应不同尺寸