鋼桁架高空軌道滑移施工應(yīng)用

尹益飛，李成玉，吳小銀

（1.武漢科技大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院，武漢 430070；2.湖北科翼建筑科技研究有限公司，武漢 430345）

隨著鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，造型別致功能完善大型鋼結(jié)構(gòu)建筑得到普遍應(yīng)用。然而，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)跨度也設(shè)計(jì)得越來(lái)越大，工程實(shí)施的難度越來(lái)越高。一般工程可以采用的搭設(shè)腳手架原位拼接或者地面拼裝使用起重機(jī)械吊裝施工，然而在場(chǎng)地狹窄起伏，承載力不足以停放吊裝設(shè)備的情況下，實(shí)施費(fèi)用昂貴。在這樣的工況下，地面拼裝—吊車起吊—軌道滑移的施工工藝得到應(yīng)用［1］。

中國(guó)人民解放軍第二炮兵指揮學(xué)院綜合運(yùn)動(dòng)中心體育館總建筑面積33 138m2，上部設(shè)置游泳池設(shè)施，下有地下室，地上和地下建筑面積各占一半，建筑高度23.92m。結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，分兩種跨度：45 m（1～8軸）和48m（9～15軸），柱距為9m。

屋頂工程采用鋼屋蓋，部分區(qū)域?yàn)殇摴芰Ⅲw桁架結(jié)構(gòu)、部分區(qū)域采用鋼梁。鋼管桁架梁端上弦固定鉸接于混凝土梁面，為倒三角形立體鋼管桁架，上部橫桿長(zhǎng)4m。1～8軸上有6榀桁架，9～15軸上有7榀桁架，每榀桁架最大質(zhì)量為18t。

1 鋼結(jié)構(gòu)施工方案

1.1 工程的特點(diǎn)

1）鋼桁架最大跨度48m，安裝的高度35.35m，建筑平面為矩形，兩側(cè)混凝土框架主梁跨度一致且梁頂面標(biāo)高變化不大。混凝土主體結(jié)構(gòu)在吊裝鋼桁架時(shí)已經(jīng)完工。

2）構(gòu)件自重和體積大，需要在現(xiàn)有場(chǎng)地進(jìn)行加工。

3）場(chǎng)地狹長(zhǎng)，臨近其他建筑，建筑物下部設(shè)置地下室和坑槽，起重機(jī)無(wú)法自由行走。

1.2 滑行方案的基本原理

根據(jù)現(xiàn)有的條件，滑移施工相對(duì)于普通吊裝施工更有利。其基本原理：在屋面的混凝土梁上安裝鋼軌道和滑車，桁架起吊至滑車上由牽引設(shè)備牽引滑車向待安裝部位移動(dòng)，到達(dá)待安裝部位后，采用機(jī)械千斤頂將桁架頂起，拆除滑道，移走滑車，最后完成桁架的落位安裝。

2 具體施工過(guò)程

2.1 施工準(zhǔn)備

重點(diǎn)審查施工圖紙，對(duì)施工方案進(jìn)行梳理。對(duì)施工可能造成的沖突進(jìn)行預(yù)案設(shè)計(jì)。現(xiàn)場(chǎng)1號(hào)位吊車位置距離4＃塔吊比較近，起吊可能由于操作擺動(dòng)引起碰撞，對(duì)于可能帶來(lái)危險(xiǎn)的地方都事先做好預(yù)案。專家組對(duì)施工方案進(jìn)行了評(píng)價(jià)和論證，對(duì)施工安全做出指導(dǎo)。

建筑物下方有地下室，吊車的停機(jī)位置應(yīng)該位于輪廓線的外圍，臨近輪廓線的范圍的下部土體經(jīng)過(guò)驗(yàn)算有垮塌可能，施工前做了回填夯實(shí)處理、設(shè)置支撐并在停機(jī)處鋪設(shè)厚鋼板。1號(hào)位初步方案中采用260t汽車吊，停機(jī)點(diǎn)距離輪廓線較近，從安全的角度出發(fā)，將位置后移5m，采用了300t汽車吊。

通過(guò)驗(yàn)算施工荷載作用下的承載力選取合適的吊裝索具，根據(jù)確定的吊裝方案選擇了吊裝機(jī)械。鋼管桁架經(jīng)過(guò)檢查驗(yàn)收后進(jìn)行吊裝施工，保證了質(zhì)量。

2.2 滑移器具和輔助設(shè)備的安裝

安裝前復(fù)核定位軸線。在1－1、1－8、1－9、1－15主梁軸線上鋪設(shè)滑軌。如圖1，滑軌由32＃槽鋼和兩邊焊接固定角鋼組成，固定角鋼間距為1m，滑軌的中心線保證與桁架落位點(diǎn)一致，以保證桁架的順利就位。固定的兩片角鋼之間用螺栓連接，防止變形易于拆卸。鋼軌滑道在落位支座處斷開，如圖2，該處的槽鋼與相鄰的槽鋼通過(guò)連接件連接，便于拆卸和桁架的落位。

作為輔助設(shè)備，安全通道和護(hù)欄對(duì)于滑移的全程監(jiān)控必不可少。沿著軸線一側(cè)搭設(shè)1.2m寬的腳手架，供施工人員行走和監(jiān)測(cè)小車的運(yùn)行。在桁架上設(shè)置臨時(shí)的護(hù)欄并且在下方設(shè)置防護(hù)網(wǎng)，方便施工人員解開吊繩同時(shí)能夠保證安全。

2.3 吊裝受力驗(yàn)算

2.3.1 吊裝機(jī)械和器具

根據(jù)起升高度、臂長(zhǎng)和起重量的要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)對(duì)起重半徑的要求，選取300t汽車吊。

48m跨度的桁架采用兩點(diǎn)起吊，吊點(diǎn)位于兩端13m處，繩子水平角θ接近45°。選用?30，6×37＋1的鋼絲繩，公稱抗拉強(qiáng)度為1 700N/mm2，鋼絲繩拉斷總和為580.5kN。經(jīng)過(guò)沖擊荷載計(jì)算鋼絲繩滿足要求。其他的吊裝工具包括卡環(huán)和吊鉤，均通過(guò)了驗(yàn)算［2］。

2.3.2 驗(yàn)算鋼桁架在混凝土梁上滑行時(shí)梁的承載力

驗(yàn)算了混凝土梁的承載力，因?yàn)榛剖┕げ⒉话ㄔ诨炷亮旱脑O(shè)計(jì)中。具體對(duì)小車運(yùn)行至梁跨中產(chǎn)生的彎矩和梁端負(fù)彎矩進(jìn)行驗(yàn)算，對(duì)小車運(yùn)行至端部時(shí)產(chǎn)生的剪力進(jìn)行了驗(yàn)算［3］。

2.3.3 鋼桁架的驗(yàn)算

吊裝過(guò)程中保證桁架的受力和使用狀態(tài)受力一致，考慮吊裝過(guò)程中和滑行過(guò)程中的桿件受力變化產(chǎn)生的不利影響。在吊裝過(guò)程中有部分桿件從拉桿變成壓桿，而滑行過(guò)程中基本上和使用階段的受力是一致的。吊裝過(guò)程中，使用軟件3d3s計(jì)算桿件內(nèi)力，對(duì)壓桿進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算。

2.4 滑移方案

2.4.1 滑車選擇

選用能夠調(diào)節(jié)角度偏移的CRA－8滑車，在兩邊滑行不同步的時(shí)候允許桁架有一定角度的偏離而避免桁架脫離小車托盤。

2.4.2 同步控制與監(jiān)控

使用相同型號(hào)的受拉葫蘆提供牽引力，嚴(yán)格控制滑行的速度，保證滑行平穩(wěn)緩慢，便于監(jiān)控和修正［4］。現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)平均速度在2m/min左右。

對(duì)滑軌進(jìn)行距離標(biāo)定，兩側(cè)的監(jiān)控人員及時(shí)通過(guò)通訊設(shè)備匯報(bào)監(jiān)控信息，由總指揮指導(dǎo)同步的調(diào)整。

2.4.3 落位固定

使用千斤頂和轉(zhuǎn)換梁的方式將桁架托起，移走小車并拆掉落位處的滑軌，準(zhǔn)確落位。千斤頂?shù)奈恢谩⑥D(zhuǎn)化梁的尺寸均要經(jīng)過(guò)受力方面的驗(yàn)算。桁架落位要控制垂直度偏差，初步固定，經(jīng)過(guò)驗(yàn)收后進(jìn)一步焊接固定。

3 安全和質(zhì)量保證

1）通過(guò)預(yù)案和設(shè)置安保措施來(lái)降低施工中人員的安全風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)周密的驗(yàn)算保證構(gòu)件的安全和施工進(jìn)程。

2）準(zhǔn)備工作充分，人員組織合理分工明確，信息交流應(yīng)及時(shí)準(zhǔn)確，無(wú)盲目施工。

3）構(gòu)件焊接質(zhì)量按照設(shè)計(jì)要求和規(guī)范驗(yàn)收合格后進(jìn)行吊裝。

4 結(jié) 語(yǔ)

該方案在混凝土主梁上設(shè)置滑軌進(jìn)行滑移，既保證了施工的順利完成又省略了支撐方案。同時(shí)，使用的機(jī)械和器具并不復(fù)雜，卻收效良好。采用地面拼裝—吊車起吊—軌道滑移施工流程，在合理的施工組織安排下，實(shí)現(xiàn)了流水作業(yè)，縮短工期減少機(jī)械的租賃費(fèi)用。對(duì)比普通方法，高空滑移法施工減少了大量的腳手架，縮短工期一個(gè)月，節(jié)約工程費(fèi)用約25萬(wàn)元，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］ 陳 偉，吳碧野.大慶游泳館鋼結(jié)構(gòu)滑移法施工技術(shù)［J］.低溫建筑技術(shù)，2012（5）：68－69.

［2］ JGJ 276—2012.建筑施工起重吊裝安全技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］ GB 50010—2010.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［4］ 韋可高.大跨度鋼桁架累計(jì)同步卷?yè)P(yáng)滑移施工技術(shù)［J］.山西建筑，2010（5）：160－161.