多层钢结构连廊在高空合拢的测量技术*

高雷雷 柳志华

1. 中冶天工上海十三冶建设有限公司 上海 201900；2. 上海建工七建集团有限公司 上海 200050

1 工程概况

上海金虹桥国际中心工程主体结构由南、北两塔楼及钢结构连廊组成。塔楼结构采用框架—核心筒型钢混凝土组合结构体系，核心筒为主要抗侧力结构体系，剪力墙布置有独立箱型柱。

塔楼的22～29层为钢结构连体层，高度为100.9～134.6 m。平面尺寸为42 m×24.7 m。连廊采用H型钢梁及钢筋桁架楼板组合结构，连体各楼层与两侧塔楼，中间无竖向结构，为多层片状连接形式（图1）。

连廊为平面框架结构体系，主梁与塔楼钢柱牛腿节点包括刚接和铰接两类，其中19～22轴间4 根主梁与塔楼柱牛腿刚接，两侧2 根跨外悬挑主梁与塔楼结构为铰接形式。

图1 钢连廊平面

本工程根据钢结构连廊的特点，采用了地面散件拼装、液压同步提升到位、高空合拢焊接的施工工艺。整个工艺将连廊划分为4 个提升单元，由上至下依次进行整体提升。

钢连廊整体质量1700 t余，高空接口达96 个，故其精确的测量结果对钢结构合拢能否顺利进行具有重要影响。

2 测量控制技术路线

针对提升单元具有自重大、高空接口多等特点，将塔楼牛腿复测、拼装测量控制、提升过程监测等串联起来，形成三元闭合测量系统，并及时调整测量误差，以确保高空合拢顺利进行。

3 主塔楼牛腿测量技术

3.1 测量准备[1-3]

在连廊结构整体提升前，为了掌握主塔楼牛腿的施工偏差、空间相对位置，先要对钢柱牛腿跨距、线距及相对高差进行检测，并根据现场实际条件，选择在24层建立控制网，形成空间独立坐标系。

3.2 施测过程

由K1、K2、K3、K4四个控制点形成空间独立坐标系，其中K1、K2位于北楼24层，K3、K4位于南楼24层，如图2所示。

具体施测时，先在南楼设站，后视K1、K2两点，利用全站仪的空间后方交会程序，自动解算出设站TP1点的三维坐标，然后开始对对面北楼的22～29层牛腿进行检测。北楼牛腿全部检测完成后，将仪器搬至北楼，后视K3、K4两点，利用全站仪的空间后方交会程序，自动解算出设站TP2点的三维坐标，并对南楼的设站点TP1进行检核，然后开始对对面南楼的22～29层牛腿进行检测。

图2 坐标系定位

3.3 测量结果

1～4单元牛腿处实测尺寸误差，如图3所示。

图3 测量成果误差分析

通过分析可知，第3单元三维尺寸误差相对较大，第4单元三维尺寸误差相对最小，可见单元内三维尺寸相互间有一定影响。

4 地面拼装测量技术

（a）地面拼装前，对进场钢构件进行验收，并在构件上做好相应的安装标高及位置线。

（b）钢结构连廊在地面拼装时，每个接口位置处设拼装台。为了保证拼装精度，在现场利用16#槽钢制作拼装台，拼装台上放不同厚度的钢板以保证连廊的起拱值。拼装台用水准仪控制标高，要保证构件稳定，在拼装期间不发生变形。

（c）钢结构连廊按三维实测数据拼装，采用先栓后焊的方式形成整体。各主梁轴距、跨距、高差均为现场实测数据（图4）。

（d）钢结构连体层在地面拼装和焊接过程中，配备了高水平的测量人员监控钢结构连廊的变形情况，尤其是焊接前与焊接后预起拱的变化，发现异常及时查找原因并采取有效措施进行调整。

图4 连廊拼装示意

5 提升过程监测

在提升过程中配合水准仪、经纬仪严密监测各提升点的标高及位移，同时做好阶段性静态观察。在塔楼内利用经纬仪以20 m为一个高差监测点，对控制系统的动态检测值进行检查。当发现不同步时，通过计算机控制系统及时进行调整。如误差超过规范要求，则需要进行实时纠偏。

纠偏通过计算机微调进行。在微调开始前，将计算机同步控制系统由自动模式切换成手动模式。对整个钢结构连廊提升系统各个吊点上的液压提升器进行同步微调，或者对单台液压提升器进行微调。微调精度可达到毫米级，以满足钢结构连廊的安装精度要求。当微调至高差小于10 mm之后，则继续提升作业，直至下一监测点。

提升到位后，锁定液压提升器进行水平方向的调整并临时固定，合拢按20/21线→19/23线的顺序进行，以利于消除水平误差。在高度方向先合拢下层结构，通过点动装置微调合拢上层结构。对个别水平或高差较大的接口，可切除临时系杆微调至连廊合拢[4]。

6 厚板焊接尺寸控制

本工程连廊所用H型钢截面大、钢板厚、焊接时多道施焊。在现场焊接作业前，焊工应提前了解构件的安装误差，适当地利用焊接变形消除部分安装误差。为避免焊接完成后变形过大，在焊接作业过程中，应对焊接结构进行同步监测，一旦发现变形超标，应及时调整焊接顺序或焊接速度，以保证最终钢结构连廊的焊接质量。

7 结语

上海金虹桥国际中心工程钢结构连廊自2011年1月25日进行方案设计，于2011年11月13日开始第1单元地面拼装，2012年2月20日第4单元合拢完成，历时75 d。平均18 d完成1 个单元的拼装、提升、合拢过程，各单元均为一次提升成功。

根据高层钢结构连廊的提升技术路线，我们通过三元测量闭合系统，以塔楼牛腿实测结果为依据，有效地控制了连廊多牛腿对口误差，同时克服了厚板焊接收缩影响，确保了连廊钢结构高空合拢的顺利进行。