北京新國展項目大跨度空間桁架整體提升技術

俞力強，張香蕓，劉 振

（北京市機械施工集團有限公司，北京 102628）

隨著建筑行業的不斷發展，建筑的結構形式越來越復雜，建筑體量越來越大，鋼結構的應用越來越廣泛，傳統的鋼結構安裝方法（如高空散裝法等）在多數時候既無法滿足現場的安裝進度要求，又存在較大的安全風險。經過國內外建筑領域對鋼結構安裝方法的研究，計算機控制液壓整體提升的方法已經逐漸成為鋼結構安裝的主流施工方法，計算機控制液壓整體提升的方法雖然已較為成熟，但帶鋼筋桁架樓承板的整體提升技術對整體提升過程中的變形控制和提升的同步性要求更高。

以北京新國展二期項目為例，通過控制鋼結構地面拼裝精度、焊接精度、樓承板鋪設精度、整體提升前的檢查、整體提升過程中的變形控制和整體提升就位后復檢等技術方法和技術手段，保證整體提升后的鋼結構和鋼筋桁架樓承板安裝精度符合設計要求，達到安全高效的施工效果。

1 工程概況

北京新國展二期項目（展覽中心等4 項）工程地址位于北京市順義新城第23 街區，工程規模61.8 萬m2，主要分為展廳、會議、酒店3 個建筑功能區，其中，會議中心位于工程西北側，東側為北登錄廳，南側為無柱展廳。鋼結構形式主要為型鋼混凝土鋼柱、鋼柱、鋼梁、鋼管支撐、桁架結構，鋼結構工程量約為6 304t（圖1）。鋼結構主要分布在地上二層至屋面層。其中大跨度空間桁架帶樓承板整體提升區域位于會議中心二層東側，總提升重量約為1 050t，提升區域樓承板總面積約4 800m2（圖2）。

圖1 會議中心整體鋼結構效果圖

圖2 提升區域軸測圖

2 施工難點

1）鋼結構工程體量大，工期緊，施工時與土建單位交叉施工，并受其制約。

2）桁架結構節點復雜，主次桁架交叉，節點處連接桿件較多，構件安裝精度，焊接工藝及焊接順序要求較高，復雜節點施工是本工程的重點及難點。

3）帶樓承板的整體提升對提升過程的同步性要求更高。

3 拼裝施工

3.1 拼裝胎架及其基礎設計

鋼桁架結構采用H 型鋼作為拼裝胎架，H 型鋼采用HW300×300×10×15mm，長度為800～1 000mm。支撐胎架布置于首層樓板混凝土柱頂或混凝土梁節點處，設置于桁架下弦底部，部分位置桁架調整標高選用在H 型鋼上墊設4～20mm 鋼板進行調節。拼裝時，首層樓板混凝土強度需達到100%。

本工程桁架跨度54m，根據設計要求，桁架需進行加工起拱，起拱值為30mm、35mm、45mm 3 種。

3.2 用于提升施工的臨時支承體系和措施

本工程共設置32 個提升點，其中單點提升位置桁架兩端選用100t 千斤頂，其余桁架兩端選用40t 千斤頂兩點提升（圖3）。

圖3 提升點布置圖

3.3 上下錨點設計

3.3.1 上錨點設計

40t 千斤頂的上錨點提升鋼梁選用原結構上弦牛腿，提升上錨點構造是通過30mm 厚鋼板與原結構組合而成，在提升牛腿上翼緣兩側各設置1個液壓千斤頂，提升時，上錨點的混凝土柱強度需達到100%（圖4）。

圖4 40t千斤頂提升上錨點示意圖

100t 千斤頂的上錨點提升鋼梁選用在原結構上弦牛腿上設置工裝牛腿，工裝牛腿由口400×400×20×25mm 方管及HW400×400×13×21mm 熱軋H 型鋼組成，方管通過與混凝土中提前預埋的預埋件連接（圖5）。

圖5 100t千斤頂提升 上錨點示意圖

3.3.2 下錨點設計

40t 千斤頂下錨點提升鋼梁選用原結構下弦桿件，根據計算，需在提升下錨點位置設置工裝斜撐，斜撐選用P168×6 圓管。提升下錨點構造是通過30mm 厚鋼板與原結構組合而成，在提升鋼梁下翼緣兩側各設置1 個提升點（圖6）。

圖6 40t千斤頂提升下錨點示意圖

100t 千斤頂下錨點提升鋼梁選用原結構上弦桿件，下錨點工裝均由30mm 和40mm 厚鋼板鋼組拼而成，提升下錨點位置設置工裝斜撐，斜撐選用HW400×400×13×21mm（圖7）。

圖7 100t千斤頂提升下錨點示意圖

4 施工方案及主要技術措施

為了降低拼裝高度，減少高空作業量和拼裝胎架量，對于二層桁架采用在首層樓板上低位組拼，拼裝采用先下后上，先主后次的拼裝順序，在桁架兩端的鋼柱牛腿上設置液壓千斤頂，桁架在樓板上拼裝完成后，鋪設鋼筋桁架樓承板，使用液壓千斤頂提升到位并進行補桿的施工方法。

本工程會議中心二層桁架提升高度約13m，總提升重量約為1 050t。

4.1 桁架拼裝

桁架拼裝整體采用從左向右，先下后上的拼裝順序。第一榀胎架安裝完成后開始拼裝下弦桿（圖8），然后拼裝上下弦之間的連接桿，最后安裝上弦桿件，然后按照同樣的順序向右依次進行拼裝施工（圖9）。

圖8 鋼桁架拼裝示意圖

圖9 拼裝完成示意圖

4.2 樓承板變形控制

桁架整體拼裝完成并驗收合格后后進行樓承板的鋪設工作（圖10）。樓承板的鋪設同樣采用從左向右的鋪設順序。由于桁架在提升過程中，會產生因非同步提升造成的微小變形，而樓承板需形成整個平面焊接固定在桁架的上表面，為保證樓承板在提升過程中不發生破壞，鋪設后的樓承板，每塊板的支座豎筋只點焊一側，用于臨時固定，不需要焊接栓釘，使桁架在提升過程中，樓承板可以有一定的變形，而不造成破壞。另一側樓承板的支座豎筋焊接及栓釘的施工在桁架及樓承板整體提升到位并校正完成后進行。

圖10 鋼筋桁架樓承板鋪設完成示意圖

4.3 提升監測及注意事項

施工過程中應綜合考慮提升邊界條件，注意觀測設備系統的壓力、荷載變化情況、提升的同步、風荷載溫度應力等情況的影響。應密切注意液壓提升器、液壓泵源系統、計算機同步控制系統、傳感檢測系統等的工作狀態。

支承結構不得進行轉化，同時使用高倍望遠鏡隨時觀察鋼筋桁架的樓承板的焊接部位變化。為保證整體提升的順利進行，對本項目鋼屋蓋提升過全程進行結構監測，鋼結構在提升過程中相鄰提升點的同步誤差要求小于10mm。

鋼結構監測主要為變形監測，在每個監測點位設置反光貼片，使用全站儀進行測量。

整體結構安裝焊接完成后，全站儀測量建筑物整體垂直度和平面變形，形成整體鋼結構初始測量成果表。

桁架提升階段，持續觀測。每隔2h 測量一次結構表面坐標，當累計下撓值超過41.56mm 時，應進行預警并停止卸載，及時上報監理、建設和設計單位有關人員，查明原因后再繼續卸載。

5 結語

北京新國展二期項目鋼桁架整體提升共用時4h，最終鋼桁架及鋼筋桁架樓承板的安裝精度均在規范及設計允許范圍內。

通過本工程對大跨度空間桁架帶樓承板的整體提升方法的成功應用，使得樓承板在低空可以鋪設，保障了鋪板人員的安全。