簡(jiǎn)析大跨度、超重鋼桁架高空推移施工技術(shù)

趙杰　張國(guó)松　陳振江

簡(jiǎn)析大跨度、超重鋼桁架高空推移施工技術(shù)

趙杰張國(guó)松陳振江

本文以寧波文化廣場(chǎng)四標(biāo)段鋼結(jié)構(gòu)工程為例，簡(jiǎn)析了大跨度鋼桁架高空推移施工技術(shù)的特點(diǎn)，并就其在施工中值得注意的技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行分析，以期對(duì)施工技術(shù)有所幫助。

大跨度；超重；鋼桁架；高空；推移；施工技術(shù)

建筑業(yè)的飛速發(fā)展促使一系列地標(biāo)性建筑拔地而起，人們?cè)絹?lái)越追求大空間的建筑結(jié)構(gòu)，隨之而來(lái)的，是各種大跨度、高空施工作業(yè)不斷涌現(xiàn)，特別是鋼結(jié)構(gòu)工程，因其質(zhì)量輕、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，為大跨度結(jié)構(gòu)的首選材料，被大量地運(yùn)用在大跨度、高層次建筑工程中，而其大跨度、大重量、高空安裝也成為工程施工中面臨的一些難題。如何有效地解決這些問(wèn)題，成為影響工程施工安全、質(zhì)量的重要因素。

面對(duì)日益涌現(xiàn)的大跨度、高空作業(yè)，特別是對(duì)重量大、需整體施工的鋼桁架等構(gòu)件，傳統(tǒng)的使用塔吊、大型吊機(jī)等進(jìn)行吊裝作業(yè)的施工技術(shù)，需要將鋼桁架等一次吊裝就位，無(wú)法進(jìn)行遠(yuǎn)距離的運(yùn)輸，其已不能滿足一些工程的施工技術(shù)要求。因此，大力發(fā)展大跨度、超重鋼桁架高空推移施工技術(shù)，對(duì)解決此類桁架遠(yuǎn)距離推移施工、提高施工安全性、保證施工質(zhì)量等有極大的幫助。

1.高空推移施工技術(shù)

所謂高空推移施工技術(shù)，是在高空施工作業(yè)中，利用液壓推進(jìn)器沿著預(yù)設(shè)軌道將所需構(gòu)件推進(jìn)、移動(dòng)到構(gòu)件安裝位置的施工技術(shù)。液壓推進(jìn)器由軌道、軌道夾具、液壓伸縮器、轉(zhuǎn)軸等4各部分組成。

1.1液壓推進(jìn)原理如下圖所示：

圖1　軌道夾具夾持軌道示意圖

圖2　液壓伸縮器伸長(zhǎng)示意圖

圖3　液壓伸縮器收縮示意圖

1.2 液壓推進(jìn)器工作時(shí)步驟如下：

軌道夾具緊緊夾持軌道（如圖1）→液壓伸縮器液壓驅(qū)動(dòng)伸長(zhǎng)（如圖2）→需推動(dòng)物體向前移動(dòng)（如圖2）→液壓伸縮器伸長(zhǎng)至設(shè)定長(zhǎng)度→軌道夾具松開(kāi)→液壓伸縮器驅(qū)動(dòng)收縮至設(shè)定長(zhǎng)度（如圖3）→軌道夾具緊緊夾持軌道→下一個(gè)推移循環(huán)。

2.工程情況

本工程為寧波文化廣場(chǎng)四標(biāo)段項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)工程的屋頂鋼桁架。鋼桁架共有3榀，對(duì)稱分布在屋面上，中間鋼桁架安裝頂標(biāo)高為30.130m，兩端鋼桁架安裝標(biāo)高為29.875m，安裝高度距離地面約30m。桁架全長(zhǎng)34.138m、高4m、重量約33噸，由焊接H型鋼組成，最大截面尺寸800×400mm，最小截面尺寸300×400mm，詳見(jiàn)圖4。

鋼桁架安裝時(shí)，兩端通過(guò)預(yù)埋件與混凝土梁連接，并擱置在混凝土梁上，跨度33.5m。施工時(shí)，鋼桁架最大推移距離23.65m，詳見(jiàn)圖5。

圖4　鋼桁架立面圖

圖5　鋼桁架平面布置圖

3.施工技術(shù)分析

鑒于桁架跨度大、施工操作面小，僅能夠利用桁架兩端的鋼梁位置進(jìn)行施工作業(yè)。因此，采用在鋼桁架兩端設(shè)置液壓推進(jìn)器推移桁架的施工方法。

施工流程為：軌道安裝→鋼桁架吊裝至起始推移位置→液壓推進(jìn)器安裝并連接鋼桁架→液壓推進(jìn)器啟動(dòng)、推移鋼桁架至安裝位置→拆除液壓推進(jìn)器設(shè)備并返回起始位置、鋼桁架就位安裝→下一榀桁架推移。

3.1軌道安裝

軌道安裝前，需在混凝土梁內(nèi)預(yù)埋與H型鋼立柱位置相對(duì)應(yīng)的錨板，在混凝土凝固后，先將H型鋼立柱與錨板焊接，并用水準(zhǔn)儀測(cè)量各個(gè)立柱上表面的標(biāo)高，確定其在同一水平面上之后，再將找平用的H型鋼放置在立柱上并焊接牢固。最后將軌道放置在H型鋼上面，調(diào)整其平整度、水平度后，用壓板壓牢（壓板焊接在H型鋼上）。

圖6　軌道結(jié)構(gòu)示意圖

圖7　軌道施工示意圖

3.2鋼桁架吊裝至起始推移位置

在軌道安裝完成后，使用液壓提升器將鋼桁架吊裝至起始推移位置，并檢查鋼桁架的平直度、焊縫質(zhì)量、變形量等是否符合設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量要求。

3.3液壓推進(jìn)器安裝并連接鋼桁架

在鋼桁架各項(xiàng)性能檢測(cè)完成后，安裝液壓推進(jìn)器。安裝時(shí)，先放置夾具，再安裝與鋼桁架連接的轉(zhuǎn)軸，最后安裝液壓伸縮器。

圖8　鋼桁架吊至起始位置

圖9　液壓推進(jìn)器安裝

3.4液壓推進(jìn)器啟動(dòng)、推移鋼桁架至安裝位置

在設(shè)備安裝完成后，先啟動(dòng)夾具，使其與軌道夾牢以防止夾具滑動(dòng)，再啟動(dòng)液壓伸縮器，利用液壓伸縮器的伸長(zhǎng)將鋼桁架推移挪動(dòng)，最終將桁架推移至安裝位置后停止液壓推進(jìn)器工作。

圖10　液壓推進(jìn)器

圖11　液壓推進(jìn)器推動(dòng)桁架

3.5拆除液壓推進(jìn)器設(shè)備并返回起始位置、鋼桁架就位安裝

在液壓推進(jìn)器停止工作后，先拆除與鋼桁架連接的轉(zhuǎn)軸，再拆除液壓伸縮器，最后將夾具返回至起始位置。

在拆除與鋼桁架連接的轉(zhuǎn)軸后，即可對(duì)鋼桁架進(jìn)行安裝。安裝時(shí)，先利用液壓千斤頂將鋼桁架向上頂起，使其脫離軌道，再將軌道移除，最后慢慢釋放液壓千斤頂壓力，使鋼桁架平緩地落在鋼梁上并與預(yù)埋螺栓對(duì)齊安裝。

圖12　桁架就位安裝

4.工程施工重點(diǎn)、難點(diǎn)分析及對(duì)策

序號(hào)主要施工重點(diǎn)、難點(diǎn)對(duì)　策1鋼桁架安裝高度高、重量大，無(wú)法使用塔吊、吊機(jī)等安裝。先采用液壓提升裝置，將桁架提升至推移位置，再利用液壓推進(jìn)器，將桁架推移至安裝位置。2鋼桁架重量大、長(zhǎng)度長(zhǎng)、高度大，推移點(diǎn)位少（僅在兩端），推移過(guò)程中容易發(fā)生搖擺。推移過(guò)程中，時(shí)刻關(guān)注風(fēng)速等環(huán)境因素，并嚴(yán)格控制推進(jìn)速度，使液壓推進(jìn)器的啟動(dòng)、關(guān)閉、推移過(guò)程等能夠平穩(wěn)地運(yùn)行，防止突然加速、減速。3鋼桁架推移距離長(zhǎng)，推移過(guò)程中容易發(fā)生兩端推移距離有偏差，導(dǎo)致桁架傾斜等情況。采用計(jì)算機(jī)同步控制液壓系統(tǒng)，使兩端的液壓推進(jìn)器能夠同步啟動(dòng)、同步關(guān)閉、推進(jìn)速度同步控制。此外，在推移過(guò)程中，嚴(yán)密監(jiān)測(cè)桁架兩端的推進(jìn)距離，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)調(diào)整，使兩端的推進(jìn)距離保持一致。4因鋼桁架重量大，對(duì)推進(jìn)器的反作用力大，推進(jìn)過(guò)程中，液壓推進(jìn)器的夾具可能因受力較大而與軌道發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。分別計(jì)算鋼桁架與鋼軌的摩擦力、夾具與鋼軌的夾持力等，并對(duì)其進(jìn)行對(duì)比分析。此外，還可對(duì)鋼軌兩側(cè)進(jìn)行適當(dāng)?shù)哪ド疤幚恚龃笃渑c夾具的摩擦力。5因桁架重量大，對(duì)軌道的壓力較大，可能導(dǎo)致軌道產(chǎn)生較大的彎曲。計(jì)算鋼桁架推移過(guò)程中對(duì)軌道的最不利荷載工況。通過(guò)計(jì)算數(shù)據(jù)，在軌道下方增加H型鋼等， 提高軌道的抗彎性能。

圖13　計(jì)算機(jī)液壓同步控制系統(tǒng)

5.施工優(yōu)點(diǎn)分析

采用大跨度、超重鋼桁架高空推移施工技術(shù)，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：

5.1施工作業(yè)所需作業(yè)面小，機(jī)械設(shè)備占用場(chǎng)地小；

5.2施工機(jī)械設(shè)備體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便；

5.3液壓推進(jìn)設(shè)備推力大，可廣泛應(yīng)用于推動(dòng)大重量的鋼構(gòu)件、物品等；

5.4施工作業(yè)不受建筑物高度限制，可廣泛用于高層、超高層建筑施工；

5.5不受構(gòu)件跨度、重量等限制，可廣泛應(yīng)用于各種施工條件；

5.6采用計(jì)算機(jī)同步控制系統(tǒng)，可同步控制多個(gè)推進(jìn)器工作，并對(duì)其中任意一個(gè)推進(jìn)器進(jìn)行定向的操作控制。

6.結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)本項(xiàng)目大跨度、超重鋼桁架高空推移施工技術(shù)工程實(shí)例的描述及分析，對(duì)施工方法、施工過(guò)程、施工重難點(diǎn)及解決方法、施工優(yōu)點(diǎn)等進(jìn)行梳理和總結(jié)。對(duì)該類工程施工技術(shù)，施工重難點(diǎn)在于構(gòu)件重量大、構(gòu)件跨度大、安裝高度高、推移過(guò)程的同步性控制、推移過(guò)程中鋼桁架穩(wěn)定性控制等。解決此類問(wèn)題，需要根據(jù)施工實(shí)際工況、施工場(chǎng)地條件、施工現(xiàn)場(chǎng)天氣條件等因素，有針對(duì)性采取有效地預(yù)防措施。

（作者單位：浙江省二建鋼結(jié)構(gòu)有限公司）

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1671-3362（2016）10-0050-04