既有建筑异步顶升工程设计与核心技术

既有建筑异步顶升工程设计与核心技术
朱石苇1，欧阳甘霖1，孔赞2
(1.青岛静力工程股份有限公司，山东青岛266071；2.中建八局第一建设有限公司，山东济南250100)
[摘要]以某3层框架结构商业楼顶升工程为例，针对该工程面积较大、相邻框架柱荷载相差悬殊，采用同步顶升法进行整体顶升存在对PLC系统要求高、设备昂贵、费用成倍增大等特点，在国内首次提出异步顶升法，详细介绍了异步顶升法的设计及核心技术，主要包括传力装置设置、水平位移及竖向位移控制、单次分步顶升位移计算核定等，同时分析了异步顶升法的应用前景及价值。异步顶升工程技术为既有建筑物的顶升工程设计与施工提供了一种新技术。

内容摘抄：

1工程概况
济南某3层框架结构商业楼，地下1层，地上2层，因1层室内净空标高误差-500mm,不满足商铺的装饰和使用要求，需要向上顶升500mm。顶升方案为从1层适当部位截断17根框架柱，在不增设竖向临时支撑且对地下1层结构不产生任何损坏前提下将1层及其上部结构一起采用分区分步分次整体顶升500mm,以满足商铺正常使用功能。

2施工方案确定
经计算，该楼框架单柱承载力最大值为807kN,最小值为180kN;单柱荷载不均衡绝对值为4.5倍；建筑整体面积1532m2。本工程有2个最显著特点：①单柱荷载绝对差值大；②单柱底端标高不在一个平面，其中5个柱底端低于12个柱底端-1100mm。在以往既有建筑物顶升案例中，一般是采用同步顶升法，但本工程若采用同步顶升法存在两个难点：①对顶升设备逻辑程序控制系统(PLC)要求较高，液压机构通道必须在28×2以上，国内生产这种设备的厂家几乎稀缺，即使有也是采用国外伺服机构和PLC集成板；②国外采购价格昂贵、周期较长且今后利用率有限。
经研究分析，大胆提出了异步顶升技术方案，并运用到该商业楼整体顶升工程，成功实现整体抬升500mm,各框架柱标高误差在±1mm范围，水平位移为0。
3异步顶升工程设计
3.1框架柱传力装置设置和柱截断
在竖向承载力较大的框架柱上下端对应边各安装一对传力装置，需安装4个传力装置，上下对应的一对传力装置净间距满足安装顶升油缸的高度要求（见图1a);竖向承载力较小的边柱可在某一侧安装一对传力装置（见图1b)。

4核心技术
4.1传力方式
一般顶升工程中，将上部荷载通过每层设置支撑装置传到下部板或者梁结构上最终传递到基础，支撑处必须加固，以避免局部应力过大出现变形甚至开裂破坏。本工程巧妙利用框架柱自身传递荷载的功能，将上部荷载经框架柱传递到上传力装置并经锚栓传至螺旋支撑（或顶升油缸），通过螺旋支撑（或顶升油缸）将力传到下传力装置，由下传力装置经锚栓传到框架柱下段，通过下段框架柱最终传至地下1层对应框架柱再至基础，其传力途径明确，结构受力合理，除被切断框架柱以外其他构件不受损坏。顶升过程中转换油缸行程时是通过油缸和螺旋支撑不卸荷交替转换方式进行，防止油缸转换行程中框架柱产生滑落或偷降而导致的竖向位移差异超标现象发生，本次整体顶升500mm仅用12h即顺利完成。

（略）

投稿会员：可爱莹