09.13 全球最大屋蓋、世界最長產業長廊——拉斐爾雲廊,施工技術揭祕!

拉斐爾雲廊項目位於上海市G60滬杭高速北側臨港松江科技城內,規劃建築面積80餘萬平方米,全長1.5公里,由國際著名建築師拉斐爾·維諾里操刀設計,建成後有望成為“

世界最長”的城市產業長廊

在功能定位上,拉斐爾雲廊著重體現“產業新高地、城市新亮點”特色,各類配套商業一應俱全,還將重點引入高成長、高技術、高集約化的科技型、生產服務型企業,建成後還將融合5A級辦公、商業配套、星級酒店等多種功能。

26幢80米高的建築,呈點狀式和板式分佈在長廊內。項目1至3層採用庭院式建築風格,用遊廊、咖吧、噴泉、空中綠化等,將所有建築連成一體,每棟樓的屋頂由太陽能光伏面板整體覆蓋,因此有了“拉斐爾雲廊”的美譽。

全球最大屋蓋、世界最長產業長廊——拉斐爾雲廊,施工技術揭秘!

全球最大屋蓋、世界最長產業長廊——拉斐爾雲廊,施工技術揭秘!

拉斐爾雲廊包含兩大類空中連廊,一類是頂部的超大跨度、超長距離的鋁合金網殼結構,一類是連通不同高層建築的高低不同錯落有致的鋼結構連廊,前者為世界鋁合金網殼長度、跨度之最,後者連綿分佈的鋼連廊群,其空間支座錯落分佈支撐的設計,使得過程施工控制尤其具有難度。

全球最大屋蓋、世界最長產業長廊——拉斐爾雲廊,施工技術揭秘!

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工程概況

項目一期佔地面積220畝、建築面積43萬平方米,由10棟18層78米高的框筒結構及四棟3層15米高的框架結構裙房以及1棟18米高的鋼結構單體組成,共分為三個標段分別由上海建工集團股份有限公司,上海建工五建集團有限公司,上海建工七建集團有限公司施工總承包,項目於2015年底奠基開工,預計將於2019年交付使用。

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高空鋼連廊概況

項目高空鋼連廊共4個,3標段已實施完成的高空連廊位於8號樓和10號樓之間,頂標高為+36.68m,平面呈矩形佈置,由鋼桁架及鋼框架樑柱結構組成,最大跨度約60m,總重約1400噸。

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液壓同步整體提升技術

高空連廊安裝高度36.68米,重量1200噸,高層構架的安裝高度達到78.4米,重量1800噸。若採用分件高空散裝,不但高空組裝、焊接工作量大,而且存在較大的安全風險,施工難度大。

從結構體系角度分析,低層連廊三榀主桁架組成了主要承重體系,四榀橫桁架和其餘框架結構為附加荷載,並起到增加三榀主桁架平面外穩定的作用(從高層構架的結構體系角度分析,三榀主桁架組成了主要承重體系,五榀橫桁架和二榀斜桁架組成的其餘框架結構為附加荷載,並起到增加三榀主桁架平面外穩定的作用),由於主桁架縱向高度達到三到四個樓層的高度,縱向剛度大,可以有效控制高層構架整體提升過程中的下撓變形。由於結構受力體系較為明確,非常適合採用整體拼裝、同步提升、高空橫移、同步卸載的安裝工藝。

經過研究論證後採用將高低層連廊在地面拼裝成整體後,利用“超大型液壓同步提升技術”將其同步提升到位的方案,目前已經完成了低連廊的整體提升,具體步驟為地面拼裝、提升設備及支座安裝、整體提升、高空平移、同步卸載,安全和工期等均有利。該方案有別於以往的鋼連廊結構整體提升的特點在於,其兩側支座呈上下多層空間分佈,由於支座的誤差和鋼連廊支座本身加工製作誤差的緣故,即使疊加誤差小於5mm,也會使得連廊就位後支座反力產生明顯內力重分佈,造成和計算反力與實際偏差大,所以施工控制是關鍵。

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連廊提升仿真模擬及可視化交底

在方案實施之前,利用3DMax對整個施工方案步驟進行仿真模擬,對地面拼裝、提升支架安裝、垂直提升、水平滑移就位等各個工況的工序搭接進行動畫模擬。對現場施工人員進行復雜節點可視化交底,讓各級管理人員和施工人員對整個施工工藝有了形象且深刻的理解,提高施工現場管理效率,保證工程質量和安全施工。

現場測量數據與模型對比,調整控制模型尺寸及位置。模擬提升和滑移過程,預先發現提升過程中的碰撞問題。現場提升低層連廊至設計標高以上約10cm處,最後水平滑移至設計位置後卸載落下,完成安裝過程。

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施工工藝流程

配置TLJ-2000型提升器和TLP-1000型液壓爬行器,使其置於提升平臺上,並用壓板進行固定;對提升平臺進行受力分析和應力計算,確保滿足提升要求;配套TL-HPS61液壓泵源放置在上提升點臨近樓層,提升器均配備直徑為17.8mm的鋼絞線,單根鋼絞線破斷拉力為36噸;在提升器上設置專用導向架對鋼絞線進行疏導,確保提升順暢。

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大跨度結構整體提升在地面整體拼裝成型,依靠豎向結構頂部作為提升承力點,採用柔性鋼絞線作為提升承重索,通過專門的液壓千斤頂作為動力裝置將結構提升至高空就位的施工成型方式,可顯著減少支撐用量,大幅提升施工效率。

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施工技術亮點

6.1 12組吊點分兩層平面佈設

以抓測量為重點,採取安裝定位前測量,將地面拼裝構架以中軸線為基準,使構件二端留足空間。過程跟蹤測量,準備平移時再複測,將收集數據彙總,通過計算機模擬和分析鋼連廊提升平移空間狀態,確保提升平移處於合理空間,就位滿足設計和施工要求。

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6.2 高空提升支架及平移機構安裝安全措施

提升支架和提升平移機構安裝於高空,存在支架異形、結構複雜、支架頂標高達88m等難點,尤其是6#樓無外牆腳手架。因此採用鋼管抱箍鋼柱方法,將腳手從次頂層搭至頂層,同時與支架機構交替安裝,逐級搭設,來完成高空高難度安全施工。

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6號樓提升支架平移機構高空安裝安全措施三維圖

6.3 整體同步提升、同步45度平移

採用計算機數控液壓控制系統,分二棟樓執行遠程同步控制作業。對整個提升和平移必須統一指揮,從高空和地面立體監控整個鋼連廊狀態和12組受力吊點狀態等。

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6.4 牛腿支座反力監測和支座墊板

牛腿支座按6#樓8#樓各15個,分5層3列布置,構成多層牛腿支座超靜定體系。由於牛腿支座標高不同,鋼桁架端部標高有偏差,牛腿支座受力很難在卸載完成後就均衡穩定。

因此,在鋼連廊構件上佈置一定數量的傳感器來監測構件的應力應變,再通過採集數據→推算出支座反力大小→在支座上墊板→再監測採集數據→分析經過墊板後的反力趨勢,估算出墊板厚度,達到牛腿支座受力均衡。

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6.5 高層後補構件安裝安全措施

88m高空區域後補構件達100多噸。提升前,設置硬質生命繩,安裝由底至頂,分小懸挑和大懸挑兩部分進行。利用現場重型塔吊和焊接吊籃進行安裝節點焊接。

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結語

本工程高空百米跨度近兩千噸鋼連廊高空整體提升和平移的成功就位,解決了國內建築領域多項施工難題,實現了高空百米跨度近兩千噸鋼連廊整體提升、同步斜向平移達2121mm超長位移的施工創舉,目前,本工程已完成主體部分和鋼結構連廊安裝等,預計將於2020年底竣工驗收。

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