潘忠庆

上海市机械施工集团有限公司 上海 200072

随着超高层建筑形式的多样化发展，以及结构建筑功能性的需要，许多工程在超高层建筑群间采用连接体结构相连，形成上部多层贯通的连体建筑。这种连接体通常采用钢结构，往往被设计成空中廊桥形式。上海国际金融中心项目钢结构廊桥体系呈T字形，连接3幢超高层塔楼。廊桥依靠2个竖向劲性筒体结构来支撑钢结构廊桥体系。该劲性结构体系具有结构高、跨度大、构件重、截面大、安装精度和变形要求标准高、施工危险性大等特点。

大跨度廊桥结构体系兼具高层结构和桥梁结构的特点。已有的施工方法有：地下部分使用汽车吊进行吊装，地上部分在支撑筒体内安装塔吊进行施工；采用履带吊完成全部大跨度廊桥结构的施工。上述施工方法，前者难以满足工况复杂的大跨度廊桥吊装需求，且在廊桥主梁结构安装时塔吊难以满足起重性能要求，而后者则受到结构高度的限制，且对地面结构有较大的影响[1-4]。

本文提出一种新型超高群塔建筑间的大跨度钢结构廊桥体系施工方法，综合应用行走式塔吊、临时支撑、滑移提升系统等综合装备应用技术解决方案，从而高效地实现了大跨廊桥的安全施工。同时也为今后建筑群间连接体结构施工提供技术储备和研究方向。

1 工程概况

本项目钢结构廊桥位于呈品字形分布的3栋超高层塔楼中间，其正下方为地下混凝土结构。廊桥由2个支撑核心筒结构和3层T字形楼层结构组成。支撑核心筒起自结构底板，地下部分与混凝土结构连成整体，地上部分穿过楼层结构至廊桥结构顶。廊桥3层楼层结构均由2道间距为14 m的纵向主梁和横向次梁组成，主梁延伸至塔楼，通过滑动支座与塔楼结构连接。核心筒两侧与楼层主梁连接处设置有2道销轴斜撑，形成桁架区结构（图1）。

图1 廊桥结构组成

廊桥地下部分高26.25 m（地下5层），地上部分高60 m；长度为158 m，净跨度75.50 m，与左右2座塔楼连接的边跨32.25 m，T形跨25.75 m。廊桥主梁截面最大达到3 750 mm×1 050 mm×18 mm×60 mm，主结构构件材质为Q420GJC和Q460GJC高强度钢材。由于截面巨大，廊桥主跨大型箱梁的最大质量达到120 t；桁架区主构件也达到42 t。

2 施工组织技术路线

廊桥施工过程中，塔楼以及廊桥下方金融剧院也在同时施工。现场场地进场，各专业工程交叉施工，工作空间重叠。综合考虑工程总进度计划，并结合实际工况，廊桥施工组织采取如下技术路线。

楼层面以下采用汽车吊进行钢结构吊装，楼层面采用大型行走式动臂塔吊进行钢结构吊装。其中B5～B3层廊桥核心筒跟随地下混凝土结构施工节奏，以确保超大基坑安全，之后廊桥核心筒按照钢结构施工节奏独立冲高；由核心筒向两侧施工楼层结构前，设置临时支撑，控制结构变形；主跨主梁采取现场拼装、滑移提升进行安装。

根据施工技术路线，廊桥施工可分为6个阶段：支撑核心筒冲高、核心筒两侧设置临时支撑并安装桁架、左右两侧边跨区安装、主跨区安装、主跨次梁完成并卸载临时支撑、T形跨区安装。

3 大型行走式塔吊应用技术

根据廊桥总跨度长、主梁截面大、构件质量大等特点，结合工期要求、工程安全、施工效率以及经济效益等综合考虑，采用行走式塔吊作为起重设备首选。选择2台12 000 kN·m行走式塔吊对称布置在廊桥T形跨一侧。行走轨道长度均为50 m，轨距11 m，塔吊主臂50 m，塔身自立高度为72 m。

3.1 行走式塔吊安装

行走式塔吊安装顺序：在首层楼面混凝土柱顶设置埋件，并通过高750 mm钢墩补平楼面结构高差→沿轨道垂直方向设置横向枕梁，在其上安装2道长50 m轨道钢梁，轨道钢梁侧面增设斜撑与枕梁连接→在轨道钢梁上铺设行走轨道，随后依次安装行走机构及塔吊部件（图2）。

图2 行走式塔吊轨道基础

需要注意的是，在埋件、枕梁、轨道梁以及轨道安装过程中，相对标高应严格复测，避免塔身自立时将标高差放大，造成塔身倾斜。

3.2 行走式塔吊基础校核

塔吊荷载通过轨道基础传递至枕梁两端的混凝土柱顶，由混凝土柱直接承载，减少对楼面结构的影响。建立轨道基础及局部首层混凝土结构计算模型。经过结构校核（图3），钢结构基础安全系数为2.2，混凝土结构具有1.9倍安全储备，满足要求。

图3 塔吊基础混凝土强度校核

4 大型临时支撑实施技术

4.1 临时支撑设计

根据廊桥施工模拟分析计算结果，边跨一侧临时支撑承受的最大竖向荷载为1 589 kN，主跨一侧最大竖向荷载为3 726 kN。结合实际工况，在边跨一侧自首层楼面至廊桥楼层底设置高37.65 m的三肢格构柱临时支撑，截面边长2.60 m。格构柱下端设置箱形转换钢梁将支撑荷载传递至混凝土主梁、柱，从而减小廊桥施工过程中对地下结构影响，避免结构加固。在主跨一侧自结构底板至廊桥楼层底设置截面5.20 m×3.20 m、高62.53 m的方形节架支撑（图4、图5）。

图4 廊桥临时支撑体系

图5 三肢格构柱转换结构示意

支撑体系均分节加工，并进行实物预拼装，减小高度误差。随后现场逐节安装，从而提高施工效率，缓解堆场压力。为避让地下混凝土梁柱结构，方形节架平面布置均呈偏心状态。另外，通过对基坑结构和钢结构的一体化分析，优化临时支撑平面和立面布置方式，化解了第1道环撑与钢结构干涉的影响。

4.2 临时支撑卸载和拆除

廊桥主跨主梁安装完成后，随后进行临时支撑的卸载和拆除。临时支撑顶端与楼层主梁连接节点采用渐变式滑动支撑（图6），卸载时松动限位，上部支撑在结构变形荷载的作用下沿斜面逐渐下滑，直至卸载全部完成。卸载采取先外侧三肢格构柱同步卸载，后方形节架同步卸载，过程中采用倾角仪实时监测结构变形情况。

图6 渐变式滑动支撑

5 滑移和提升综合实施技术

廊桥6根主跨主梁最大质量为116 t，长50 m，且塔吊距离其安装位置较远，即便采用双机抬吊，起重量也无法满足要求。即便选用超大型的起重机械，危险性也较大，施工质量亦难以保证，且对地面结构也将造成很大的影响。另外，分段吊装的施工方案则受限于安装精度要求非常高、施工困难等因素，将大大影响安装进度、结构质量以及施工安全。因此，经过多方案综合评选及合理优化，最终采用分段加工、现场拼接、牵引滑移、液压提升的施工方案。

5.1 牵引滑移

牵引滑移系统位于地下混凝土结构上方。系统由2道间距为17 m的钢箱梁和3根φ609 mm钢管支撑组成，钢管底部支承在结构底板上，侧面与地下楼面结构可靠固定；钢箱梁支承在钢管顶部，端部与行走式塔吊纵向轨道钢梁搁置连接（图7）。

图7 牵引滑移系统

随后在滑移支承系统上方铺设通长滑移轨道，并在轨道槽内涂刷润滑剂。接着将滑移支承托架安装至轨道上。同时，在滑移支承系统另一端首层楼面上安装2台5 t卷扬机，钢丝绳依次穿绕导向滑轮、托架动滑轮、端部定滑轮，形成走三工况后为滑移提供150 kN的牵引力。

在与行走式塔吊连接一端设置拼装胎架，主梁分3段进行焊接拼装。之后，2台卷扬机同步牵引将钢梁同步滑移至提升位置正下方。

5.2 液压提升

为避免整体提升导致的结构变形与安全风险，采取主跨主梁分6次自上而下单根提升（图8）。液压提升系统由中央同步控制系统、液压油泵、液压千斤顶、提升支架、钢绞线等组成。施工流程如下：

图8 主跨主梁现场提升

1）将提升支架安装到主跨主梁安装位置两端廊桥桁架主梁上。3层主梁分东西两侧，每侧3根，共需设置4台提升支架。

2）液体千斤顶内穿钢绞线，随后固定在提升支架悬挑端。每台提升架安装2个千斤顶，即每根钢梁采取2台提升架4点吊装。2个千斤顶间距大于梁宽，以便钢绞线从钢梁两侧下放。

3）钢绞线与滑移到位钢梁梁侧吊耳固定，随后中央同步控制系统控制千斤顶同步提升钢绞线，将钢梁提升到位。

6 结语

本超高层群塔大跨度钢结构廊桥工程通过一系列施工装备及技术的综合应用，实践出一套设计理念先进、设备运用合理、施工技术创新的钢结构施工技术及装备。

1）通过施工过程的模拟分析，研究掌握了结构体系的受力机理，确定了临时支撑的合理设置，进而控制结构荷载的传力路线，确保了施工过程的安全高效。

2）大型行走式塔吊及行走基础的设计和实施，拓展了行走式塔吊的应用范围，提高了结构安装效率。

3）综合考虑实际工况以及廊桥结构特点，创新研发廊桥主跨钢箱梁滑移提升系统和实施技术，减小了对支承结构和施工环境的影响，以最小的代价确保了施工安全和实现了精益建造。