[发明专利]一种复杂场地环境下多阶级受力体顶盖的施工方法

说明书

本发明涉及一种复杂场地环境下多阶段受力体系转化的顶盖施工方法，根据周边复杂场地环境，其施工共分为3个阶段：第1阶段施工主跨、东西配跨、过渡跨及配跨、原有交通线路导改；第2阶段施工基坑内配跨及过渡跨部分，然后还建原有立交桥、拆除钢便桥，架设完钢便桥的墩影响部分梁段后对整个钢结构进行体系转换；第3阶段施工附属基坑内的剩余配跨及过渡跨；在钢梁节点处设计了多根钢支撑作为临时支撑，顶部设置伺服系统后期同步卸载，解决了梁段就位时钢梁变形导致结构柱对位难度大、整体悬吊焊接产生过大内应力等问题，保证了顶盖大跨度网格钢结构安装组织和施工过程安全可控。

技术领域

本发明涉及一种复杂场地环境下多阶段受力体系转化的顶盖施工方法，属于土木工程施工技术领域。

背景技术

随着城市化进程高速发展，城市人口快速增长，由此伴随着与城市人口以及经济、生活活动密切相关的交通出行的需求也在大幅地增长。而城市则受限于其有限的土地资源，并不能占用过多的土地资源来满足上述的需求；通常情况下，通过建设高架快速路、地面封闭式或半封闭式快速路、立交桥、地铁等设施，来缓解人员出行以及车辆出行的压力。

特别地，为了解决人员出行的压力，好多城市选择建设多条地铁线路，用以形成覆盖城市主要区域的网络化交通体系。而为了进一步构建立体化的城市交通系统，在各个地铁交汇的换乘节点处，有时候也会整合城市道路设施，这样的城市轨道交通建设网络化就是形成越来越多的线网交汇处的换乘节点，通过空间连通整合，从而完善空间结构。城市地下空间建设解决了土地资源紧缺、城市空间局促，交通拥堵等一系列城市问题。

但是，在这样的交通枢纽的城市地下空间中，通常需要用到大跨度屋顶钢梁结构，这样的结构对于施工的要求很高。而对于少见的采用桥、站结合体系的城市地下空间，其具有中庭大跨度的钢梁结构，施工的难度和要求更高。钢结构顶板与下部钢柱均为固结，嵌补段较多、连接形式基本为栓接，安装难度大、精度要求高；部分现场对接缝为焊接、钢板厚度较大，现场焊接难度大。同时大跨钢结构施工周边环境情况复杂，施工冲突较多，组织难度极大。中庭大跨结构工程地质条件和结构施工环境复杂，施工工序多、大跨结构施工过程中存在多次体系转换，工程风险大，不确定因素多。

现有技术中，对于大跨度屋顶钢梁结构，可采用提升法，这种方法是低位平台组拼提升就位钢梁，利用高点设置提升平台，利用连续作用千斤顶整体提升至设计位置后连接固定。该安装方法可以有效减少临时支柱数量，但对施工场地作业台要求较高，整体悬吊焊接产生内应力大。同时，现场由于核心区“X”砼支撑，不具备整体提升条件。或者，可以采用顶推法，利用异位平台组拼顶推部分钢梁，通过滑道或者步履千斤顶将钢梁整体滑移至设计位置。该安装方法可以优化施工场地利用减少交叉施工，同时减少临时支柱数量，但顶推过程控制要求高，落梁就位时钢梁变形导致结构柱对位难度较大。此外，也可采用原位散拼支架法，采用大型起重设备直接将钢梁运至现场，分段吊放在设计安装位置，利用起重设备对钢梁位置进行调整就位。该安装方法对钢梁安装组织和施工过程控制较方便，但对施工场地作业台要求较高，临时支柱使用量较大。

在桥、站结合体系的地下空间的大跨度钢梁结构应用上述的施工方法时，特别是在安装处于复杂场地环境下多阶段受力体系转换的地下空间顶盖大跨度网格钢结构时，会出现以下问题：

1.无法确保钢结构的现场安装精度并消除累计误差：由于运输条件及起重吊装能力限制，钢管柱及钢梁均需现场多次分段对接，现场对接缝焊接及螺栓连接工程量极大，钢梁对接精度要求极高。因而，在对钢结构进行现场安装时，现有的施工方法无法确保钢结构的现场安装精度并消除累计误差。

2.无法进行钢便桥及盖板下钢结构安装：钢便桥需要横跨中庭大跨的一侧，并且部分型钢柱及钢梁位于盖板下方，因而，无法采用传统吊车吊装方法进行现场安装。

3.起重吊装工作量大、高空作业多：中庭大跨顶板钢梁体量大、节段划分多，基坑深度较大、钢箱梁吊、安装均为高空作业，无法确保安全施工。

4.业主要求工期紧、组织难度大：施工复杂，各部分的施工相互影响比较大，工期长。