高层建筑钢结构天桥提升新技术方法

1、 新城西区商务写字楼一期工程位于文昌西路与贾七路交汇处西南侧，总建筑面积12.8万平方米，钢筋混凝土框架剪力墙结构，其中地下一层整体地下室2.1万平方米，地上六幢721层商务写字楼。本工程总造价约2.8亿元，建成后将成为市新的行政商务中心。 本工程E楼18层，F楼21层， E楼与F楼之间在63.8m处设计有一钢结构桁架连廊，连廊宽8.4m，高4.6m，跨度31.54m。主体施工时业主拟取消该连廊，但在外装饰阶段，业主考虑到设计整体效果又要求按图施工该钢结构连廊。该钢结构桁架跨度长（31.54m），安装高度高（63.8m），结构自重大（约120T）；且E、F楼外墙饰面已施工好，其下是整体地下室，

2、如何安全、快速地完成施工任务，满足业主的要求，是我们需要重点研究的课题。1、课题概况H400*400*20*30H400*400*20*30H400*400*20*30H400*400*20*30图一：钢结构天桥平面示意图 2 2、QCQC小组简介 2.1 2.1 小组情况 本小组针对工程特点，坚持开展QC小组活动，实施施工技术创新，全组人员均接受过QC小组知识培训，施工技术管理能力强，人员搭配合理，组员简介见下表：小组情况简介表 2.2 2.2 小组成员情况表2.3 2.3 小组活动情况 3 3、课题选择 3.1 3.1 问题的提出业主要求：按时完成天桥的安装，并保证安全，确保工程的总工期。

3、提出问题因此我们选择的课题：高层建筑钢结构天桥提升新方法 公司要求：按时、安全地完成大型钢结构的安装工程，并且尽量做到经济合理，为今后类似工程积累经验。现场情况：1.钢结构天桥安装高度高、跨度大、重量重，并且两边建筑物外墙饰面已完成，吊装空间小，且不能破坏墙面；2.天桥下是地下室，要充分考虑其顶板荷重能力。设备情况：本单位没有大型吊装设备，为了保证工程的工期和经济效益，尽可能利用简单的设备，制定吊装方案。4 4、设定目标及可行性分析4.1 4.1 设定目标目标：安全、经济、如期完成天桥钢结构的安装目标分解1、确保各吊点同步：各吊点累计行程差30mm2、天桥无摆动，侧向位 移 H / 2 0 0

4、 0（30mm），已完成的外墙饰面不被破坏 5 5、提出方案并确定最佳方案 5.1 5.1 方案的提出 小组成员运用“头脑风暴法”集思广益，根据现场实际情况，针对提升重量大、安装标高较高的钢结构结构，综合考虑各方面因素，提出了如下三种可供选择的方案： 方案一：高空散拼式； 方案二：大型吊车吊装； 方案三：地面拼装后整体提升。 5.2 5.2 选择方案 针对以上三种方案，小组成员通过专家咨询、资料检索等方式，从技术的可行性、经济的合理性、安全性、工期等方面进行分析论证，见下表：方案分析选定表方案3地面拼装后整体提升采用方案： 5.3 5.3 方案优化 1）确定整体提升方案后，小组成员就提升方式进

5、行了讨论，提出三种提升形式： 方式A：卷扬机牵引滑轮组钢丝绳提升； 方式B：采用钢绞线预应力工程液压千斤顶提升； 方式C：计算机控制集群液压千斤顶整体提升。提升方式比选表采用钢绞线预应力工程采用钢绞线预应力工程张拉张拉设备设备液压千斤顶进行钢液压千斤顶进行钢结构天桥整体提升结构天桥整体提升提 升 形式： 2）细化方案 由于天桥在两端楼面上有一个锚固结构，使其长度长于主楼间的净距，无法整体水平吊装至设计位置，综合考虑各方面因素，小组成员对提升方案进行了细化：将钢结构天桥分为2.02m、27.5m和2.02m三段，即左、右锚固端、中间天桥三段；左右两段锚固端在楼层上预先拼装好，中间天桥在地面拼装后

6、整体提升至设计标高，与左右两锚固段合拢，如下图。钢天桥截断处切口需错开，避免接头在同一平面内。图二：钢天桥切断点平面示意图图三：钢天桥吊装示意图B5.4 5.4 确定最佳方案 钢天桥左右两锚固端在楼层上拼装，中间天桥在地面拼装后采用预应力工程张拉设备液压千斤顶整体提升至设计标高，与左右锚固端焊接合拢最佳方案： 6 6、制定对策表 6.1 6.1 工艺流程 施工准备 搭设提升平台 安装千斤顶 穿钢绞线 预紧钢绞线 试提升 提升就位 焊接 拆除提升装置。 6.2 6.2 问题分析 根据最终确定的方案，小组针对要达到的目标，对影响提升质量及安全的因素进行分析，通过分析共有6个的问题要解决；树图分析如

7、下：天桥整体提升提升过程的稳定、安全提升平台的稳定、安全系统安装的控制提升过程中天桥抗风控制天桥4点提升同步控制支承点混凝土结构的加强千斤顶支架的稳定、安全钢绞线安装顺序控制吊点布置合理性及可靠性天桥整体提升提升过程的稳定、安全提升平台的稳定、安全系统安装的控制提升过程中天桥抗风控制天桥4点提升同步控制支承点混凝土结构的加强千斤顶支架的稳定、安全钢绞线安装顺序控制吊点布置合理性及可靠性天桥整体提升提升过程的稳定、安全提升平台的稳定、安全系统安装的控制提升过程中天桥抗风控制天桥4点提升同步控制支承点混凝土结构的加强千斤顶支架的稳定、安全钢绞线安装顺序控制吊点布置合理性及可靠性6.3 6.3 制定

8、对策表 按照5W1H制定以下对策表： 7 7、对策实施 【实施一】采取增加安全系数措施确保提升平台的安全稳定性 1编制提升平台搭设方案，通过准确计算，设计出提升平台：选用2根 I 25a工字钢，工字钢梁后端在楼面上打孔，用钢螺杆压板（锚板）夹持住混凝土结构大梁，见图四。 2采用钢结构计算的设计值之外，另加使用2.0安全系数，增加安全储备。在此计算模型下，平台上另加了2根2001006方钢管。 3计算之外采用2根直径21.5mm的619钢丝绳斜拉作为独立安全保障体系。 4使用焊接勾绊使千斤顶稳定在挑台上。 5严格按照设计搭设提升平台。搭设后经总师室组织设计、技术、安全部门验收后方可使用。图四：提

9、升平台示意图效果检查：2009年4月9日，提升平台安装完毕，由同志带领小组成员进行了检查，各项加固措施已完毕，至4月30日天桥提升完毕，提升平台架体稳定，满足提升要求。斜拉钢丝绳200100方钢钢管围护栏杆提升平台 2根 I 25a工字钢 【实施二】支承点混凝土结构的加强 计算中混凝土梁的受力按照其抗力的50%考虑，对支承点混凝土梁下加方钢管顶撑。 使用2根40025016焊接方钢管斜支撑在上部平台支承点的混凝土梁下。为保证支撑有力，使用小千斤顶对撑脚进行了一个预楔力，然后用膨胀螺栓压紧。结构加固支撑方钢管加固顶撑效果检查：2009年4月9日，提升平台安装完毕，由同志带领小组成员进行了检查，提

10、升平台下结构混凝土梁下钢管斜撑已安装，至4月30日天桥提升完毕，混凝土结构未发生任何破坏。 【实施三】合理确定吊点位置、构造 1、通过计算机模拟计算，确定吊点的位置； 1）根据工程的实际情况，无法直接在节点处进行提升，现将提升点从结点沿次桁架GL-2向内1m处进行提升点设计，如下图所示：图五：吊点布置示意图 2）通过计算天桥杆件GL-2，满足抗剪、抗弯承载力要求，如下图：MIDAS/GenPOST-PROCESSORBEAM STRESS组合(最大值)1.62463e+0021.36401e+0021.10339e+0028.42769e+0015.82148e+0013.21527e+001

11、0.00000e+000-1.99716e+001-4.60337e+001-7.20958e+001-9.81580e+001-1.24220e+002ST: 自重MAX : 24MIN : 150文件: LLLL单位: N/mm2日期: 03/08/2009表示-方向X:-0.483Y:-0.837Z: 0.259 2、考虑到施工过程中，偶然因素的存在，适当对提升点处的钢桁架进行加固处理，在该处加加劲肋，并做斜撑（采用GL-2），下图给出了吊点1的斜撑构造图，其余节点同理。加劲肋 吊点 13200100028004200GL-2GZ-1GZ-1GL-2213GL-2GL-241119702

12、046加劲肋构造图 吊点处斜撑构造图 3、为了便于钢绞线与提升桁架的连接，对提升点处进行耳板设计， 耳板构造图见下图，宽为250mm，高为390mm，耳板孔直径为72mm，厚30mm,耳板孔处加圆环耳板进行加强，其孔径也为72mm，外径为230mm，厚20mm，耳板与GL-2梁的连接适当进行加劲肋设计。加劲肋 加劲肋 下 耳 板 板 构 造 图 1:1 加 劲 肋 加 劲 肋 上耳板下耳板耳板构造图 效果检查：2009年4月25日，天桥在地面架体上组装完毕，上下耳板安装在吊点上，4月28日与钢绞线相连，至4月30日天桥提升完毕，吊点可靠满足提升要求。耳 板 【实施四】钢绞线安装控制 由于提升过

13、程最终钢绞线长度不足一米，故必须保持钢绞线垂直和上下顺序一致，保证每束4根钢绞线从上到下不交叉。 1、采用10kg线坠校直每束钢绞线。 2、对每束4根钢绞线和锚具按照顺时针顺序编号，对号锚固。 3、提升过程中，专人对钢绞线进行观察，发现问题及时解决。效果检查：2009年4月28日钢绞线相连与耳板相连，至4月30日天桥提升完毕，未发生扭曲交叉现象，满足提升要求。钢绞线垂直与编号 【实施五】提升过程钢结构天桥同步控制 1）小组编制了详细的提升方案，通过天桥一端两点同步控制、提升单行程误差控制、累计误差控制三种措施同时采用实现同步提升。 2）利用一台油泵控制两台千斤顶实现两点同步； 由于本钢结构天桥

14、共有4个吊点，且提升设备为液压千斤顶，同一端两吊点的同步控制方法为：同一端的两个吊点的提升设备千斤顶由一台油泵控制，这样保证两个吊点的行程同步。 3）监测千斤顶油缸行程控制单行程误差； 由于液压千斤顶同步差和钢绞线行程差容易造成吊装构件的倾斜，派专人监测油泵的单行程，在钢绞线上进行画刻度，在提升过程进行观察，发现误差及时采取措施。 4）利用自制的计量工具控制提升的累计误差。 天桥四角在地面采用绷紧的细钢丝绳随桥提升，利用自制的计量工具定时监测千斤顶的行程，控制提升的累积误差，采取相应措施保证各吊点的行程一致，从而保证各吊点的同步。5007502500625125375875mmX1500750

15、2500625125375875mmX105007502500625125375875mmX100支架走线盘线盘大齿轮计数度盘测量行程误差吊点同步监控装置效果检查：2009年4月29日上午9时开始提升，至4月30日下午3时完成，通过监测4个吊点的累计行程误差小于10mm，满足要求。 【实施六】提升过程中钢结构天桥抗风控制 为了减小风对天桥的影响，小组成员经过讨论采取下面几个措施： 1）考虑到天桥如果两侧装饰板做好，在空中受风荷载的影响较大，因此决定钢天桥两侧装饰板提升前不做，天桥两侧镂空，这样风荷载对提升吊装过程影响较小。 2）两侧利用卷扬机拉钢丝绳缆风绳控制左右摆动。 为确保钢天桥提升过程的

16、绝对安全，并考虑到高空对口精度的需要，在钢连廊空中停留时，通过揽风绳将连廊与主楼框架结构连接，起到限制钢天桥水平摆动和位移调整的作用。 3）利用柔性导索同时配合揽风绳控制构件的侧移和摆动。 由于天桥两侧建筑物外墙饰面已完成，在建筑物上不适于设置导轨，并且场地空间狭小，小组成员经过认真研究，决定提升过程中采用钢丝绳柔性导索。根据天桥的尺寸大小在天桥两侧利用钢丝绳各设置两道提升轨道，在天桥两侧焊接两个圆形铁环，提升时钢丝绳穿过铁环，在底部通过地锚固定于地面，顶部通过工字钢固定在框架梁上，行成轨道，控制构件的摆动，提高天桥在提升过程中的稳定性。 4）预先收听天气预报，保证不在大风天气提升，并且制定应

17、急措施，保证提升的稳定性。柔性导索缆风绳效果检查：2009年4月29日上午9时开始提升，至4月30日下午3时完成，天桥在提升过程中基本无摆动，侧向移动小于30mm，左右两段顺利对接。 8 8、确认效果 8.1 8.1 目标完成情况 2009年4月30日完成钢结构天桥的提升，天桥在提升过程中的平稳、安全；同时对两边建筑物的外墙饰面无任何损坏，顺利完成了提升任务。天桥安装完成8.2 8.2 其它效果1）经济效益500T汽车吊：租赁费：6万元/d；过路费：10万元。300T汽车吊：租赁费：3.8万元/d；过路费：5万元。加上地下室顶板支撑费：1.8万元整体提升：6.5万元。至少节约3.3万元。2）社

18、会效益扬州新城西区商务写字楼大跨度钢结构安装技术的创新，在安全、可靠和满足工期要求的前提下做到了科学、经济合理，降低了工程造价，节约了资源，展现我们自主创新能力，其施工效果得到业主、监理单位一致好评，为企业树立了良好的社会形象。小组活动自我评价评分表 自我评价雷达图 3）无形收获通过开展创新型QC小组活动，小组成员运用科学方法，开拓思维方式，增强了进取精神，培养和锻炼了人才，提高了团队精神，整体素质有了很大提高。 9 9、标准化工作 通过本次小组活动，本小组对钢结构整体提升掌握了一定的施工经验，利用现有的设备成功进行了高空钢结构天桥的整体提升，我们对本次活动成果进行了总结,制定了重型钢结构高空

19、整体提升施工工法（编号：YJ-GF-05-2009），由总工程师室批准为企业工法，对今后同类工程施工有指导作用。10、体会及今后打算 我们将以本次活动为契机，继续发扬“创新型”QC小组活动的宗旨，运用全新的思维和创新的方法探索和攻克施工难题，提升企业的市场竞争力。下一步我们将以树形钢结构制作安装质量控制为课题，运用QC方法，攻克难关、改进工艺、提高质量，并充分发挥小组的团队精神和创新意识，继续保持团结、拼搏、努力、进取的良好势头，我们坚信目标定能实现。H400*400*20*30H400*400*20*30H400*400*20*30H400*400*20*30图一：钢结构天桥平面示意图 4 4、设定目标及可行性分析4.1 4.1 设定目标目标：安全、经济、如期完成天桥钢结构的安装目标分解1、确保各吊点同步：各吊点累计行程差30mm2、天桥无摆动，侧向位 移 H /