广州珠江工程建设监理有限公司
摘要：超高层建筑的超重大跨度连廊整体提升成为本项目的一项施工重难点，在钢连体施工过程中，要确保在地面胎架拼装时能够与上部预留牛腿精确定位，液压提升过程中要保持各向同步性，在提升过程中需做到姿态矫正，卸载时能够和结构精确对接，提升时的受力工况与结构连接后的受力工况转换顺畅、平稳，以确保施工安全、安装质量符合要求。
关键词：超重大跨度连廊体；测量；整体提升
前言
由于社会经济文化的迅速发展，人们对高空连体结构的要求也与日俱增，大跨度、大开间、复杂的高空连体结构也随之快速发展，各类新型的高空连体结构外形也都迸发而出，这为其安装施工方法带来了新的挑战。需要凭借结构各自的特征合理有效地选取不同的施工技术和施工成型方法，才能使高空连体结构安全有效地施工及合拢成型。因此在实际工程中，需要我们预先对大型高空连体钢结构的施工全过程中的受力状况采取模拟分析，提前考虑和研究施工过程可能遇到的问题及困难，这样才能确保安全、顺利施工。
1工程概况
本工程中交集团南方总部基地B区项目上、下连廊钢结构工程，主要包括两栋塔楼（东塔和西塔），地下3层，地上40层，楼高约195.8米；建筑的长度为176m，宽度为25m。东塔和西塔上下部通过钢结构连廊（下连体连廊和上连体连廊）连接，其中下连体位于L2~L5层（11.9m~27.7m），上连体位于L32~顶层（150.95m ~195.15m，共九层）。上钢连廊由于跨度大、净空高，单根构件重，需采用上连体整体提升及下连体地面拼装的方式进行安装。
2重点难点要求
提升测量精度控制的好坏，直接关系到对接接口的焊接质量。测量精度控制是钢结构提升的重中之重，必须建设健
全的测量控制工艺，保证提升精度。
连体提升精度要求：桁架八个对接口 Y轴向和 Z 轴偏差均在 5mm 以内，该偏差可不用进行预调；桁架上弦杆对接口X轴焊缝偏差范围为 30~50mm以内，桁架下弦杆对接口X轴焊缝偏差范围为 25~45mm以内，及保证桁架上下弦杆对接口能顺利合拢，同时能满足焊缝间距要求。
3施工过程中监理控制要点
3.1 监理工作方法
3.1.1整体控制网的布设与复核。
3.1.2 钢构件几何尺寸复核。
3.1.3 焊接、焊中、焊后构件测量复核。
3.1.4 焊接过程变形控制。
3.1.5 拼装胎架及安装测量复核。
3.1.6 试提升前后对接口测量复核
3.2 施工前工作
3.2.1施工前材料与设备质量管控。进场材料均应符合国家产品质量标准，并现场验收后提交完整质量证明文件后方可使用。进场设备均应符合相关设备要求，文件齐全，确保施工安全。
3.2.2 施工前应掌握施工单位人员素质的基本情况，重点核实施工单位的主要技术负责人的技术状况，了解其完成同类项目的施工工程质量情况，做好施工图会审技术交底，熟悉施工方案，使设计技术要求及施工范围具体化，保证施工方案准确无误。
3.2.3 审查批复专项施工方案，内容包括：
3.2.3.1施工组织设计中的安全技术措施，专项施工方案是否符合工程建设强制性标准；
3.2.3.2方案是否符合当地政府管理规定，是否能确保周边环境安全；
3.2.3.3施工部署及施工方法是否合理；
3.2.3.4施工进度计划、质量要求、文明生产和安全措施等方面是否能满足要求，对工程的特点和难点进行分析并提出监理审批意见；
3.2.3.5审查施工单位是否按要求制定针对性《应急救援预案》，应急措施、应急物品的配备情况是否满足实际需求。
3.2.3.6跨度36M及以上的钢结构安装工程施工方案应有专家审查意见，监理单位应审查施工单位有无按专家意见对方案进行审查。
3.2.3.7 审查施工前各施工企业是否组织专门的整治机构，建立了各级责任制，进行的整改活动是否有文字记录；审查安全技术交底内容、交底程序情况。
3.3施工过程
3.3.1 施工过程中首先要熟悉设计图纸和了解现场，对应现场及图纸充分调查实际情况。
3.3.2 施工中监督施工单位严格按照审批的方案要求组织实施。
3.3.3对进场的每车构件进行严格检查。构件的几何尺寸、表面平整度、螺栓孔数量及间距、焊脚尺寸等，保证钢构件偏差符合国家规范和设计图纸要求，然后将偏差计入构件实际坐标偏差进行测量，从而减少测量误差。
3.3.4 本工程所用钢材截面大，钢板厚，坡口深，多层施焊，容易产生焊接收缩。考虑焊缝收缩变形，施工过程中每条焊缝的横向收缩值都有 1~4mm，因此必须采用一定的措施来控制变形。
（1）选择不同规格的柱 - 柱接头和柱 - 梁接头各2~3 个，焊接前在接头上确定两测量点 A、B（焊接钢板），并测量 AB 两点距离 L，焊接完成后再测量该两点为 L'，得焊接收缩量 ! L=L-L'。
（2）板焊缝的横向焊接收缩量也可由下式计算取得：
S=k • A /t
式中 S —焊缝横向收缩值（mm）
A —焊缝截面面积（mm²）
t —焊缝厚度，包括熔深（mm）
k —常数，一般取 0.1
通过以上两种方法结合，总结出了各种规格柱梁焊接的收缩量，在进行钢柱、钢梁组合校正的同时，对每个柱预留反变形，从标准节中心向外依次预留收缩量，以抵消焊缝收缩的影响。收缩量根据前一段的施工经验取 1~4mm。在安装钢柱时，通过调整垂偏来实现。
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图1 60mm板厚焊接前焊后实测变形数据
3.3.5 塔楼构件测量利用全站仪架设在东西塔上控制点进行相互测校，校正完成后用全站仪针对钢柱节点进行复核，保证钢柱坐标偏差符合要求，方可进入下一道工序。同时测量也跟随着构件的焊接过程进行实时纠偏。
3.3.6 钢桁架拼装前采用模型取点转换的方法，将图纸中待拼装单元在整本设计中的坐标根据拼装单元的大小转换为拼装场地的局部坐标。根据胎架与投影轴线及特征点之间的位置关系，采用在控制线上架设全站仪方法对胎架的平面位置进行调整。开始拼装前由总承包、监理、施工单位用全站仪复核胎架各部位的高差、轴线进行复核，对胎架的高程进行纠偏，以便部位开始拼装时，各部分能快速、准确就位。
3.3.7 安装区域测量复核
（1）预先在图纸上计算出柱四角的三维坐标值（X，Y，Z）。
（2）在柱吊装到位后将全站仪架设到控制点上，在校正过程中，将小棱镜置于柱顶部四角逐一测量各点，直到设计坐标值与仪器所测坐标差相符。
（3）校正完成后用全站仪针对钢柱节点进行复核，保证钢柱坐标偏差符合国家规范和设计图纸要求，方可进入下一步焊接施工。
（4）测量针对构件的焊接过程进行实时监测纠偏。
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图2 复核坐标数据
3.3.8 试提升前后对接口测量校核
3.3.8.1 全站仪坐标复核
（1）运用全站仪对桁架牛腿精度东西塔相互复核。
（2）斜撑测量前计算出柱顶、牛腿等控制点的坐标、标高、变形值。
（3）采用全站仪对钢柱牛腿、核心筒结构上预埋牛腿等进行三维坐标精准复核。
（4）联合布设在地面沥滘村地面点进行上下控制网坐标复核。
3.3.8.2 采用3D扫描仪进行几何尺寸复核
（1）架设设备
将扫描仪依次架设在南北侧，南侧测站可同时获取东西塔南侧钢连廊的点云数据，北侧测站可同时获取东西塔北侧钢连廊的点云数据，两测站之间采用重叠部分点云完成测站间拼接。
（2）扫描数据
全景粗扫描：设置视场角为水平角度360°，竖直角为290°，测程模式选择270m，点云密度设置为6.3mm@10m，在短时间内获取建筑的整体点云数据，全景粗扫描获取的点云用于重叠度拼接。
区域精细扫描：全景粗扫描结束后，测站固定不变，在当前测站预览视图中框选东西塔的钢连廊区域，测程模式不变，点云密度设置为0.8mm@10m，获取密集的钢连廊点云数据，单站重复扫描两次，确保钢连廊位置的点云密度在10mm以内。
（3）搬动测站
南侧测站扫描完成后，仪器装箱搬动到北侧架站，重复步骤1、2。
（4）测站拼接
通过 Cyclone-Register 模块进行测站之间的数据拼接，采用“视图拼接”方式利用两测站间的重叠部分点云实现测站拼接，将南北侧的点云合成一个整体点云数据。
（5）点云去噪
测站拼接完成后，剔除掉无用部分点云。
（6）点云成果导出
点云去噪完成后，选中点云，一键导出为所需的格式。
3.3.8.3采用测距仪及水准仪进行几何尺寸复核
（1）首先测量构件本身断面的尺寸是否与构件尺寸一致，允许偏差±5mm（采用卷尺测量）；
（2）要保证南北侧标高（高程）是否一致，允许偏差±5mm（采用水准仪测量）；
（3）采用线锤吊每个构件安装焊接后断面上下点位置是否在一条线上（是否有扭向），允许偏差±5mm。
全部复测完成后，采用以下方法进行安装校正，塔楼下弦测量实测数据，指导拼装连体下弦安装（断面尺寸，标高、扭转、水平间距全部要一致）；采用拼装区域的上弦测量数据，指导塔吊上弦杆安装（断面尺寸、标高、扭转、水平间距全部一致）；塔楼与拼装上下弦杆安装完成后，然后分别测量塔楼上下弦对角线和拼装区域的上下弦对角线（对角线长度要求一致）。
（4）全站仪配合卷尺对桁架各关键点几何尺寸复核
3.3.9 钢结构提升过程监测
全站仪监测
系统组成：1台倾斜仪，安装于钢连体结构中间稳定位置，主要监测提升过程中钢连体的空中姿态信息。4台全自动跟踪全站仪，配置4个360°全方位棱镜，安装于钢连体上方比较靠近链接段的位置，主要全程监测提升过程中钢连体的空中位置信息。1台PC计算机，用以运行软件系统，接收以上各设备实时数据，显示设备状态和结构体位置信息。外接显示设备，用于显示钢结构实时位置信息的展示。
定位方法
（1）钢体连廊平面位置及高程测量：采用5台全自动跟踪全站仪测量钢体连廊结构的实时位置及高度数据。采用1台倾斜仪实时测量钢体连廊结构的平面位置与高程数据。
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图3提升过程图片
（2）东西塔楼监测：通过安装在东西塔楼上的全站仪实时测量平面位置数据。
（3）实时显示：监视系统采集并处理后的钢体连廊结构的位置与高度显示、动态高度变化情况。
4 总结
提升的支撑体为复合柱钢结构框架，而非以往的混凝土结构，柔性较大，在施工中我们遵循“先整体、后细部”的测控原则，拟定了先作闭合控制和“逐层传递轴线、水平控制”的方法，采用了各种测量工具，并通过控制修正公式等一系列措施，保证了安装质量，达到较高的安装精度。
同时根据理论，通过模拟计算，结合现场实际，有效的解决了超高层钢结构厚板焊接、温差变化对测量控制的影响，对以后的同类或类似工程管理工作有很好的借鉴意义。
结束语
本项目钢连体提升重量高达3000 吨，结构受力复杂，创国内类似建筑施工难度之最，因而借此深入研究，保证项目施工质量，优化施工工艺、加快施工进度，对项目减少资金投入、提高作业安全系数有着显著的意义，为项目顺利实施奠定了良好基础。
参考文献：
[1]《钢结构结构施工质量验收规范》GB50205
[2]《钢结构工程施工规范》GB50755
[3]《钢结构焊接规范》GB50661
[4]《工程测量规范》 GB50026
[5]项目施工图纸、施工组织设计等