倒挂结构层随大跨度钢桁架协同 整体提升工法

近年来，为了兼顾实用与美观，钢桁架连廊结构设计在向大跨度发展之余，

还出现了连廊设倒挂结构层的形式，从建筑上实现了建筑使用空间与门廊景观的

完美结合。这种形式的结构给施工带来了两大难题，一是增加了吊装的重量，二

是安装必须采用逆作法。

工法特点

2.0.1 本工法在地面完成大跨度钢桁架的拼装后，进行低标高处同工况监测，通

过对桁架的弦杆、腹杆端部等一些内力较大的截面的应变监测来掌握结构的工作

状态、受力性能，验证结构的安全性。

2.0.2 采用了后施工协同提升的倒挂结构层施工方法，在保证不影响结构的情况

下，使结构在较低标高处完成拼装工作，保证了施工质量和安全。

2.0.3 进行实际施工前，采用结构分析软件 SAP2000 进行计算，并通过 BIM 模

型对提升吊装过程进行模拟，对结构的受力情况进行分析，以保证各个吊点受力

安全，结构不发生超出设计和规范要求的变形。

3 适用范围

本工法适用于新建工程大跨度钢桁架的安装，特别适用于设倒挂结构层或设施

工厂场地有限的项目。

4 工艺原理

4.0.1 低标高处结构同工况监测

在地面完成大跨度钢桁架的拼装后，整体提升至离地标高 300mm 处，通过

对桁架的弦杆、腹杆端部等一些内力较大的截面的应变监测来掌握结构的形状

态、受力性能，确定是否能保证结构安全，是否能吻合理论分析结果。在低标高

进行同工况监测，可以避免结构安装在高标高后出现结构安全问题，及时在完全

提前验证结构安全性，降低潜在风险。

4.0.2 倒挂结构层后施工协同提升

完成钢桁架连廊结构拼装后，倒挂结构层先不进行安装，在钢桁架连廊结构

提升一层高度后，进行倒挂结构层结构的施工，最终协同整体提升完成提升。该

方案在保证不影响结构的情况下，使结构在较低标高处完成拼装工作，具有施工

方便，质量、安全可控的特点。

5.1 施工工艺流程

施工工艺流程图

5.2 操作要点

5.2.1 施工准备

1.首先对图纸要充分熟悉，详细核查施工图纸和现场实测尺寸，以确保设计合理

加工的完善，同时结构图纸及其他专业图纸进行核对，发现其不相符部位，尽早

采取有效措施修正。

2.对施工所需的工具、器具、设备提出供应计划，具体到型号、数量、供应时间

时间等，并将计划送交仓库、采购等部门，进行准备。

3.根据施工图纸及工程情况，做出详细的材料订货供应计划单，根据施工进度

计划安排好所有材料的供货时间，材料进场要按所提交的数量、规格、质量标

准备严格把关，并按各规格分类堆码、保护。

5.2.2 提升支架、下吊点设置

采用液压同步提升设备进行整体提升，需要设置专用提升平台，用于放置液体

压力提升器及液压泵源系统等设备，并用于设备安装和操作。提升下吊点为直接与

待提升结构连接的临时吊点结构，用于安装提升地锚座，并通过钢绞线与提升平

台上的液压提升器连接。提升支架，由水平提升梁、竖向支撑和斜撑组成，提升

支架设置形式如图所示。其规格、长度需根据提升结构重量计算。

提升支架类型 1 示意图

5.2.3 大跨度钢桁架拼装

1.上弦杆件、下弦杆件加工按设计要求分成三段加工、其他腹杆件按设计要求

加工并运至施工现场。

2.地面弹线放样：按施工图及加工图要求，在地面上弹线放样，分三段拼接，

确保每榀桁架各段截面尺寸及其杆件安装位置准确、角度符合要求。

3.地面找平，用 200 高工字型钢垫，按间距@3000 布置，钢结构件按设计要求

及加工图要求安放和对接。

4.检查预拼后的构件尺寸是否满足桁架梁的设计要求及施工规范要求。

5.按桁架梁所提升轴线位置先竖起南面第一段→槽钢斜撑固定→连接下弦

杆与北面另一榀桁架梁构件→竖起北面对应第一段并连接下弦杆→槽钢斜撑固

定→两桁架梁上弦杆杆件间连接形成稳定的整体体系。竖起第二段和第三段桁架

梁与第一段相同。

6.用 200 号槽钢作对称支撑焊接固定，与地面夹角为 45°～60°之间，地面用

膨胀螺栓焊接。

7.对符合要求的桁架梁上、下弦杆、竖（斜）腹杆的连接点进行焊接固定。。

8.三段拼装后检查焊接构件长度、高度、及焊接应力造成的变形是否满足要求

计和规范要求。

9.为确保桁架梁在提升过程的整体稳定性及牢固性，对下弦杆拼接部位用箱

型梁同等规格、型号钢板加固下面，长度从焊缝每边长 500mm，宽度为梁宽每

边另加 20mm；桁架梁上下弦端部用上下弦杆件相同厚度的板封端部，比梁周边

大 100，再用相同厚度的三角形钢板在梁四个边各加焊加劲肋加固。

大跨度钢桁架拼装完成示意图

5.2.4 计算机同步提升控制系统调试

5.2.5 安装倒挂结构层

1.全面检查确保绝对安全后，启动提升系统，通过计算机同步控制技术，各

提升吊点同步加载试提升约 300mm，设备锁定、暂停，静止 24h，监测应变及位

移动数据，全面观测、检查。

大跨度钢桁架预提升示意图

2.全面检查确认提升临时设施（提升上吊点、提升下吊点）、提升系统以及

主楼、钢结构本体等均安全情况下或在可控范围之内，继续整体提升一段高度，

为补装倒挂结构层预留安装位置。

3.补装倒挂结构，与原提升结构拼装成整体，监测应变及位移数据。

5.2.6 低标高处结构同工况监测

5.2.7 结构离地分级加载

确保结构安全后，进行分级加载，分级加载按 30%、60%、90%、100%逐步

进行。在分级加载过程中，需实时做好如下监控工作，通过应力应变监控系统对

待提升结构和提升支架受力、变形情况进行实时观测。

5.2.8 提升到位，焊接卸载

1.倒挂结构层协同整体提升，运用计算机同步提升技术，保证结构平衡性，

钢桁架提升至接近设计标高位置，各提升吊点通过计算机系统的“微调、点动”

功能，最终使钢结构精确达到设计位置。

2.钢结构提升到位后，设备暂停、锁定，进行钢结构的对口焊接，监测应变

及位移数据。

3.待钢结构对口焊接完成后，液压提升系统各吊点同步分级缓慢卸载，使钢

结构受力转换至设计状态，拆除提升设备，提升完成。监测获得最后的应变及位

移数据。