大噸位及大跨度室內鋼大梁滑移法拆除施工

陳淑麗

(山西一建集團有限公司鋼結構分公司，山西侯馬 043000)

1 概述

我公司承接的晉國博物館工程，其中的1號車馬坑是目前發現的西周時期最大的車馬坑，跨度東西33 m，南北25.8 m，為遺址保護廳的主要部分，現已挖開，并且坑壁橫向裂紋明顯，局部土皮剝落。1號車馬坑屋蓋設計的結構形式呈矩形，采用鋼筋混凝土井字梁，澆筑混凝土井字梁需要搭設滿堂紅腳手架。

本文所說的拆除的鋼大梁的作用有兩個:

1)保護1號車馬坑的文物不受屋蓋施工的影響;

2)為了保證滿堂紅腳手架不對車馬坑覆蓋層產生豎向荷載壓力，滿堂紅腳手架搭設在由主次鋼梁組成的鋼承托平臺上。

鋼大梁拆除時的周圍環境:

1)根據工程結構、裝修施工要求和總體進度安排，1號車馬坑支模鋼承托平臺拆除的前提條件是在屋面結構工程(屋蓋混凝土結構樓板底標高為9.9 m，混凝土梁底標高為8.5 m)、框架標高6.4 m的圈梁都已澆筑完成，室內屋頂裝修工程全部完工，所以無法借助屋蓋混凝土井字梁進行拆除。

2)1號車馬坑四周有4 m外廊，高度和車馬坑一樣，無法采用吊車。

3)坑壁橫向裂紋明顯，局部土皮剝落，周圍的土體不允許有額外的側壓力，無法采用大型設備拆除。

4)車馬坑文物覆蓋層不能承重，不能將鋼大梁就地分解拆除。

5)鋼大梁較長、較重。1號車馬坑支模鋼承托平臺是由31榀1 800 mm高焊接H型鋼鋼大梁用上下弦水平、垂直支撐等連接起來的。其主次梁中每根長為26.04 m，單根最重約10.54 t，最輕約6.2 t。

鋼平臺平面布置圖見圖1。

圖1 鋼平臺平面布置圖

2 施工技術難點和施工工藝的研究與改進

通過研究分析可知，鋼大梁滑移法拆除施工技術難點主要如下:1)鋼大梁拆除時頂升點的確定和加固的問題;2)滑移過程中鋼梁的穩定性問題;3)滑移過程中的同步控制問題;4)滑移設備的選用問題。

針對上述四個主要難點，我們會同有關技術人員組成科研小組，開展技術攻關，認真查閱相關技術資料、討論、確定方案，進行專家論證，采取有效對策，并找到了解決難點的突破口。

剛開始時我們借鑒網架滑移法的經驗，采用軌道鋼作為滑移軌道，鋼梁滑移到端頭后進行解體拆除的方案，即在車馬坑兩邊鋪上枕木、滑道，利用倒鏈將鋼梁滑出，采用的是滑動摩擦。經分析研究，車馬坑坑壁已經出現裂紋，不允許有震動荷載，該方案滿足不了工程實際的要求，被否定。

為了解決拆除過程中不產生較大的震動問題，我們將滑道摩擦改為滾動摩擦，用滾杠替代滑道，減小摩擦震動。但方案的缺陷是無法保證滾杠直線運動和鋼梁兩端同步前進，且滾杠始終處于鋼梁下面，施工安全無法保證。

方案一次一次確定，又一次次被否定，經過反復討論、多次攻關，最后找到了解決難點的突破口，對工藝和施工方案進行改進，設計采用了一種組合式重物移運小車進行拆除。

3 工作原理

將鋼梁兩榀一組利用倒鏈和組合式重物移運小車將其滑移到○21軸和○22軸之間靠近○21軸處，然后利用卷揚機和滾杠向北滑移，等移出一半時，將兩根鋼梁之間的高強度螺栓拆除，用25 t吊車將兩根鋼梁的一半吊走，然后滑移另一半，再用25 t吊車調走。經過實踐所有的質量、安全指標都滿足要求，形成了成熟的施工方案用來指導施工。

4 工藝的實施過程

1)工藝流程見圖2。

2)滑道加固。

為減輕滑移對車馬坑坑壁的壓力，確保坑壁的穩固，在距兩側柱子軸線(或柱邊)1 500處設置混凝土灌注樁。地基采用3∶7灰土夯實再做素混凝土找平層，并在其上依次鋪設枕木、鋼板、橡膠墊、槽鋼滑軌(見圖3)。在西側(○21軸線)混凝土找平層上依次鋪設枕木、鋼板、滾杠(見圖4)。要求所有構件支撐點必須和滑軌中心線重合。同時兩個滑軌的平行度必須控制在10 mm內。

鋼梁滑出方向的地面也要進行地基處理。

3)滑移設備的選擇。

a.根據鋼梁重量、滑移方式進行計算，鋼大梁滑移拆除每端采用一個組合式重物移運小車(如圖5所示)，每端采用一個5 t倒鏈進行牽引。

圖2 工藝流程圖

圖3 加固樁的布置圖

圖4 滾杠鋪設平面圖

圖5 組合式重物移運小車

b.組合式重物移運小車。

組合式重物移運小車，由兩根平行承重橫梁和若干移運小車組成。移運小車由車架以及與承重橫梁螺栓連接的轉盤、滾輪組成。

重物移運時，承重橫梁和被移運重物之間采用卡件連接，保證了重物、承重橫梁在滑移過程中與移運小車之間的相對位置及共同工作。

本設備設計合理可靠，保證了多臺移運小車同時使用時的相對位置和穩定性，解決了滑移過程中不能均勻受力和不同步的安全隱患，具有結構簡單、操作方便且成本低的優點。此設備已獲得實用新型專利。

c.鋼梁下平標高為+0.350，而小車上附加鋼梁的標高為+0.400，為了使鋼梁落到小車鋼梁上，就需要將鋼梁起升至少大于50 mm。根據現場實際情況，本工程選用4臺JRC-102單作用液壓千斤頂(每個鋼梁端部支1臺)，本體高度121 mm，行程54 mm。每端兩臺千斤頂公用一臺手動泵，保證了兩臺千斤頂的同步。兩端千斤頂操作人員由小組長統一指揮，保證4臺千斤頂的同步起升。

4)鋼梁起升、小車就位、落梁。首先將第3榀鋼梁與第4榀鋼梁之間的所有連接件拆除，然后再進行滑移。

第一步:用4個千斤頂(千斤頂支設在鋼梁的中心位置，距離軌道中心300 mm)將鋼梁頂升50 mm后，將兩個組合式重物移運小車放到梁兩端下面中心位置(見圖6)。4個千斤頂同時落下，使梁上的十字線與小車承重橫梁的中心線完全重合后，重物移運時，承重橫梁和被移運重物之間采用卡件連接，保證了重物、承重橫梁在滑移過程中與移運小車之間的相對位置固定及共同工作。

圖6 千斤頂頂升

第二步:將鋼大梁兩端從距軌道中心向外400 mm位置處將梁端切除(見圖7)。為確保安全，在兩邊端頭上部6.4 m連系梁上和截梁的相應部位掛鋼絲繩，利用1 t倒鏈向上牽引先進行穩固。切割后再用三輪車運出。

圖7 落梁，切梁頭

5)鋼梁向西滑移。將倒鏈的鋼絲繩綁在小車把手中間進行牽引。滑移啟動時，用千斤頂進行輔助啟動。兩個倒鏈牽引必須統一指揮，同步進行。滑移過程中隨時觀察小車，如發現有偏移，及時調整。

為保證小車運行的同步，在兩根滑道邊上通長各放一把卷尺，兩把卷尺的刻度和起始點都一樣，滑移過程中，按卷尺標注刻度，統一指揮滑移速度，就能很好的控制梁的兩端滑移的平行度。

6)換滾杠。等鋼梁滑移到西側鋪設的鋼板上時，用4個千斤頂和前面方法一樣將梁頂升20 mm后，放滾杠，將小車撤出，然后落千斤頂，使梁落到布設的8根直徑為203的滾杠上，滾杠上標高比梁的混凝土支座高13 mm。

7)鋼梁向北滑移。卷揚機的牽引鋼絲繩必須設在兩個鋼梁的中心位置，即滑道中心。鋼絲繩綁在兩根鋼梁的第一個筋板的下螺絲眼上。牽引啟動時用撬棍進行輔助啟動。鋼梁向北滑動過程中，后面滑出的滾杠向前鋪設繼續前行。等鋼梁滑出軸鋼梁2/3長度時，將兩根鋼梁從高強螺栓處切割開，然后用25 t吊車先將兩榀鋼梁的一半吊走，再滑移吊另一半。

等這兩榀鋼梁拆除完后，用同樣方法進行下一組鋼梁拆除。

5 結語

原計劃整個鋼大梁拆除需用時30 d，由于前期方案和措施考慮詳盡、周全，實際僅用了15 d的時間就安全、順利拆除完成，在拆除滑移的過程中，在車馬坑內四周設了10個監測點，隨時觀察坑壁的動態，如有異常立即停止。在整個過程中，坑壁檢測未發現異常，既確保了車馬坑文物的安全，也保證了混凝土結構安全、順利的施工完成。