1 工程概况

　　厦门住宅建设集团办公楼项目位于厦门市湖里区海天路与华泰路交叉口，总建筑面积48 593.52m²，高42.5m，为钢管混凝土框架剪力墙结构，其中地下3层(局部2层)，柱体采用钢管混凝土柱，梁和楼板采用现浇钢筋混凝土结构;地上8层(局部3层)，柱体采用钢管混凝土柱，楼板结构采用H型钢梁和压型钢板现浇混凝土楼板。

　　工程东侧2～5层区域设置1个内窄外宽的“喇叭”形洞口造型，贯穿建筑主体，洞口区域由机房层(38.720m标高处)的3榀H型钢承重转换桁架和与之相连的4根钢管混凝土吊挂柱为主要受力结构，竖向通过吊挂柱将悬挂区域框架梁板荷载传递至顶部转换桁架，再通过转换桁架传递至相连主体结构钢管混凝土柱，最后向下传递至基础。项目概况如图1所示。

　　1.1 转换桁架及吊挂柱连接形式

　　转换桁架弦腹杆与主体结构钢管混凝土柱(钢柱)刚接，吊挂柱刚接于下弦杆，如图2所示。悬挂区域楼板采用压型钢板组合楼板，框架梁柱连接采用现场一级焊缝焊接+连接板高强螺栓结合的刚接，主次梁采用铰接。

　　1.2 转换桁架及吊挂柱吊重

　　悬挂区域钢结构构件包括钢管混凝土吊挂柱(混凝土后浇)、框架梁、次梁和3榀转换桁架。吊挂柱共4根，规格为，材质Q345B，钢柱重1.58～5.10t;钢梁共计199根，均为H型钢梁，材质Q345B，重0.03～3.90t;转换桁架上、下弦杆和腹杆均为H型钢，材质Q390GJC，重0.94～9.92t，最大截面为H800×800×60×60。

　　图1 项目概况 

　　图2 吊挂柱与转换桁架连接节点 

　　2 工程特点、难点分析

　　2.1 转换桁架吊装难度大

　　转换桁架大体积、大质量，受运输条件限制，无法一次性在工厂制作完成，需以散件形式运输至现场高空散拼，安装高度38.9～42.4m，部分构件截面尺寸较大，单根构件质量大(最重达9.92t)，现场MC320A K12塔式起重机难以满足所有构件卸货及安装的吊装需求，且工程相邻主要交通线路，吊装难度大。

　　结合现场MC320A K12塔式起重机工况分析，主要钢构件采用塔式起重机卸货安装，转换桁架5t以上等塔式起重机无法吊运的构件采用70t汽车式起重机(QY70V)卸货，再采用220t汽车式起重机(徐工XCA22074T配重)进行安装。

　　2.2 吊挂柱临时支撑要求高

　　4根吊挂柱底部悬空，贯穿4～8层楼板，施工完成后与机房层转换桁架相连反向传递荷载，施工过程中需在吊挂柱底部设置临时支撑，承受转换桁架完工前上部压型钢板、型钢梁、钢管柱、转换桁架及施工荷载，形成稳定体系，单根临时支撑架所承受吊挂柱传递的最大荷载达1 180kN，临时支撑强度、刚度设计要求高。

　　2.3 转换桁架安装、焊接质量控制难度大

　　转换桁架构件钢板较厚，最厚达80mm，且桁架构件分段多，大量焊接和拼装工作在现场高空进行，安装定位和精度保证难度大。

　　3 施工过程仿真验算

　　应用MIDAS/GEN 8.75版对悬挂区域钢结构各施工阶段工况变化情况进行模拟分析。由分析结果可知，安装过程中最大应力33.9N/mm²，远<310N/mm²，满足规范应力要求，最大竖向位移9.13mm，满足施工要求。

　　4 吊挂柱及转换桁架安装技术

　　4.1 施工流程

　　施工流程为:非悬挂区域钢结构全部安装完毕→临时支撑搭设、验收→安装4层吊挂柱1→安装4层悬挂区域钢梁→安装5层吊挂柱2和吊挂柱3→安装5层悬挂区域钢梁和钢柱→安装6层吊挂柱4→安装6层悬挂区域钢梁和钢柱→安装7,8层钢梁和钢柱→安装机房层转换桁架→安装机房层钢梁→悬挂区域卸载→安装完成(每层悬挂区域安装时，非悬挂区域钢结构应安装焊接完毕)。

　　4.2 临时支撑安装

　　临时支撑安装前，2层混凝土楼板已浇筑并养护完毕达到设计强度要求，非悬挂区域钢结构安装焊接完毕，确保悬挂区域钢结构构件可与非悬挂区域按图纸连接及附着。

　　吊挂柱格构式支撑架截面为2m×2m，立杆采用钢管，腹杆采用钢管，横杆步距1.5m，材质均为Q235B，在工厂定制加工并运抵现场，控制支撑高度，确保顶部设置分配钢梁后，顶面标高为吊挂柱底面标高。现场精准测量定位吊挂柱位置，在2层楼面按图放置H480×350×35×35转换钢梁，其上放置格构式支撑并焊接固定。

　　为加强支撑架横向拉结的稳定性，支撑架通过└70×5(Q235B)与主体结构钢梁进行拉结，相邻支撑架立杆间水平方向采用双道└70×5拉结，每6m高度1道，并设置剪刀撑。

　　2层楼板以下设置双钢管点对点方式回顶支撑，逐层设置直至底板部位，双钢管间通过横向└70×5连接，并沿竖向设置斜撑，增强稳定性。东侧2根吊挂柱格构式支撑临边部位悬空立杆底部H型转换钢梁采用钢管从地下室顶板进行回顶，并辅以2根钢管形成三立杆式格构式支撑架。

　　4.3 吊挂柱安装

　　1)吊挂柱分段悬挂区域吊挂柱共4根，规格均为，位于塔式起重机范围内，考虑全部采用塔式起重机吊装，根据起吊半径(吊挂柱距塔式起重机距离)及塔式起重机起重性能进行分段加工，如图3所示。

　　图3 吊挂柱分段  

　　2)首节吊挂柱安装首节吊挂柱吊装前应先安装与吊挂柱底部相连的2根框架梁，确保吊挂柱就位后形成稳定体系。钢梁安装就位后一端与非悬挂区域钢柱连接，另一端置于格构式支撑架上，利用千斤顶校正标高及两端位置，校正完成后，利用钢管作为钢梁支撑并焊接固定，如图4所示。

　　图4 钢梁支撑  

　　3)上部吊挂柱安装吊装前，清除下节吊挂柱顶面和本节吊挂柱底面的渣土和浮锈，保证上、下节钢柱对接面接触顶紧。上、下吊挂柱对接前，在上、下段吊挂柱四周预先焊接临时定位耳板(带螺栓孔)，吊挂柱吊装就位后将上、下2段吊挂柱通过高强螺栓临时固定，吊挂柱对接处焊接至截面周长2/3后方可去除临时对接耳板。

　　4.4 钢梁安装

　　相邻吊挂柱安装完毕后，及时连接其间钢梁使构件形成稳定框架，每日安装完成的钢柱必须采用钢梁相连，无法及时连接的应拉设缆风绳临时稳固。钢梁按先主梁后次梁、先下层后上层的顺序安装。

　　4.5 转换桁架安装

　　转换桁架周边8层钢结构全部安装完毕后方可安装转换桁架，平面上从固定端向悬挑端扩散，立面上按从下逐步向上的顺序安装，依次安装转换桁架下弦牛腿柱、下弦杆及周边相连钢梁、上弦牛腿柱、腹杆、上弦杆及周边钢梁。

　　1)桁架牛腿柱及弦杆吊装桁架牛腿柱及弦杆的吊装同吊挂柱及楼层钢梁的吊装措施一致，部分下弦杆安装时存在单侧悬挑情况，为确保施工安全及精度控制，设置临时支撑(见图5，钢管，Q235B)，临时支撑架设于下部楼层钢梁，支顶于悬挑侧端部，上下端焊接固定，临时支撑底部设置钢管斜撑。

　　图5 下弦杆临时支撑 

　　2)斜腹杆吊装斜腹杆采用两点吊装，其中1个吊点设置5t受拉葫芦，调整斜腹杆倾斜角度。吊装过程中斜腹杆处于倾斜状态，倾斜角度同安装就位后大致保持一致。

　　部分斜腹杆由于位于桁架中间位置，相邻侧无牛腿柱，其上端部悬挑，为确保施工安全及精度控制，设置临时支撑(见图6)，架设于桁架下弦杆，支顶于斜腹杆上端部。

　　图6 斜腹杆临时支撑  

　　4.6 临时支撑拆除及卸载

　　根据施工过程仿真验算，支撑拆除后最大竖向位移9.13mm，整体计算位移较小，采用整体卸载方式，卸载过程根据微调循环、均匀卸载的原则，4个吊挂柱底部临时支撑位置各设置1个液压千斤顶，根据计算支撑反力选取150,100t千斤顶。卸载过程中统一指挥、同步操作，调节液压千斤顶对结构进行逐级卸载，每次卸载5mm，直至结构和千斤顶全部脱离。

　　4.6.1 卸载步骤

　　1)卸载前在临时支撑顶部设置1台对应吨位液压千斤顶，千斤顶顶住吊挂柱底部钢板。

　　2)利用钢板将临时支托与吊挂柱底部顶住，确保受力合理，如图7所示。该步骤完成后再次确认千斤顶是否已顶紧和正常工作。

　　图7 桁架卸载构造  

　　3)将临时支托与吊挂柱安装调节支托连接焊缝气割分离。

　　4)第1次抽板作业各作业人员同时将千斤顶向上顶，钢板和吊挂柱底初见分离(微小缝隙)即可，抽出1层钢板。

　　5)第1次抽板作业全部完成后，下令统一释放千斤顶，作业人员同一时间释放千斤顶。释放后测量人员观测并记录结构沉降变形情况。

　　6)检查安全情况及吊挂柱底板脱离情况，若各项数据正常，循环第4～5步直至临时支托完全脱离吊挂柱底板。

　　7)比较及分析各项监测数据。

　　8)卸载完成并拆卸临时支撑架。

　　4.6.2 监测要求

　　4根吊挂柱上各设置1个监测点，卸载前记录各吊挂柱初始数据，卸载过程中每日卸载结束后至少监测并统计1次变形数据，卸载完成后24h内对吊挂柱每隔6h分阶段进行监测，对比监测结果与理论验算结果，其后1个月内持续监控结构变形情况，确保结构安全。

　　5 结语

　　1)厦门住宅建设集团办公楼项目东侧的“喇叭”形洞口造型，采用屋面转换桁架下部5层楼面结构的吊挂式结构，4根吊挂柱底部设计临时支撑，楼层钢结构和吊挂柱自下而上施工，通过与转换桁架的连接实现结构吊挂。

　　2)悬挂区域施工过程中主要存在3个方面难点:钢结构构件自重大，吊装难度大;现场钢结构大量高空拼装和焊接工作，安装定位及精度要求高;吊挂柱底部临时支撑强度、刚度设计及卸载施工要求高。

　　3)通过构件吊装工况分析，根据现场场地空间及构件分布，选用塔式起重机、70,220t汽车式起重机满足不同构件卸货、吊装及安装需求。

　　4)现场结合施工过程仿真验算分析应力、应变，分析模拟悬挂区域钢结构在各施工阶段工况，通过临时支撑等施工措施，钢结构最大累计沉降观测<8mm，确保施工过程的安全及施工精度。