作者：刘传林、叶冬晨、宗荣、邢遵胜、杨飞、徐常森

作者单位：刘传林等：中铁建设集团有限公司宗荣等：浙江精工钢结构集团有限公司

发表期刊：《钢结构（中英文）》(STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English))

发表时间：2024年第39卷第4期

一、原文标准摘要

针对高层连体结构中常用的整体提升施工技术，探讨了环境温度在连体拼装以及连体提升这两个重要施工阶段的影响：1）拼装阶段，连体结构受到下部拼装胎架、支撑架等措施的约束，使得其在温度作用下产生附加内力及变形，下部措施结构分别按极小水平约束与刚接两个极端条件考虑。2）提升阶段，连体结构无水平约束，水平方向可自由变形，因而会显著影响连体在高空与塔楼结构对接精度的影响。为此提出将温度变形与施工变形进行叠加，从而综合考虑温度对连体提升精度的影响。分析中，以有限元模拟为基础，通过线性拟合获取关键对接点变形与温度的关系，进一步计算温度与对接错口量关系，从而得到错口量最小时的温度差，以此温差指导提升施工的时间安排。

以杭州云门钢结构工程为例，分析了环境温度在该项目中的影响。拼装阶段若不考虑胎架的水平约束，环境温度对结构的附加应力小。反之则会引起较大的附加应力，甚至超过钢材的屈服应力，该计算结果基于极端情况下的计算，即温差变化大、约束强，实际工程条件出现的概率低。因此，建议应力分析中应根据工程项目的真实环境、措施使用等情况，选择合理的温差和边界条件进行分析。对于云门钢结构的提升阶段，分析结果表明，当提升时的环境温度低于拼装时27.6℃时，连体与塔楼错口量最低。由于该温差太大，不可能在真实环境中出现，由此可知，随着环境温度的降低，提升时的连体与塔楼错口量降低，从而有利于施工精度保证，因此建议应尽可能选择在清晨或傍晚进行合龙对接。

二、研究背景与研究出发点

施工过程是保证结构使用性能可靠、质量达标的重要阶段，随着社会经济的发展，对施工质量的要求也逐渐提高。环境温度是影响施工精度、保证施工质量的关键因素，其在铁路、桥梁等大跨超长结构中已广受关注，但在建筑结构的施工阶段研究较少。然而，随着建筑结构设计日益复杂、体量日益增大，环境温度对施工的影响也开始显现。

在此背景下，作者以高层连体结构中常用的整体提升施工技术为研究对象，聚焦于环境温度在拼装与提升两个关键施工阶段的影响，旨在为类似工程的施工精度控制与时间安排提供理论依据。

三、工程案例与提升方案

研究以杭州云门钢结构工程为工程案例。

针对该工程，研究围绕整体提升施工技术的两个关键阶段展开分析：

1）拼装阶段

连体结构在拼装过程中受到下部拼装胎架、支撑架等措施的约束，在温度作用下会产生附加内力及变形。研究中，下部措施结构分别按极小水平约束与刚接两个极端边界条件进行考虑，以评估温度效应的上限与下限。

2）提升阶段

连体结构在提升过程中无水平约束，水平方向可自由变形，因此温度变化会显著影响连体在高空与塔楼结构对接时的精度。

研究以有限元模拟为基础，通过线性拟合获取关键对接点变形与温度的关系，进而计算温度与对接错口量的关系，最终得出错口量最小时的温度差，以此指导提升施工的时间安排。

四、两种提升方案对比分析

该研究实质上对两种极端边界条件下的温度效应进行了对比分析：

研究指出，拼装阶段若不考虑胎架的水平约束，环境温度对结构的附加应力较小；反之，若按刚接考虑，则会引起较大的附加应力。但后者是基于温差变化大、约束强的极端情况计算，实际工程条件出现的概率较低。因此，应力分析中应根据工程项目的真实环境、措施使用等情况，选择合理的温差和边界条件进行分析，从而准确判断温差对结构附加应力的影响。

五、研究结论与工程应用价值

主要结论

1. 拼装阶段：温度附加应力的大小高度依赖于下部措施结构的边界条件，应基于工程实际情况合理选取温差和约束条件进行分析，避免因采用极端假设而导致误判。
2. 提升阶段：对于杭州云门钢结构工程，当提升时的环境温度低于拼装时27.6℃时，连体与塔楼错口量最低。虽然该温差在实际中不可能出现，但趋势明确——环境温度越低，提升时的连体与塔楼错口量越小，越有利于施工精度保证。

工程应用价值

• 施工时间指导：研究建议应尽可能选择在清晨或傍晚进行合龙对接，此时环境温度较低，有利于减小温度变形对对接精度的影响。
• 分析方法借鉴：提出的“温度变形与施工变形叠加”的综合分析方法，以及基于有限元模拟与线性拟合获取温差-错口量关系的技术路径，可为同类高层连体结构的整体提升施工提供参考。
• 边界条件选取提醒：提醒工程技术人员在温度效应分析中应实事求是地选取边界条件，避免因采用过于保守或过于激进的假设而导致分析结果失真。