【走进连廊世界】连廊

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  连廊通常是指连接建筑物和建筑物之间的构筑物。   连廊在医院建筑中的应用也是形形色色的:两座建筑物间架空的走道、有些幽暗的地下通道,甚至是横跨马路的天桥……   看似简单的连廊,设计里面却有很多学问。如果我们走入其中,就会看到那里也是一个内容丰富的世界。
  
  医院连廊的适用范围
  连廊适合在医院的哪些区域使用?规划和设计过程中应该遵循哪些原则?对于这些问题,山西省人民医院信息处处长吕晋栋根据自己的基建经验,提出了他的看法。
  他认为,医院连廊规划、设计和建设,应凸显“功能性、系统性、安全性”的原则,采用完善的立体步行系统,将医院的各大功能区域建筑连为一体,实现门诊楼、内科楼、外科楼、医技楼等的无缝衔接,不用上下楼就可迅速便捷抵达各医疗区域,更为危重病人的抢救赢得了宝贵时间。
  通常医院连廊适合在门诊楼、内科楼、外科楼、医技楼分散布局时设置,形成立体步行系统;或在医院区域分布在城市街道两侧时设置,作为连接两个就诊区域使用,起到人车分流的作用,以缓解城市街道的交通拥堵状况。
  连廊的种类与应用
  连廊在医院中应用广泛,设计师们将其分类也就出现了多种标准和类型。
  按照所处的位置不同,连廊通常可分为空中连廊、地面连廊和地下连廊
  *空中连廊,满足建筑造型及使用功能的要求
  空中连廊是高层建筑结构体系的一种,两幢或几幢高层建筑之间由架空连接体相互连接,以满足建筑造型及使用功能的要求。其跨度从几米到几十米不等。设置连廊一方面出于建筑功能上的要求,它可以方便两塔楼之间的联系。同时连廊具有良好的采光效果和广阔的视野,可以用做观光走廊或休闲区域等;另一方面,设置连廊可以使建筑在外观上更具特色,并能营造出一种更加和谐的建筑氛围。
  有代表性的是北京友谊医院的连廊,其横跨街道,将街道两侧的医疗区域联系了起来,通过这条连廊,医患可以到达门急诊楼、医技楼和病房楼。
  *地面连廊更易做到“无痕”连接
  地面连廊一般用于连接两栋建筑的入口,用地面作为连廊的底面,这种连廊可以很好地与建筑的风格保持一致,所以,从外观上看,其能够很好地与建筑融为一体。
  这种连廊在中国医学科学院肿瘤医院应用较多,院区内的很多建筑之间都是通过这种连廊进行连接。
  *地下连廊,一般利用地下室的空间进行设计
  地下连廊通过一条设在地下的构筑物将两栋或多栋建筑联系起来。在实际操作过程中,一般利用地下室的空间进行设计,将地下已有的构筑物打通。单独建造地下连廊,成本很高,所以应用较少。
  按照所用材料,连廊可分为木质连廊、钢筋混凝土连廊和钢结构连廊
  *木质连廊,已经很少见
  木质连廊多见于早期的建筑中,其特点是抗震性能好,但是耐久性差,而且容易发生火灾。同时,由于我国优质木材越来越少,这种连廊的应用也随之越来越少,现在已难觅其踪。
  *钢筋混凝土连廊,抗震性能较差、跨度不大
  钢筋混凝土连廊在以前应用较多,因为当时钢结构技术还不太成熟。钢筋混凝土是刚性构件,本身的抗震性能较差,所以使用钢筋混凝土的连廊的跨度一般都不大。
  *钢结构连廊,是空中连廊的常见形式
  这方面的技术已经比较成熟。其特点是:具有一定的抗震性,跨度可以做得较大。由于钢材受热会变形甚至熔化,所以从防火角度考虑,需要对其表面进行一些处理,常用办法是在表面涂上防火涂料。
  这种连廊在很多医院都可以见到,是医院里应用较多的连廊形式。
  连廊的结构形式和连接方式
  中国建筑标准设计研究院工程师宋文晶向我们介绍了常用连廊的结构形式、连接方式。
  连廊的结构形式
  常用连廊的结构形式包括以下两种――
  *独立梁柱式
  这种连廊完全与两侧主体建筑脱开,受力明确,可以根据跨度及现场实际情况设置柱子,一般道路下方都有很多管线,柱子定位时应考虑地下管线、井道及原有建筑基础的位置。另外需要注意连廊柱基础不能对原有建筑基础产生不利影响。根据跨度及建筑立面效果要求,上部结构可以设计成桁架,也可以设计成钢梁,这种连廊适用于已有建筑之间的连接,可以不增加原有建筑的负荷,但缺点是不能架设得很高,一般仅用于底部楼层的连接。
  *直接连接式
  这种连廊直接连接于主体建筑,连接方式有刚接和铰接,当两侧主体建筑刚度及平面形状接近、连廊层数较多且刚度较大时,可以采用刚接的方式。刚接对节点、计算要求都较高,一般来讲抗震设防要求高的地区不宜使用刚接连廊。连廊与主体采用铰接连接的做法在实际工程中比较常见。直接连接的方式可以架设在任意高度,根据跨度的不同可以做成桁架式,也可以做成梁式结构。
  对所有直接连接式连廊,需要对连廊与主体结构进行整体建模计算,需要考虑竖向地震作用、双向地震作用、温度作用等因素,同时因为连廊的存在,需要考虑高阶振型的影响。
  连廊与主体结构的连接方式
  连廊与主体结构需要通过一定方式进行连接,连廊与主体结构的连接节点有全刚接、固定铰接、单向滑动铰接、双向滑动铰接等多种形式。
  *慎用全刚性连接
  全刚接对连接节点的要求非常高,两侧主体建筑在连接部位一般需要做成劲性混凝土,存在受力钢筋需要绕过或打孔穿过预埋钢骨的问题,施工比较困难;另外,连廊处刚度突变严重,需要格外加强构造措施。从概念上来讲, 应该尽量不用或者谨慎使用全刚性连接。
  *注意支座的处理
  固定铰在计算模型中传递剪力与轴力,滑动铰在计算模型中仅传递轴力或单方向剪力。需要特别注意的是,施工图设计时,支座的处理一定要与计算模型吻合。
  比如,固定铰要能可靠地传递轴力与剪力,但不能传递弯矩;滑动铰支座一定要具有真实滑动能力,要注意计算支座处摩擦力与剪力的关系;双向滑动铰要能可靠地传递竖向拉压力,两个滑动方向都要有限位装置;单向滑动铰要能可靠地传递竖向拉压力和单方向剪力,另一个滑动方向要有限位装置,另外还需保证滑动界面能够长期保持滑动功能。受力较大的支座也可以选择成品支座。
  连廊的结构设计
  连廊的形式多种多样,跨度和层数及与主体结构的连接形式各不相同,如何根据具体情况设计出结构合理、施工方便、安全、经济的结构形式?设计师们根据自己的理解,从不同角度给出了建议。
  广州市城市规划勘察设计院设计师陈伟军认为,在连廊结构设计中应注重三大设计要点:概念设计、 结构分析和施工环节。
  概念设计
  首先是连廊结构材料的选用原则,就是尽量减少连廊的质量达到减少地震反应的目的,应选用高强、轻质、方便安装的材料。因此钢结构连廊是理想的选择。
  在连接方案上,柔性连接有单边柔性连接和双边柔性连接之选;单边柔性连接时,非柔性连接端有刚接和铰接之分。柔性连接越多,构造越复杂,对建筑立面的影响也越大。强塔楼与强塔楼连体时,刚性连接会使连廊的节点和构件产生很大内力,应考虑双边柔性连接;强塔楼与弱塔楼连体时,如果是明显的依附关系,则不会使连廊的节点和构件产生很大内力,可考虑单边柔性连接甚至刚性连接。
  柔性连接时节点的设计原则是:要有足够的初始刚度保证强风、小震下正常使用而不破坏内外装修,即位移可忽略不计;要有合适的刚度使节点在中、大震时不致产生过大的水平剪力;要有合适的刚度使连廊在中、大震时不致产生过大的水平位移,避免塌落造成重大灾害。
  结构分析
  结构分析软件宜优先采用有限元分析软件,如SAP2000、ETABS等,可准确模拟柔性连接节点的力学特性。计算模型采用多塔连接及弹性楼板假设。在荷载取值时,连廊区域须额外考虑施工和使用过程的擦窗机等吊挂荷载。在分析计算结果时,应重点察看连廊钢桁架构件的应力状况和节点的位移数值,如果局部应力很大或位移不合适时,应重新评估调整连接方案和柔性节点参数。在可能的情况下,应尽量做振动台试验及风洞试验,检验设计的合理性。
  施工环节
  连廊通常都是大跨度构件,制作时必须采取预起拱措施,宜根据计算挠度确定,一般可考虑 L /1000。施工工况是一个重要的考虑因素,钢结构连廊通常是先拼装好,整体吊装到位,因此必须考虑施工工况。在钢构公司详图设计阶段,应与钢构公司和安装公司配合,验算特殊工况下的构件承载能力,如吊装受力、塔楼的自稳定及摆动对安装的影响等。
  宋文晶认为,连廊的结构设计要考虑以下因素。
  连接方式
  一般说来,连廊两端的连接方式很多,具体采用哪种取决于连廊的跨度、刚度、竖向位置等因素。如果采用刚接方案,一定要注意必须做到“强节点、强锚固”。此处宜进行实体单元有限元分析。如果采用铰接方案,需要注意的是设计出来的节点一定要与模型吻合,如果是滑动支座还要注意滑动量的选取、限位装置的设置等问题,做到地震作用时不塌落、不与主体结构碰撞。
  温度应力
  连廊跨度越大,温度效应越明显,尤其是开敞式钢结构连廊,温度效应会集中在支座处,若考虑不周或处理不当,会引起支座破坏。
  扭转效应
  通过计算分析得知,连廊的自振振型较为复杂,扭转振型丰富。扭转反应易使结构发生破坏,在结构方案选择及节点设计时需引起重视。
  地震作用
  资料表明,连体结构的震害是很严重的。故在抗震区设计连廊时,需要格外注意地震作用的计算,不仅是水平地震作用, 还要考虑竖向地震作用。
  《建筑抗震设计规范》GB50011 2001中第 5. 1. 1 条规定:8度、9 度时的大跨度和长悬臂结构及9 度时的高层建筑, 应计算竖向地震作用;《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3 2002中第10.5.2条规定:8 度抗震设计时,连体结构的连接体应考虑竖向地震的影响。这两条规定都是强制性条文。另外,《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3 2002中第10.5.1条还规定:7度、8度抗震设计时,层数和刚度相差悬殊的建筑不宜采用连体结构。
  关于抗震,中煤国际工程设计研究总院工程师蒋莼秋,认为连廊在设计工程中应注意以下几个方面以确保连廊的安全。
  主体结构和围护结构都要轻
  连廊的特点是窄而长,横向不能设墙,对纵长方向围护墙体只能依靠墙身平面内的构件来保证稳定性(尤其是抗震和抗风稳定性),轻型围护结构才可能利用跨越结构的构件(如桁架的腹杆)兼起墙体稳定的作用,砖墙和钢筋混凝土屋面板等重型上部建筑不可取,所以,以钢结构跨越结构和轻质围护墙为首选。主体结构和围护结构轻了,减小了支承结构和支座构件的作用力,为提高可靠度提供了条件。
  支承结构要可靠
  可靠的支承结构使连廊坠落的危险性减小。一般情况下不宜以砖混结构或严重不规则的钢筋混凝土结构为支承。当然对于具体情况要做分析。
  支座构件要有较高的可靠度
  锚固螺栓、支承钢板及焊缝、钢筋混凝土牛腿的承载能力、抗拔能力要有较高的可靠度,这部分构件所费不多,影响甚大,应作为关键部位有所加强。
  当采用牛腿支承时,牛腿之间要有梁拉结,牛腿应设在主体结构的柱上,支承连廊的传力路线尽可能减少周折,并使其具有一定可作为应力调整的潜力。
  宜有较宽的支承面。从唐山地震看,高度在30m以内的架空连廊位移量不超过 250mm。按此则设防烈度为8度地区,支承宽度宜为400~500mm。
  宜有辅助性的防坠装置。目的在于作为最后一道防线防止连廊位移超过支承面边缘坠落,可以是一种支挡构件或耗能性拉结件。
  一端为固定支座,另端宜为滑动支座。滑动支座可以使连接建筑物通过连廊产生的耦联效应限制在一定的范围内。如果不采用简支而是整体连接,廊身及连接处要加强,以起到整体作用。
  连接处缝宽适当加大,用耗能柔性材料填塞,以减轻碰撞破坏。连廊与连接建筑物宜采用内连接方式。
  钢结构连廊的防火措施
  钢结构在高温时会失去承载能力、发生很大的形变,导致钢柱、钢梁弯曲甚至熔化,结果因过大的形变而不能继续使用,一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右。这一时间的长短还与构件吸热的速度有关。
  要使钢结构材料在实际应用中克服防火方面的不足,必须进行防火处理,其目的就是将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的极限范围,防止钢结构在火灾中迅速升温发生形变塌落。其措施是多种多样的,关键是要根据不同情况采取不同方法,如采用绝热、耐火材料阻隔火焰直接灼烧钢结构、降低热量传递的速度推迟钢结构温升、强度变弱的时间等。但无论采取何种方法,其原理是一致的。
  添加外包层
  就是在钢结构外表添加外包层,可以现浇成型,也可以采用喷涂法。现浇成型的实体混凝土外包层通常用钢丝网或钢筋来加强,以限制收缩裂缝,并保证外壳的强度。喷涂法可以在施工现场对钢结构表面涂抹砂泵以形成保护层,砂泵可以是石灰水泥或是石膏砂浆,也可以掺入珍珠岩或石棉。同时外包层也可以用珍珠岩、石棉、石膏或石棉水泥、轻混凝土做成预制板,采用胶粘剂、钉子、螺栓固定在钢结构上。
  于空心型钢结构内充水
  这是抵御火灾最有效的防护措施之一,这种方法能使钢结构在火灾中保持较低的温度。水在钢结构内循环、吸收材料本身受热的热量,受热的水经冷却后可以进行再循环,或由管道引入凉水来取代受热的水。
  采用屏蔽
  钢结构设置在耐火材料组成的墙体或顶棚内,或将构件包藏在两片墙之间的空隙里,只要增加少许耐火材料或不增加即能达到防火的目的。这是一种最为经济的防火方法。
  选用钢结构防火涂料
  用涂料保护构件,这种方法具有防火隔热性能好、施工不受钢结构几何形体限制等优点,一般不需要添加辅助设施,且涂层质量轻,还有一定的美观装饰作用,属于现代的先进防火技术措施。
  目前,钢结构防火涂料的应用比较常见,产品类型主要有以下几种。
  *厚涂型钢结构防火涂料
  厚涂型钢结构防火涂料是指涂层厚度在8~50mm的涂料,这类防火涂料的耐火极限可达0.5~3h。在火灾中涂层不膨胀,依靠材料的不燃性、低导热性或涂层中材料的吸热性,延缓钢材的升温,保护钢件。这类钢结构防火涂料采用合适的粘结剂,再配以无机轻质材料、增强材料。与其他类型的钢结构防火涂料相比,除了具有水溶性防火涂料的一些优点之外,由于它从基料到大多数添加剂都是无机物,因此成本低廉。该类钢结构防火涂料施工一般采用喷涂,多应用在耐火极限要求2h以上的室内钢结构上。但这类产品由于涂层厚,外观装饰性相对较差。
  *薄涂型钢结构防火涂料
  涂层厚度在3~7mm的钢结构防火涂料称为薄涂型钢结构防火涂料。该类涂料受火时能膨胀发泡,以膨胀发泡所形成的耐火隔热层延缓钢材的升温,保护钢构件。这类钢结构涂料一般是用合适的乳胶聚合物作基料,再配以阻燃剂、添加剂等组成。对这类防火涂料,要求选用的乳液聚合物必须对钢材具有良好附着力、耐久性和耐水性。
  该涂料一般分为底层(隔热层)和面层(装饰层),其装饰性比厚涂型好,施工采用喷涂,一般使用在耐火极限要求不超过2h的建筑钢结构上。
  *超薄型钢结构防火涂料
  超薄型钢结构防火涂料是指涂层厚度不超过3mm的钢结构防火涂料,这类防火涂料受火时膨胀发泡,形成致密的防火隔热层,是近几年发展起来的新品种。它可采用喷涂、刷涂或辊涂施工,一般使用在要求耐火极限2h以内的建筑钢结构上。与厚涂型和薄涂型钢结构防火涂料相比,超薄型膨胀钢结构防火涂料黏度更细、涂层更薄、施工方便、装饰性更好。
  在满足防火要求的同时又能满足高装饰性要求,特别是对裸露的钢结构,这类涂料是目前备受用户青睐的钢结构防火涂料。公安部消防科研所研制出的“SCB”(溶剂型)和“SCA”(水性)超薄膨胀型钢结构防火涂料,涂层厚度分别为2.69mm和1.6mm,耐火极限分别为147min和63min;“LF”(溶剂型)和“L6”(溶剂型)超薄钢结构防火涂料,涂层厚度分别为2mm和3mm,耐火极限分别为94min和90min。
  由于国内研究超薄型钢结构防火涂料的时间还较短,对涂膜的防火性能及理化性能研究虽然进展较快,但是要提出效果优异的适合于室外应用的超薄型钢结构防火涂料,还需要在其耐候性方面作进一步研究。
  超薄型钢结构防火涂料已经成为我国钢结构防火涂料的研究和生产单位竞相研制的热点,超薄型钢结构防火涂料一般为溶剂型体系,由于与厚型和薄涂型钢结构防火涂料相比,超薄型钢结构防火涂料装饰性更好,涂层更薄,工程中使用量大大减少,从而降低了工程总费用,是目前市场上大力推广的品种。
  但是,在钢结构防火保护工程中出现了片面地追求涂层越来越薄、片面地宣传推广超薄型涂料的现象,这对为建筑物提供切实可靠的安全保障极为不利。由于超薄型钢结构防火涂料主要还是依靠配方中有机成分的物理化学反应起作用,任何影响涂料炭化膨胀性质的因素都将影响其最终的防火性能,很难保证在涂装较长时间后还能为构件提供2.0h以上的防火保护。
  目前市场销售的防火涂料多种多样,总体上可分为B类(薄型)和H类(厚型)。从理论上说,将防火涂料覆于基材表面,其耐火性能即大为提高,被保护基材就不会受火焰的侵袭。
  但事实上,因防火涂料的组份、理化性能及防火阻燃性能指标不同,其适用对象也不同,适用范围有一定的局限性。一般情况下,B类薄型涂料可适用于结构需要暴露、荷载量要求苛刻的钢结构建筑;H类厚型防火涂料可适用于隐蔽工程、不影响建筑整体美观的生产厂房或库房。一些使用单位不按照使用基材的种类、施用场所的环境特点或使用对象的耐火要求来选购防火材料,而是购买同一品种施涂于不同的基材,将防火涂料当成了一般的油漆涂料,其结果不但达不到防火要求,而且耗资耗时,隐患依存。
  在选择钢结构防火涂料时,应注意以下问题:
  *室外不宜使用膨胀型防火涂料
  膨胀型防火涂料起先用于木结构,由于用于室外耐候性差,易老化、起皮,在潮湿、腐蚀环境中膨胀的可靠性问题,以及在高温火焰烧烤发泡过程中,树脂分解产生浓烟和有毒气体等,因此若无特殊措施,在隧道、室外以及经常有人停留的建筑内,不宜使用膨胀型防火涂料。
  *慎重选用薄涂型钢结构防火涂料,严格控制超薄型钢结构防火涂料的选用
  钢柱、钢楼板、钢质疏散楼梯等主要建筑构件应优先选用钢丝网片混凝土等防火保护材料,确实有困难的,可选用厚型钢结构防火涂料保护,慎重选用薄型钢结构防火涂料,严格控制超薄型钢结构防火涂料的选用。
  *根据建筑部位和耐火极限要求选用防火涂料
  建筑物中的隐藏钢结构,对涂层的外观质量要求不高,应尽量采用厚型钢结构防火涂料。裸露的钢网架、钢屋架及屋顶承重结构,当规范规定的耐火极限要求在1.5h以下时,可选用薄涂型或超薄型钢结构防火涂料,耐火极限要求超过2.0h时,应选用厚型钢结构防火涂料。
  关于防火涂料的质量,可以从以下几个方面把关:
  用于保护钢结构的防火涂料必须有国家检测机构的耐火极限检测报告和理化性能检测报告,必须有监督部门核发的生产许可证和生产厂方的产品合格证;
  钢结构防火涂料出厂时,产品质量应符合有关标准的规定,并应附有涂料品种名称、技术性能、制造批号、贮存期限和使用说明;
  防火涂料中的底层和面层涂料应相互配套,底层涂料不得锈蚀钢材;
  在同一工程中,每使用薄涂型钢结构防火涂料应抽样检测一次粘结强度,每使用厚涂型钢结构防火涂料应抽样检测一次粘结强度和抗压强度。
  采用消防系统
  此外,一些大空间连廊还采用了消防系统。吕晋栋认为,医院内的连廊应尽量采用封闭设计,连廊内设先进的监控系统和完备的消防设施可随时处理各种应急事件。
  上海城市管理职业技术学院的施佩娟对大空间连廊的消防系统进行了详细介绍。
  她认为,对于大空间钢结构连廊的保护,应力求简单有效,尽可能减少设备的用量。在选择喷头等设备时,要综合考虑设备的保护半径、保护面积、喷水压力、喷水量等指标,权衡考虑,达到系统的优化。
  控制系统要根据连廊的特点进行设计和设备选型,报警系统可采用线型光束感烟火灾探测器,由火灾报警联动控制系统对雨淋阀实施联动控制,报警探测器的设置可根据开式喷头的布置位置。
  为了确保联动动作的可靠性,避免误动作,可在每只喷头和每对报警探测器设置的垂直方向另行增设一对线型光束感烟火灾探测器,实行纵向、横向逻辑联动方式。这样设置后,雨淋阀的动作必须在纵向和横向的两对线型光束感烟火灾探测器都报警时方能打开相应的一组雨淋阀向管网供水。采用上述逻辑关系的联动方式,确保开式系统自动联动可靠性,最大限度避免雨淋阀误动作造成损失。
  在施工安装过程中,管网宜采用热镀锌钢管沟槽式连接,与钢结构连廊采用抱箍固定,管道的表面颜色与连廊钢结构一致,喷头的安装应采用专用的安装工具。
  管道的试压按相关施工及验收规范进行水压、气压试压;雨淋阀设置的位置宜靠近钢结构连廊附近,并设置在相对集中的专用房间内,便于操作与管理;报警联动系统的电线管敷设应采用镀锌电线管,电线管及报警探测器与钢结构连廊的固定采用抱箍固定。
  连廊钢结构的施工
  中国京冶工程技术有限公司结构工程师汤庆宣介绍了天津市第一中心医院空中连廊的施工过程。该项目被天津市评为“2007年度‘海河杯金奖’”,其施工过程对同类工程具有一定的参考价值。
  天津市第一中心医院位于天津市南开区复康路24号,其器官移植中心大楼是一座地下2层地上15层大底盘双塔连体结构,建筑总高度61.9m,东西方向长143.6m,南北方向宽28.7m,两塔楼在12层、13层通过钢结构连廊相连,间距为30m,且塔楼东西对称。本工程建筑抗震设防类别为乙类,地震设防烈度为7度,场地类别为Ⅲ类。
  施工方案的确定
  钢连廊用于连接东西两塔楼的12层、13层,连廊底部标高为44.730 m,根据钢连廊自身特点和常用的施工方法,制定了三套施工方案。
  方案一:钢连廊构件工厂制作,采用高空散装的方法现场拼装,此方案需在两塔楼间地下1层顶板上搭设高44.5 m满堂红脚手架。
  该方案的优点是能够保证钢连廊的安装精度,减少施工偏差;缺点是需在两塔楼间地下1层顶板上搭设大量脚手架,施工周期长;地下1层顶板承载力亦不能满足要求。
  方案二:钢连廊在两塔楼间地下1层顶板上拼装,在连廊的南北各设1台大吨位起重机,采用两起重机联合对钢连廊进行整体吊装。
  此方案的优点是吊装灵活便捷,施工周期短,施工费用低;缺点是施工现场应有足够的空间和合适的坐车位置。因新建楼房南侧有原办公楼,施工现场不具备起重机坐车位置,此方案不可行。
  方案三:钢连廊在错开牛腿正下方的地下1层顶板上拼装,在东西两塔楼的结构柱上设置吊点,利用卷扬机和滑轮组组成的省力装置将钢连廊整体提升到指定位置,然后安装滑移梁,把钢连廊落在滑移梁上;利用导链做水平牵引工具把钢连廊拉到安装位置的正上方,再利用原有提升装置把连廊提起,拆掉滑移梁,安装连廊支座,把连廊落在支座上固定。
  该方案的优点是利用滑轮组可以减小提升力,选择小功率的卷扬机可以实现吨位比较大的构件吊装;缺点是需在东西两塔楼上埋设提升吊点、增加滑移梁及其支承牛腿,施工周期较长,施工费用较高。
  最终,根据工程的自身特点,结合现场的实际情况和以往类似工程的成功经验,确定采用方案三进行钢连廊的施工。
  钢连廊整体吊装验算
  根据方案三,在钢连廊的顶层四角(设计支座位置)设置提升吊点。因钢连廊整体吊装阶段结构形式与使用阶段的计算模型存在一定的差异,须对其吊装阶段进行计算分析。吊装阶段计算主要考虑了以下几个方面:
  在钢连廊的四角用临时加固杆件把使用阶段钢连廊的同一立面位置的支座连接形成一个整体;
  荷载采用1.5倍的钢连廊自重;
  提升吊点按铰接支座处理,并考虑东西支座同步和不同步两种工况;
  按照上述情况建立结构计算模型,经计算分析可知,吊装阶段钢连廊的构件最大应力为100.2 MPa,跨中挠度为8.5 mm,提升吊点的最大竖向反力为205 kN(用于选择卷扬机)。
  从计算结果来看,钢连廊各构件无需加固均能满足规范规定的强度和稳定的要求,说明整体吊装施工方案可行。
  钢连廊整体吊装详细步骤
  根据两塔楼南北方向柱网布置尺寸,在与钢连廊宽度接近且离连廊支承牛腿较近的4个柱子(钢连廊东西两侧)上设置一次提升牛腿,在钢连廊支撑牛腿的上方设置二次提升牛腿(共4个),所有提升牛腿均设在标高56.33m处;
  在一次提升牛腿位置正下方拼装钢连廊,保证钢连廊的整体拼装尺寸精度;
  根据钢连廊整体吊装验算反力,选择2套2×3滑轮组作为省力提升装置,每股钢丝绳所承担的最大拉力为51.25 kN;选择φ26的钢丝绳,其破断力为310 kN,安全系数约6倍;选择2台8 t卷扬机作为动力提升设备,其安全系数约1.6倍;
  钢连廊提升前进行压载试验,即将钢连廊提升距拼装地面高200 mm,对钢连廊进行12 h的负载观察,此期间详细检查钢连廊结构自身、所有提升装置、所有加固措施等是否存在安全隐患,再决定是否进入提升程序。压载试验还可以检验施工人员和指挥人员分工是否合理、配合是否到位,使每个人熟悉自己的本职工作;
  将连廊整体吊装至53.33 m,从一次提升牛腿对应位置上方混凝土柱柱顶设预埋锚环,设拉结点与钢连廊南北两端连接,以防止提升系统滑落;
  在标高52.5m位置焊接滑移梁支承牛腿,安装钢连廊水平滑移梁;
  将钢连廊落到滑移梁上,松脱提升系统及南北两端的拉结点,连廊东西两侧各用5t导链同步水平牵引钢连廊至支承钢连廊牛腿正上方;
  利用提升装置再次提升钢连廊高约0.5m,在对应位置设置与第一次提升要求的拉结点,拆除滑移梁及其牛腿,将连廊回落至其支承支座上,连接连廊和支座。
  钢连廊整体吊装注意事项
  卷扬机的自动抱闸系统必须完好,以防临时停电、吊装过程中突发灾害性天气、卷扬机出现故障等情况;
  所有钢丝绳拉结点必须以混凝土结构柱作为生根点,根据其反力验算混凝土柱承载力是否满足要求;
  钢连廊两端桁架梁的端头加半圆弧滑件,防止其构件尖角对混凝土墙的撞击;
  滑移梁上铺设滑轨,连廊与滑轨接触处加设滑块(带限位挡板),滑轨上涂抹润滑油,且钢连廊在滑移过程中东西两侧的平移偏差不应大于10mm;
  钢连廊的主动提升点应对角设置,防止其向一侧倾斜,使得各个提升点受力均匀。
  根据本工程的特点,把钢连廊设计成弱连接方式,以减少地震作用对两塔楼的影响;利用万向承载、万向转动减震球形钢支座来满足塔楼最大弹塑性位移的要求,保证钢连廊大震作用下不坠落。利用卷扬机和滑轮组相配合的方法对钢连廊进行整体提升,解决了施工现场场地狭小、两塔楼间地下一层顶板上搭设高44.5m满堂红脚手架使承载力不足的问题,保证了钢连廊施工的顺利进行。
  对于连廊的施工,吕晋栋还特别指出,施工中对于新建连廊,要注重基础部分的处理,减少连廊的沉降问题,特别是相互连接处伸缩缝的处理,既要美观大方,又要安全可靠,并注重防漏水的功能。
  连廊的装修与维护管理
  关于连廊的内部装修和装饰,吕晋栋介绍说,连廊宜有较宽敞的通道,可配置各类生态景观,可结合医院文化元素进行设计,应有室内空调等基本设施以及遮阳避雨、供人休息等功能。连廊通常是上盖式的,部分也进行了全封闭,封闭材料通常采用玻璃幕墙;墙面采用涂料、铝塑板、石材等;吊顶材料常采用铝板、石膏板、矿棉板等。例如:上海交大第一人民医院和上海儿科医院的连廊内部均采用铝塑板装饰,外观采用玻璃幕墙和铝塑板装饰;山西大医院的连廊的外部采用玻璃幕墙和天然石材进行装饰。
  汤庆轩认为,对于连廊的装修,所选材料应该越轻越好。
  与装修相比,连廊在投入使用后维护管理显得更为重要,因为这涉及到使用安全。
  汤庆轩向记者介绍了连廊在使用后的维护管理中需要注意的问题。
  他说,对于投入使用的连廊,应该定期检测,对其安全性进行评价,如果发现问题,应该及时采取相应的措施。检测的内容包括:外表的锈蚀情况;有无形变;有无积水;焊缝有无变化;标高有无变化;等等。
  例如,如果钢结构是外露的,那么要检查其外表是否生锈,如果生锈,要使用防锈漆等材料进行处理。
  采用滑动支座连接的连廊,要根据产品说明书进行检测和维护。以天津市第一人民医院的连廊为例,采用的滑动支座是专利产品,说明书上要求:在投入使用后的两年内,每半年检查一次;投入使用两年以后,每一年检查一次。检查的内容包括:有无积水;标高有无变化;焊缝有无变化;等等。总之,要及时发现连廊发生的明显的、并且有可能影响到安全性的变化。
  另外,沉降差也是需要特别注意的问题。连廊用于连接两栋建筑,而且一般是高层建筑,但是两栋建筑的沉降速度可能是不一样的,这有可能对已经建好的连廊造成破坏。如果两栋建筑采用的是同一基础,两栋建筑的沉降速度基本一致。
  对于测量方法,汤庆轩对记者说,在连廊施工完成之后,都会标注测量点。测量时在测量点检测连廊的相关情况有没有变化。医院可以派自己的相关人员检测,也可以请专业人员检测,应该定期检测并且记录数据。如果发现问题,可以请连廊的设计单位或者专业机构帮助分析原因并采取有效措施。
  结束采访,记者感叹看似简单的连廊,其中竟然有这么多的门道。真是若识“庐山”真面目,必须身在此“山”中。我们衷心希望广大医院管理者在建设连廊时,能够从自身实际情况出发,遵循科学规律,使其更好地为医院服务。
  (责任编辑 马孝民)

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