上海城市建筑设计有限公司
上海建工集团第七建设有限公司
概括
本文主要叙述狭窄通道中多排多层支座支撑体系钢连廊的安装、整体提升及高空平移施工技术，重点阐述了钢连廊安装的关键工序及精确测量的控制、提升、平移机构的定位及安装精度的控制，并对安装后的监控进行了简单介绍，确保多排多层支座的受力调试满足设计和施工质量验收的要求。
概述
某项目位于上海市松江区新桥镇，场地南侧为空地，北侧为空地，西侧为长路泾市政河，东侧为规划第三路作为施工便道。新建生产及辅助建筑项目效果如图1所示。
图1 建筑效果
新建生产及辅助用房项目二区三标段建筑面积16.9万平方米，主体建筑8至10号楼为高层建筑（地上18层），S3、S4号楼为两层裙房（局部三层），高度11.35m。裙房6至8层设置多层钢连廊，连接8、10号楼。项目其他位置还设有不同标高的钢连廊、地下车库及设备用房。
钢走廊现状描述
钢走廊水平轴间距为8.4m，
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轴线间钢结构为悬挑结构，建筑结构标高36.680m，中心跨度60.927m。10号楼、8号楼共设12根混凝土刚性柱支架（共24根），每层3根支架共同支撑4层钢结构框架体系。钢连廊结构总长62.127m，每层钢结构框架高度4.2m，钢连廊总高度14.8m。钢框架梁底部标高21.80m，钢连廊总质量约1400t。钢连廊地面拼装完成后采用计算机液压控制系统提升至设计标高加100mm。竖跨纵轴平移1.5m到位后，调整框架桁架梁底部与支架支座之间的间隙，确保与支架支座结合紧密。同时利用预先布置在构件上的传感器采集应力、应变数据，对各支架支撑受力进行监测和调整，确保各支架就位后受力均符合设计要求。钢结构走廊平面及立面布置如图2所示。
a—平面布局；b—立面布局。
图2 钢走廊结构布置图
钢走廊建设难点
钢结构走廊安装、吊装、平移的难点在于空间间隙的把握和安装精度的控制；安装后的难点在于24个支撑架受力平衡的调试。为解决施工问题，安装过程中的综合测量和装配定位控制非常重要。图纸深化、车间加工和现场焊接、气候影响等因素不容忽视。因此，认真测量、精心布置、资料收集、整理分析钢结构设备机架有哪些，及时调整，减少误差，提高精度是最关键的。
具体难点为：
1）难度1.钢连廊重量大、体积重，就位困难。若采用分块组装，必须由起重机进入地下室吊装组装构件。由于深化设计后单件最大重量为24t，长度为20m，起重机吊点最高标高为36.680m，所选起重机需250t左右。而且起重机固定后，在起重机回转半径内死角多，构件堆场压缩，操作不便，起重机移动频繁，组装周期长，高空作业安全系数低。钢连廊现场组装显然不是最佳方法，还需要考虑起重机的行走路线、运输车辆的路线和构件的堆放，会涉及到地下室的加固，成本高，费用昂贵。采用计算机同步控制的整体顶升施工技术，临时加固措施少，可根据现场实际情况灵活调整吊点的设置。液压顶升设备重量轻、起重能力强、可模块化组合使用、不受高度限制，可将数千吨的超大型钢连廊同步顶升至安装标高位置。再通过水平液压履带将钢结构连廊移至设计位置。通过调整水平姿态、统一水平标高、调整支撑架微高差、卸料就位，完成整座连廊的安装。
2）难度2。考虑整体顶升平移方案时，8号、10号土建混凝土结构已完工，只能在9层以上设置穿墙大螺钉，将墙内混凝土刚性柱与顶升平移架连接，再设置保险扁柱支撑顶升平移架。顶层牛腿紧靠墙基设置，使跨度（纵向长度）至少单边减小170mm。经测量，实际混凝土墙体结构（整面墙体的不平整度或垂直度）最大误差为25mm，按照设计，设计空间间隙单边仅剩250mm，扣除已知扁柱实体及误差后，实际剩余单边槽口间隙仅剩55mm。考虑钢走廊整体安装偏差、焊接变形及不可预见的温度偏差，狭窄单边槽口的安装与顶升难度较大。
3）难点3。由于设计采用国内外少见的多柱多层支座受力支撑体系，且施工单位采用整体施工方法，就位后，钢走廊一般很难同时实现24个支座紧密接触。因此，目前通过采集监测数据、调整支座垫块间隙、控制调整垫块厚度等措施，确保多柱多层支座受力满足设计要求。
4）难度4，钢连廊拼装位置在8号楼与10号楼之间的S4裙楼顶板，现场紧凑，高程多，不易测量，脚手架脚部高程变化范围从-0.050、-0.700、至-1.500m，控制难度大，钢连廊采用错位拼装，即在距悬臂桁架1.5m的位置进行拼装。
因此，准确的施工测量、可靠的施工监测与调试，才能保证钢廊道整体提升平移到位，保证多排多层支架支撑受力均匀。8号、10号提升平移架结构如图3所示。
a—前视图；b—右视图。
图3 8号、10号升降平移架
施工控制与测量
4.1 安装面积综合测量
1）重新测量现场轴线。由8号楼、10号楼各层控制轴线计算出重点轴线，重新测量重点区域轴线：重新测量（8-1）轴线，重新测量（10-7）轴线，重新测量
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轴线与对应牛腿轴线误差，数字轴线与字母轴线垂直。从轴线（8-1）与轴线（10-7）定位控制轴处弹出顶层牛腿支撑中心线，以顶层牛腿侧中心线作为垂直地面引出线，从引出线处弹出以下各层支撑中心线延伸至地面投影中心线，调整地面各关键轴线对角线，保证对角线长度相等，保证中心线点连线长度为60.927m（即钢连廊跨度）。以跨度中心为参照线，弹出钢架对称中心轴线。
（垂直钢架
,Ⓒ,
两端跨度中心参考线距（8-1）轴和（10-7）轴分别为1250 mm，设计结构总长度为62.127 m，钢框架绕轴线定向。
因此钢走廊加工组装总长度需控制为62.127m。
2）重新测量牛腿支撑高差。将每个牛腿底板500mm标高水平基准线与墙体建筑标高1m线对齐，测量24个牛腿支撑面预埋件的绝对标高。用弹线法确定支撑预埋件的位置。由于该支撑的规格为900mm×900mm，因此预埋件实际测量面积为900mm×900mm。然后将面积设置为5个测量区域（300×300mm梅花排列）。这样垫块均匀，受力均匀。调整垫块厚度即可保证受力满足设计要求。标高调整采用250 mm×250 mm垫块（精度控制在0.5 mm以内），对同一支架的预埋件标高进行调平（高差控制在1～3 mm以内），对同一层支架的预埋件标高进行调平（高差控制在3 mm以内）。将垫块焊接在原预埋件上，用300 mm×150 mm垫块将缝隙填满，再焊接在原预埋件上。支架就位，用1 mm垫块将各支架调平钢结构设备机架有哪些，再焊接在垫块上。调平后实际标高比设计标高低10 mm左右。控制误差在1～3 mm以内。支架测点布置见图4。
图4：支撑测量点布置
3）重新测量8号楼、10号楼钢结构连廊墙面的垂直度、平整度，测量后具体布置点、数据统计，对局部墙面进行修正，根据起吊面积，取40m以下墙面标高、1m以上建筑标高，从
轴线南北长1.5米
轴线墙包括牛腿区域内的墙体，24个牛腿及对应墙体混凝土结构的不平整度计算控制在设计高度以上不大于25mm，顶部牛腿吊架扁柱突出墙体设计高度170mm，墙体测点布置如图5所示。
1——混凝土牛腿。
图 5：墙体测试点布局
4.2 安装前定位测量
1）布置钢结构框架定位轴。将钢结构框架向北弹出1.5m。
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轴，弹出
对称轴为钢走廊跨度实际最小有效空间的垂直平分线，作为拼装过程中的安装定位基准线，拼装由中心向两端进行，控制两端通道间隙。
2）布置钢结构框架关键标高区域。由于钢廊架就位采用3排4层牛腿支撑，各层标高一致，因此底层钢梁架（即牛腿区域平面）标高应统一，用水平仪测量误差应控制在3mm以内，作为整体吊装姿态平衡的参考标高。
3）控制底部钢框架下弦梁的长度。
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轴线框架设置东、西端定位基准，控制框架底梁（总长62.127m），框架梁宽度方向设置南、北定位基准，控制主轴直线度限值。
4.3 安装过程中的测量
钢结构桁架组件出厂前必须进行测量，确保桁架组件长度在负公差范围内。车间加工测量，及时纠正焊接产生的变形，控制桁架梁的直线度，控制桁架上下弦梁的垂直度，对接缝调整5~10mm，每根桁架长度取0~-5mm的负公差。每根轴线上有3根桁架，每根桁架长约20m，高4.2m，桁架梁宽度不同，每层9根桁架，共3层，南侧
轴
轴线为悬臂桁架，对整体吊装无影响。各架体吊装至轴线位置底部，测量垂直度，完成临时固定，松开挂钩。待整个楼板安装完成后，调整桁架间间隙，然后进行综合焊接。
4.4 安装后测量
整个桁架组装完成后，与下方定位基准对比，并用红外扫描端部，得到构件最大延伸量+15mm。由此测得，狭窄通道因构件安装而被进一步压缩，在纵向仅剩下一侧约40mm的起吊空间。此外，每个桁架端梁的最大高度差约为15mm。
4.5整体起重吊点位置测量
吊点处设置顶部桁架梁（共6组，每组12根钢绞线），钢绞线用于连接提升机与吊点，钢绞线经预紧处理，提升点处钢绞线相对于提升机中心线的夹角小于1°，且南北方向夹角最大，6组钢绞线平行度、垂直度均满足安装要求。
4.6 关键整体离地间隙测量
距框架起吊100mm，悬停12小时后再测量：用全站仪测量，调整重点标高区域一致。用铅坠靠近框架基准再次测量，多次测量35-45mm的槽钢间隙。误差原因有：风影响、安装焊接变形等。对于钢走廊端部高差测量，由于框架立面顶部主桁架作为整体起吊平移受力挂点，端部明显翘曲，与原实心梁相比高出15-20mm。顶部桁架梁与“箱柱2”设计间距只有185mm，减去安装误差15mm，再加上平移所需的100mm设计高差。因此，垂直方向只有50mm左右的高空平移空间间隙。
4.7 态度调整测量
顶升5m，观察调整，统一水平标高，直接顶升至设计标高加100mm，然后平移至牛腿支撑上部；再测量，调整钢梁轴线与牛腿支撑轴线一致；再测量，计算高差间隙，塞好垫块，卸下顶升器到位；静止1小时后，收集监测数据，计算支座反力值。
施工控制和监测
为解决多柱多层支座受力均衡问题，主要遵循监测方案→布置监测点→监测构件应力应变→计算支座反力值→调整支座垫间间隙→反复监测→反复计算→多次循环→与设计值对比匹配后经设计确认→监测调整结束，安装完毕。监测流程如图6所示，监测系统流程如图7所示。
图6 监测流程
图7 监控系统流程
施工效果
施工过程中，从规划到放样，我们紧跟每一个关键工序，当超过控制值时及时修正。由于纵向和纵向空间有限，通过建立CAD不利状态模型，锁定可能发生通道碰撞的部位。为保证整体不摇晃，决定在3级以下风力下进行水平移动。就位后进行监测并调整支撑垫块厚度，最终可靠安全就位，监测值满足设计要求。钢连廊整体提升平移如图8所示，钢连廊就位如图9所示。
图8 钢连廊整体提升平移
图 9 钢走廊就位
结论
本文主要讨论钢走廊施工过程的综合测量、承载力平衡监测与调试两大课题。
评审专家对风险较高的钢连廊整体吊装平移提出了诸多建议，设计给出了各支架受力设计值。由于钢连廊整体吊装平移通道狭窄，施工测量从源头入手，从钢连廊的制造、拼装、定位、焊接、安装误差控制、吊装姿态平衡等工序为切入点，直至顺利就位。支架的受力调试是通过构件受力计算支架反力，并采用垫块法调整24个支架与框架梁底部之间的间隙，使监测值满足设计和施工质量验收要求。
总之，千吨级钢管廊在狭窄通道内安装，整体吊装、高空复平移施工技术在国内尚属罕见，技术领先。在这里积累了新的经验，有了新的认识。今后类似工程的管廊建设会有针对性的施工方法，可供同类工程借鉴和参考。
来源：张益东,孙汉生. 窄通道内60m以上千吨钢结构通廊吊运技术[J]. 钢结构, 2019, 34(4): 96-100。
doi: 10.13206/j.gjg201904018
