浅谈钢结构屋盖吊装施工技术

【关键词】钢结构；屋盖吊装；液压提升同步系统

　　1. 工程概况

　　某塔楼塔楼屋面高度189.5m，裙房结构标高46m，裙房顶部11层为钢结构屋盖。裙房11层钢结构屋盖范围内的屋盖为屋面展厅，平面尺寸为35×34.5m，结构顶标高为46m。结构主要由9根规格为H1650×600×26×35的H型梁组成，单根钢梁长约35m，重达25t，钢梁之间亦由H1650×600×26×35的H型梁连接。展厅四周由13根（截面为800*800mm及600*600mm的箱型）钢柱支撑，梁柱间为刚接连接，展厅下方至8楼屋盖净空，8楼屋盖标高为32.5m。展厅区内钢梁结构总重约为400t，提升高度约为13.5m。

　　2. 钢结构屋盖提升思路

　　2.1 屋盖钢梁同步提升思路

　　根据本工程特点，分别在结构平面的A2×AF、A4×AF、A2×AJ、A4×AJ处各设置1组提升平台，即上吊点，同时在屋盖钢梁结构提升部分与上吊点对应位置处钢梁的上翼缘各设置一组提升吊具（下吊点），共计4组。每个提升平台安装1台YS-SJ-180型液压提升器，提升器额定提升力为180t。屋盖钢梁结构提升具体流程如下：

　　（1）根据主体结构及屋盖钢梁结构的平面布置，将屋盖钢梁结构在主结构8层的顶面（标高32.50m）分段拼装为整体；

　　（2）液压提升同步系统采取分级加载的方法进行预加载，即以设计提升力的20%、40%、60%、80%、90%、95%、100%的顺序依次加载，直至屋盖钢梁结构脱离拼装胎架并提升一定高度（150～200mm），空中停留，单点调整各个提升吊点的标高，使得屋盖钢梁结构处于水平状态，观测4-12小时；

　　（3）在确保同步提升系统设备、临时措施（提升平台、吊具等）及永久结构（混凝土柱、钢梁等）等安全的情况下，继续同步提升屋盖钢梁结构；屋盖钢梁结构提升至距离设计标高约2m时，暂停提升；当屋盖钢梁结构提升至距离设计标高约50mm（最高点）时，停止提升，单独调整各个吊点的标高，使其依次提升至设计标高；钢梁对口焊接及后装段安装，完成屋盖钢梁结构的整体同步提升作业。

　　2.2 屋盖钢梁同步提升立面

　　屋盖钢梁同步提升立面见图1所示。具体采取的钢梁提升流程：

　　根据主体结构及屋盖钢梁结构的平面布置，将屋盖钢梁结构在主结构8层的顶面（标高32.50m）分段拼装为整体；安装提升平台及提升专用吊具等临时措施，安装液压同步提升系统，包括液压提升器、液压泵源系统、控制系统、专用吊具以及钢绞线等；调试液压同步提升系统，并对钢绞线进行张拉，液压提升同步系统分级加载，直至屋盖钢梁结构脱离拼装胎架并提升一定高度（150～200mm），空中停留，观测4-12小时；在确保同步提升系统设备、临时措施（提升平台、吊具等）及永久结构（混凝土柱、钢梁）等安全的情况下，继续同步提升屋盖钢梁结构；屋盖钢梁结构提升至距离设计标高约2m时，暂停提升。测量屋盖钢梁与预埋件的间隙，并作记录，根据所测得的数据，调整钢梁与钢梁预装段之间的连接的尺寸，以满足安装要求；对口尺寸检查确认无误，调整液压提升速度，继续提升，使其以更缓慢的速度逐渐提升超过设计标高（悬挑钢梁下挠最低点达到设计标高），安装临时固定钢梁用卡码；钢梁整体液压同步下降，使全部提升钢梁逐步对口、就位，调整无误后钢梁对接焊接；提升设备分级卸载，拆除液压提升系统及其它提升临时措施，屋盖钢梁结构液压同步提升作业施工结束。

　　3. 钢屋盖正式吊装技术

　　为了有效地确保钢屋盖钢梁单元及主楼结构提升过程的平稳、安全，根据屋盖钢梁的特性，拟采用“吊点油压均衡，结构姿态调整，位移同步控制，分级卸载就位”的同步提升和卸载落位控制策略。

　　3.1 同步吊点设置

　　结合本工程中屋盖最大提升单元共有4液压提升器。在每台液压提升器处各设置一套同步传感器，用以测量提升过程中各台液压提升器的提升位移同步性。主控计算机根据这4个传感器的位移检测信号及其差值，构成“传感器－计算机－泵源控制阀－提升器控制阀—液压提升器－屋盖钢梁单元”的闭环系统，控制整个提升过程的同步性。

　　3.2 提升分级加载

　　通过试提升过程中对屋盖钢梁、提升设施、提升设备系统的观察和监测，确认符合模拟工况计算和设计条件，保证提升过程的安全。以计算机仿真计算的各提升吊点反力值为依据，对屋盖钢梁单元进行分级加载（试提升），各吊点处的液压提升系统伸缸压力应缓慢分级增加，依次为20%、40%、60%、80%；在确认各部分无异常的情况下，可继续加载到90%、95%、100%，直至屋盖钢梁单元全部脱离拼装胎架。在分级加载过程中，每一步分级加载完毕，均应暂停并检查如：上吊点、下吊点结构、屋盖钢梁等加载前后的变形情况，以及主楼结构的稳定性等情况。一切正常情况下，继续下一步分级加载。当分级加载至屋盖钢梁即将离开拼装胎架时，可能存在各点不同时离地，此时应降低提升速度，并密切观查各点离地情况，必要时做“单点动”提升。确保屋盖钢梁离地平稳，各点同步。

　　3.3 结构离地检查

　　屋盖钢梁离开拼装胎架约150mm后，利用液压提升系统设备锁定，空中停留12小时以上作全面检查（包括吊点结构，承重体系和提升设备等），并将检查结果以书面形式报告现场总指挥部。各项检查正常无误，再进行正式提升。

　　3.4 整体吊装技术

　　以调整后的各吊点高度为新的起始位置，复位位移传感器。在屋盖钢梁整体提升过程中，保持该姿态直至提升到设计标高附近。屋盖钢梁在提升及下降过程中，因为空中姿态调整和杆件对口等需要进行高度微调。在微调开始前，将计算机同步控制系统由自动模式切换成手动模式。根据需要，对整个液压提升系统中各个吊点的液压提升器进行同步微动（上升或下降），或者对单台液压提升器进行微动调整。微动即点动调整精度可以达到毫米级，完全可以满足屋盖钢梁单元安装的精度需要。

　　屋盖钢梁提升至设计位置后，暂停；各吊点微调使各弦杆精确提升到达设计位置；液压提升系统设备暂停工作，保持屋盖钢梁单元的空中姿态，各弦杆与端部分段之间对口焊接固定；安装斜腹杆后装分段，使其与两端已装分段结构形成整体稳定受力体系。提升点以外的各个悬挑杆件提升过程有一定下挠，提升就位时将附近杆件整体提高，利用卡码将悬挑钢梁定位、对口后，整体下降至设计位置。液压提升系统设备同步卸载，至钢绞线完全松弛；进行屋盖钢梁的后续高空安装；拆除液压提升系统设备及相关临时措施，完成屋盖钢梁单元的整体提升安装。

　　3.5 姿态检测调整

　　通过采用测量仪器检测各吊点的离地距离，计算出各吊点相对高差。通过液压提升系统设备调整各吊点高度，使屋盖钢梁达到水平姿态。

　　4. 结语

　　本项目中屋盖钢梁结构的安装，采用整体液压同步提升技术，从工程实践表明，所采取的钢屋盖吊装技术所需的措施量小，有利于屋盖钢梁安装的成本的控制；通过采用“超大型构件液压同步提升施工技术”安装大跨度钢屋盖结构，有大量类似工程成功经验可供借鉴，安装过程的安全性有保证，可值得同类工程推广应用。

　　参考文献

　　[1]王大伟，赵建国，张贵廷，等.深圳大运中心主体育馆钢屋盖施工技术[J].施工技术，2010，28（08）：118～119.

　　[2]朱颖曾，廖文华，高飞，等.施工技术[J].建筑技术，2010，27（09）：31～33.

　　[3]朱伟新，吴欣之.虹口体育中心钢屋盖安装[J] 上海建设科技，2008，31（09）：57～58.