高层建筑外框巨柱施工中可拼装钢连桥的开发.docx

高层建筑外框巨柱施工中可拼装钢连桥的开发.docx

《高层建筑外框巨柱施工中可拼装钢连桥的开发.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高层建筑外框巨柱施工中可拼装钢连桥的开发.docx（5页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

高层建筑外框巨柱施工中可拼装钢连桥的开发

高层建筑外框巨柱施工中可拼装钢连桥的开发

摘要：

某高层建筑采用核心筒-外框筒体系，核心筒由包含钢板剪力墙的混凝土剪力墙构成，外框筒由巨柱、重力柱、大斜撑、转换桁架构成。

鉴于外框筒的巨柱施工到一定阶段，单根巨柱在高空中分叉为两根，开发了一种用于外框巨柱施工的可拼装钢连桥，以方便施工人员在分叉巨柱焊接过程中进行操作。

通过合理的构造设计，钢连桥能够实现快速拼装和增加桥体长度。

用有限元软件计算校核钢连桥的应力和变形，以满足强度和刚度要求。

关键词：

超高层建筑；巨柱；钢连桥；快速拼装

随着城镇化程度的不断发展，超高层建筑的数量不断增加，大部分超高层建筑是混凝土核心筒的施工领先于外围框架[1-4]。

外围框架在施工过程中需要设置相关的施工用辅助设施，以保证其施工的安全性[5-6]。

本文以某超高层建筑施工中外框筒巨柱需要的钢连桥为研究对象，介绍其设计思路和构造细节，为类似超高层建筑的施工用辅助设施的开发提供参考。

1工程概况

某高层建筑采用核心筒-外框筒的结构形式，核心筒由包含钢板剪力墙的混凝土剪力墙构成，外框筒由巨柱、转换桁架、大斜撑构成。

核心筒的施工领先外框筒施工4～6个结构层。

外框筒的巨柱在结构底部共4根，分别位于外框的4个角部。

随着结构高度的增加，每根巨柱分叉为两根，两根巨柱的间距随着结构高度的增加而改变。

本文介绍的钢连桥，用于连接高空中的两根分叉巨柱，如图1所示。

1—分叉巨柱。

图1外框筒巨柱分布位置示意

外框筒巨柱采用多腔体组合巨柱的截面形式，焊接工作量大，在一定高度的巨柱焊接完成后，需要浇筑混凝土。

高空施工过程中，为了方便焊接工人在两个分叉巨柱之间移动，同时方便混凝土浇筑，需要在分叉巨柱之间安装施工用钢连桥。

钢连桥必须保证与巨柱间连接的安全可靠，同时能够实现快速拼装和桥体长度的可伸缩性，最大限度满足施工要求。

项目施工开始阶段，单根巨柱分叉后采用了焊接型钢作为临时钢连桥。

但是，随着结构高度的增加，分叉巨柱之间的间距不断发生变化，每增加一节巨柱后，施工人员需要继续焊接型钢进行钢连桥的加长，这样的施工方式不仅施工效率低，而且不符合绿色施工的要求。

为了充分实现绿色建造的目标，保证钢连桥随着结构高度的增加能够重复使用，钢连桥的设计中要充分考虑连桥长度的可延伸性，而且要体现装配化的设计理念[7-8]。

2钢连桥设计

钢连桥采用桁架的结构形式，如图2所示，包括桥体和桥墩两部分。

桥体构件分为桁架上弦、下弦、斜腹杆、竖腹杆，桥墩由型钢构成，各构件的截面尺寸如表1所示。

1—可拼装加长部分；2—主干桥体；3—可拼装加长部分；4—桥墩。

图2钢连桥示意

表1构件名称及截面尺寸

构件名称截面尺寸/mm桁架上弦□80×80×5桁架下弦□80×80×5桁架竖腹杆□80×80×5桁架斜腹杆□50×50×4桥墩钢梁I20a

2.1钢连桥的构成

对钢连桥进行合理的结构分段，能够给施工安装过程带来很大方便[2]。

桥体分为主干桥体和两端可拼装加长部分，主干桥体长度为10m，可拼装加长桥体为1.5m，整个钢连桥的最大长度为13m。

2.2桥墩与桥体的连接

桥墩的主要作用是实现桥体与巨柱之间的可靠连接，桥墩采用I20a型钢焊接，高度900mm，桥墩上端焊接长度200mm、厚10mm的节点板，并开设2个直径18mm的螺栓孔，利用节点板和螺栓孔固定桥体。

其中，桥体桁架下弦构件上开设10个间距100mm的直径20～50mm的长圆孔，用于调节桥体与桥墩固定的位置，从而实现钢连桥的长度增加，桥墩与桥体的连接如图3所示。

a—桥墩节点板；b—桥体连接桁架下弦。

1—节点板；2—桥体桁架下弦。

图3桥墩节点板与桥体连接示意

2.3桥墩与巨柱的连接

随着结构高度的增加，外框筒巨柱的截面形式和截面尺寸不断变化，因此，桥墩与巨柱之间的固定方式需要很强的适应性。

这种固定方式需要适应不同尺寸的巨柱截面。

巨柱的截面如图4所示，为多腔体截面，截面的长度和宽度在一定范围内变化，多腔体的内部加劲板和水平盖板的布置，都给桥墩固定方式的设计带来了难度。

1—固定位置。

图4巨柱截面形式示意