跨地鐵巷道鋼結(jié)構(gòu)大跨梁吊裝技術(shù)淺析

摘 要：跨越地鐵巷道，造成結(jié)構(gòu)的大跨度。本文主要介紹了大跨梁吊裝時(shí)支撐的加固加強(qiáng)技術(shù)，大跨梁吊裝的具體實(shí)施方案。

關(guān)鍵詞：大跨度；薄弱層；支撐加固；大跨梁吊裝；定位測(cè)量

中圖分類號(hào)：TU393.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1671-3362（2013）10-0036-02

1工程概況

1.1項(xiàng)目整體概況

上海世紀(jì)大都會(huì)項(xiàng)目位于浦東新區(qū)，世紀(jì)大道與張楊路、福山路的交匯處。地上部分總建筑面積約160000m2，是一個(gè)結(jié)合公共交通系統(tǒng)、文化設(shè)施、開敞空間、社交場(chǎng)所、商場(chǎng)和寫字樓的多功能綜合體，都市活動(dòng)中心，同時(shí)也是上海和浦東的標(biāo)志性公共場(chǎng)所之一、世紀(jì)大道的中心點(diǎn)。

項(xiàng)目以地鐵6號(hào)線區(qū)間為界分為南北兩塊。地下部分共4層，地上部分包含4幢連體塔樓，分別為1號(hào)樓、2號(hào)樓、3號(hào)樓和4號(hào)樓，結(jié)構(gòu)平面輪廓均呈“扇面”形式。2號(hào)樓W20、W21軸線處大跨度弧形鋼梁為28m。

1.2大跨度結(jié)構(gòu)概況

2號(hào)樓地下室部位有地鐵6號(hào)線通過(guò)。28m大跨度弧形鋼梁跨地鐵6號(hào)線，結(jié)構(gòu)輪廓呈“扇面形式”，對(duì)應(yīng)圓心角角度為50.49。2號(hào)樓外邊線弧長(zhǎng)97.8m，沿半徑方向?qū)挾葹?2.05m，柱距最大為28.4m。核心筒尺寸分別為9.79m*10.15m，18.4m*10.5m。建筑高度72.0m，共13層，標(biāo)準(zhǔn)層高4.5m。

2支撐加固

2.1支撐加固原因分析

由于地鐵6號(hào)線的穿過(guò)，在2號(hào)樓大跨度區(qū)域，沿大跨梁長(zhǎng)度方向形成10m寬的薄弱地帶。大跨梁分三段吊裝，臨時(shí)支撐設(shè)在分段點(diǎn)上。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，臨時(shí)支撐的支撐點(diǎn)落在了薄弱層區(qū)域。因此需要對(duì)地面接觸部分進(jìn)行局部加強(qiáng)，避免局部應(yīng)力過(guò)大，使薄弱層產(chǎn)生沖切破壞，影響地鐵的正常運(yùn)行，造成工程事故。

2.2臨時(shí)支撐加固設(shè)計(jì)

2.2.1臨時(shí)支撐的設(shè)計(jì)

2.2.1.1臨時(shí)支撐的主要部件

臨時(shí)支撐設(shè)置，既要保證滿足受壓承載力的要求，又要保證側(cè)向的穩(wěn)定性要求。對(duì)于型鋼支撐來(lái)講，受壓承載力往往是能夠滿足的，關(guān)鍵在于控制支撐失穩(wěn)的問(wèn)題。

支撐的部件組成主要有：H型型鋼支撐，角鋼支撐，攬風(fēng)繩，20mm厚墊板，千斤頂

2.2.1.2臨時(shí)支撐的工作原理

H型型鋼是主要的受力構(gòu)件，承擔(dān)吊裝鋼梁的重量。攬風(fēng)繩和角鋼作為輔助構(gòu)件，保證型鋼支撐的側(cè)向穩(wěn)定性。千斤頂和墊板用來(lái)進(jìn)行高度的微調(diào)，確保安裝質(zhì)量。

2.2.2支撐加固設(shè)計(jì)

加固的基本思路是增大受荷面積。支撐基座的集中荷載不直接作用在地鐵巷道頂面，而是通過(guò)在型鋼支撐下端增設(shè)地梁，將點(diǎn)荷載轉(zhuǎn)化成線荷載，再傳到地面上。地梁最小長(zhǎng)度要求能跨越地鐵巷道，兩端都支撐在地鐵巷道兩端的擋土墻上。

型鋼支撐的端部，為防止作用時(shí)發(fā)生水平方向的側(cè)滑，需在接觸的梁面上設(shè)置靠向板來(lái)固定型鋼端頭的基座。支撐工作原理圖（見(jiàn)圖3）。

3施工吊裝

3.1吊裝方案的選擇

本項(xiàng)目采用大型塔吊分段吊裝的方法，根據(jù)設(shè)備的起重能力，將每根鋼梁分成a，b，c三段來(lái)吊裝。分段吊裝圖如下圖4所示：

3.2吊裝流程

吊裝從結(jié)構(gòu)層三層開始，吊裝到小屋面共十三層。同一層，從靠近兩側(cè)的柱端開始吊裝，搭接在柱端牛腿和分段點(diǎn)的臨時(shí)支撐上。完成兩側(cè)吊裝后，進(jìn)行中間段梁的吊裝。（即先進(jìn)行a，c兩段梁的吊裝，再進(jìn)行b段梁的吊裝）梁與梁、梁和柱牛腿之間的連接均采用剛接。結(jié)構(gòu)豎向吊裝，從三層開始，逐層吊裝到小屋面層。標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)層高4.5m，三層結(jié)構(gòu)標(biāo)高為11.35m。

4結(jié)構(gòu)支撐卸載技術(shù)

4.1卸載的原則

結(jié)構(gòu)卸載過(guò)程既是拆除支撐胎架的過(guò)程，又是結(jié)構(gòu)體系逐步轉(zhuǎn)換過(guò)程。卸載時(shí)，既要確保安全、方便施工，又不能改變?cè)O(shè)計(jì)意圖，對(duì)構(gòu)件的力學(xué)性能產(chǎn)生較大的影響。大跨度剛性空間鋼結(jié)構(gòu)體系由于本身結(jié)構(gòu)剛度較大，結(jié)構(gòu)卸載宜遵循“分區(qū)、分級(jí)、等比“的卸載原則。

根據(jù)支撐胎架的受力情況，進(jìn)行分區(qū)卸載；卸載的分級(jí)大小，先小后大，保證卸載時(shí)相鄰支撐胎架的受力不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的變化；采用各卸載點(diǎn)等比卸載的方法，保證不同剛度區(qū)域卸載過(guò)程中的變形協(xié)調(diào)。

4.2卸載施工的方法

大跨區(qū)建筑結(jié)構(gòu)，主次梁均采用鋼梁，樓板采用鋼筋混凝土樓板。鋼梁吊裝的支撐和混凝土樓板模板的支撐分開考慮。鋼結(jié)構(gòu)搭設(shè)的支撐胎架，只為綱結(jié)構(gòu)施工考慮。在每層的主梁吊裝完成后，緊隨著吊裝該層的次梁。

在次梁吊裝完成，完成本層的所有綱結(jié)構(gòu)施工后，進(jìn)行本層綱結(jié)構(gòu)胎架支撐的拆除和上一層胎架支撐的搭建。胎架支撐的拆除方式是從兩端對(duì)稱地向中間拆除。先拆除次梁的胎架支撐，拆除完次梁在拆除主梁的胎架支撐。

5吊裝定位測(cè)量

卸載過(guò)程是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，卸載過(guò)程中，必須以測(cè)量控制為手段，進(jìn)行嚴(yán)格的過(guò)程監(jiān)測(cè)，以確卸載按預(yù)定的步驟和目標(biāo)進(jìn)行，防止因操作失誤或其他因素而出現(xiàn)局部部位變形過(guò)大，造成意外的發(fā)生。

5.1臨時(shí)支撐胎架定位與測(cè)量

根據(jù)臨時(shí)支撐平面布置圖，通過(guò)測(cè)量控制網(wǎng)測(cè)放出臨時(shí)支撐的定位軸線，并做好墨線標(biāo)識(shí)，待臨時(shí)支撐設(shè)置完成后對(duì)其進(jìn)行垂直度校正，對(duì)頂部的標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，使臨時(shí)支撐的垂直度和標(biāo)高符合規(guī)范要求和大跨度鋼梁安裝定位要求。

5.2大跨度鋼梁平面位置測(cè)量

大跨度鋼梁吊裝前，在每段鋼梁的端部設(shè)置測(cè)量控制點(diǎn)，并內(nèi)業(yè)計(jì)算出此點(diǎn)的三維坐標(biāo)值。在測(cè)站點(diǎn)架設(shè)全站儀，向全站儀輸入測(cè)站點(diǎn)和其中一個(gè)起始方向點(diǎn)的坐標(biāo)，瞄準(zhǔn)鋼梁端部的測(cè)量控制點(diǎn)，得各點(diǎn)坐標(biāo)，與設(shè)計(jì)坐標(biāo)相比較，判斷校正方向并指揮吊裝人員對(duì)鋼梁進(jìn)行校正。

5.3大跨度鋼梁標(biāo)高測(cè)量

由于大跨度鋼梁施工過(guò)程中會(huì)存在鋼梁下?lián)希摿簶?biāo)高也發(fā)生相對(duì)變化，因此，正確地控制其標(biāo)高至關(guān)重要。很據(jù)鋼梁分段，選定各分段點(diǎn)作為標(biāo)高控制點(diǎn)，用大盤尺和水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量。

5.4大跨度鋼梁整體弧度測(cè)量

由于大跨度鋼梁整體為弧形，安裝的精度會(huì)對(duì)整體彎曲度和后續(xù)次梁安裝產(chǎn)生影響。因此，在大跨度鋼梁上選擇3～4個(gè)測(cè)量控制點(diǎn)，復(fù)核、監(jiān)測(cè)大跨度鋼梁的整體彎曲度。

6結(jié)語(yǔ)

綱結(jié)構(gòu)市場(chǎng)方興未艾，在這過(guò)程中將會(huì)遇到越來(lái)越多的新問(wèn)題新情況，不斷總結(jié)不斷交流，綱結(jié)構(gòu)行業(yè)才能快速發(fā)展，才能日臻成熟。

參考文獻(xiàn)

[1] GB50755-2012.鋼結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范[S].

[2] 陳明，郭川，陸鐵驊.淺談鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)與施工管理 [J] 建筑知識(shí)，2012.（8）.116-117.