鋼桁架屋蓋施工技術(shù)研究

彭俊 周志志 黃展欣 朱蒙蒙 宋曉輝

摘 要：針對(duì)汕頭國(guó)瑞會(huì)展酒店項(xiàng)目會(huì)展中心鋼桁架屋蓋施工，介紹工程概況、施工總體思路、拼裝方案、滑移方案及施工技術(shù)特點(diǎn)。工程根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地情況采用分段高空拼裝+頂推滑移的施工方案，相較于其他施工方案，具有施工方便、加快工期、減少成本等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：鋼桁架;屋蓋;拼裝;滑移

一、工程概況

本工程對(duì)象為中國(guó)建筑第五工程局有限公司總承包的汕頭國(guó)瑞會(huì)展酒店項(xiàng)目裙樓宴會(huì)廳屋蓋鋼桁架結(jié)構(gòu)，如圖1-1示意。裙樓共4層，4層宴會(huì)廳上空為宴會(huì)廳屋蓋，屋蓋長(zhǎng)為67.20米，寬為50.4米，屋蓋屋面標(biāo)高36.76m。

裙樓宴會(huì)廳三層板部位開(kāi)始設(shè)置有型鋼混凝土桁架（標(biāo)高16m～37.8m），型鋼混凝土桁架預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)（五層板部位）采用后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力工藝。

裙樓宴會(huì)廳周邊設(shè)置有混凝土桁架，宴會(huì)廳屋頂結(jié)構(gòu)采取預(yù)應(yīng)力組合桁架結(jié)構(gòu)形式，上弦采用現(xiàn)澆混凝土和Ц520×250焊接槽型鋼組合截面，下弦、支座腹桿采用圓鋼管+預(yù)應(yīng)力鋼絞線，其余腹桿采用圓鋼管。

國(guó)瑞會(huì)展酒店裙樓宴會(huì)廳屋頂桁架結(jié)構(gòu)約500噸左右，由7榀鋼管桁架+1榀型鋼桁架及相應(yīng)支撐等次構(gòu)件組成。主鋼管桁架跨度50.4米，重量約為60噸，結(jié)構(gòu)材料主要為鋼管，如圖1-2所示：

對(duì)于鋼桁架屋蓋施工，一般情況下常采用地面拼裝+跨內(nèi)高處吊裝的方法，但由于國(guó)瑞會(huì)展酒店裙樓宴會(huì)廳屋蓋桁架結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)超重，安裝高度超過(guò)30m，完全懸空于兩個(gè)混凝土框架柱上，且裙樓內(nèi)場(chǎng)地受限，無(wú)法跨內(nèi)高處拼裝，綜合考慮下采用分段高空拼裝+頂推滑移的施工方案。

二、施工總體思路

汕頭國(guó)瑞會(huì)展酒店裙樓宴會(huì)廳屋頂桁架結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)超重，安裝高度超過(guò)30m，完全懸空于兩個(gè)混凝土框架柱上，且裙樓地下為2層地下室。因此，需要合理經(jīng)濟(jì)的施工方案，以保證該鋼結(jié)構(gòu)施工的安全經(jīng)濟(jì)。在制定施工方案時(shí)綜合考慮地下室頂板結(jié)構(gòu)安全及現(xiàn)場(chǎng)吊裝、工廠拼裝、運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)拼裝等多方面因素，采用高空拼裝+頂推滑移作為該項(xiàng)目的施工方案。

先在北側(cè)場(chǎng)地利用350t履帶吊將裙樓北側(cè)鋼架吊裝完成，然后交由土建完成四層混凝土樓板后，在宴會(huì)廳四層南側(cè)搭設(shè)支撐胎架，利用350t履帶吊在建筑主體結(jié)構(gòu)南側(cè)，將地面拼裝的3段桁架構(gòu)件吊至支撐胎架上，在支撐胎架上組裝完整的第一榀主桁架，然后在主桁架的2個(gè)鋼柱根部，安裝液壓滑移頂推器，在頂推器的作用下，整體往前滑移到設(shè)計(jì)位置。重復(fù)上面操作，直到所有桁架結(jié)構(gòu)滑移就位，如圖2-1所示。

采用該施工方案能夠確保50.40米跨的主桁架整體安裝順利進(jìn)行，也便于對(duì)構(gòu)件的質(zhì)量控制。且該方案可避免大噸位吊車在地下室頂板上開(kāi)行，能減少施工措施費(fèi)用，綜合計(jì)算成本相對(duì)較低，便于流水作業(yè)，有利于減少工程施工的費(fèi)用和工期。

三、拼裝方案

根據(jù)道路運(yùn)輸限制及經(jīng)濟(jì)性分析，本工程屋頂桁架鋼結(jié)構(gòu)將主要進(jìn)行散件運(yùn)輸，運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝。具體選擇在宴會(huì)廳南側(cè)的空地進(jìn)行分段拼裝，然后通過(guò)履帶吊直接吊裝在四層的拼裝胎架上進(jìn)行整體拼裝。

為實(shí)現(xiàn)鋼桁架高空拼裝和焊接施工，用普通腳手架鋼管在四層樓面搭設(shè)拼裝腳手架臨時(shí)操作平臺(tái)。鋼架支撐胎架柱腳處，做140mm高度的一段短柱，用4M20普通螺栓連接，在桁架高空拼裝完成后，先用鋼架支撐胎架下面的4個(gè)20噸液壓千斤頂適當(dāng)頂起桁架，接著松開(kāi)普通螺栓，拿掉140mm高的短柱，慢慢下放液壓千斤頂，直至鋼架支撐胎架脫離鋼桁架，接著利用履帶吊將上面的支撐胎架移開(kāi)，然后才能開(kāi)始鋼桁架的滑移操作。

四、滑移方案

先在北側(cè)場(chǎng)地利用350噸履帶吊吊裝完成裙樓最北側(cè)型鋼鋼架（該型鋼鋼架采用350噸履帶吊進(jìn)行散件高空拼裝方式進(jìn)行吊裝）。先在裙樓四層南側(cè)搭建鋼桁架拼裝臨時(shí)操作平臺(tái)和支撐胎架。待35.0米標(biāo)高處混凝土梁養(yǎng)護(hù)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，在裙樓宴會(huì)廳東西兩側(cè)混凝土框架梁上鋪設(shè)滑移軌道。350噸履帶吊站在裙樓主體南側(cè)，直接從拼裝場(chǎng)地往支撐胎架上吊裝中間分段桁架，做好斜支撐并拉纜風(fēng)繩。繼續(xù)吊裝兩邊分段桁架到支撐胎架上，直到拼裝完成整個(gè)鋼桁架。在第一個(gè)主桁架的2個(gè)鋼柱根部，安裝液壓滑移頂推器，在頂推器的作用下，整體往前滑移到設(shè)計(jì)位置。對(duì)滑移到位置的鋼桁架進(jìn)行卸載，安裝到位，安裝完成后，用纜風(fēng)繩對(duì)鋼桁架主體進(jìn)行臨時(shí)固定，防止主體結(jié)構(gòu)在風(fēng)的作用下出現(xiàn)大的晃動(dòng)，影響結(jié)構(gòu)安全，按以上步驟，依次完成其他所有鋼桁架的拼裝和滑移、卸載、安裝工作。

本項(xiàng)目總共進(jìn)行6次液壓滑移工作，第一次滑移第一榀桁架結(jié)構(gòu)，滑移距離為43.2m;第二次滑移第二榀桁架結(jié)構(gòu)，滑移距離36.0m;第三次滑移第三榀桁架結(jié)構(gòu)，滑移距離28.8m;第四次滑移第四榀桁架結(jié)構(gòu)，滑移距離為21.6m;第五次滑移第五榀桁架結(jié)構(gòu)，滑移距離為14.4m;第六次滑移第六榀桁架結(jié)構(gòu)，滑移距離為7.2m;累積滑移距離151.2m，累積滑移重量約500t。

出于結(jié)構(gòu)安全考慮，桁架在滑移過(guò)程中，需對(duì)桁架上弦桿的槽型梁和整體穩(wěn)定性進(jìn)行加強(qiáng)處理，主要有如下三個(gè)加強(qiáng)措施：

（一）在上弦桿槽型梁上方增加綴板，加強(qiáng)其抗壓能力，提高穩(wěn)定性;

（二）在上弦桿槽型梁內(nèi)部增加隔板，加強(qiáng)局部抗壓能力，提高穩(wěn)定性;

（三）在上弦桿槽型梁之間增設(shè)交叉圓鋼支撐，直徑20mm，采用花籃螺栓連接。

為保證滑移軌道頂面的水平度，降低滑動(dòng)摩擦系數(shù)，滑移梁及滑移軌道在制作安裝時(shí)，應(yīng)做到：

1、滑移軌道采用43kg型熱軋鋼軌;

2、滑移軌道間距根據(jù)胎架支柱中心位置定位;

3、軌道采用壓板與滑移梁上預(yù)埋鋼板連接，壓板間距800mm;

4、單根軌道上表面水平度應(yīng)小于L/1000;

5、軌道分段接頭處高差允許偏差應(yīng)小于1mm;

6、軌道下應(yīng)使用鋼墊板找平墊實(shí);

支座安裝就位前應(yīng)涂抹黃油，滑移前軌道上平面涂抹黃油。

五、本工程鋼桁架施工技術(shù)特點(diǎn)

本工程鋼桁架屋蓋滑移應(yīng)用液壓同步滑移技術(shù)，使用液壓爬行器為滑移驅(qū)動(dòng)設(shè)備。液壓爬行器為組合式結(jié)構(gòu)，一端以楔型夾塊和滑移軌道連接，另一端以鉸接點(diǎn)形式跟滑移胎架或構(gòu)件連接，兩端之間利用液壓油缸驅(qū)動(dòng)爬行。

本工程液壓滑移系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：

（一）液壓爬行器體積小、自重輕、頂推能力大，尤其適宜于在室內(nèi)進(jìn)行大噸位構(gòu)件、設(shè)備水平滑移;

（二）拋棄傳統(tǒng)反力架，采用夾緊器夾緊軌道，充當(dāng)自動(dòng)移位反力架進(jìn)行推移;

（三）可多點(diǎn)推拉，分散對(duì)下部支承結(jié)構(gòu)的水平載荷;

（四）液壓爬行器與被推移物為剛性連接，傳力更直接，就位準(zhǔn)確性更高;

（五）工作可靠性好，故障率低;

（六）液壓爬行器具有逆向運(yùn)動(dòng)自鎖性，使得滑移過(guò)程十分安全，并且滑移構(gòu)件可以在滑移過(guò)程中的任意位置長(zhǎng)期進(jìn)行可靠鎖定動(dòng)作;

（七）設(shè)備自動(dòng)化程度高，操作方便靈活，安全性更好，可靠性更高。

六、結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)汕頭國(guó)瑞會(huì)展酒店項(xiàng)目會(huì)展中心屋蓋鋼桁架拼裝及滑移施工工藝進(jìn)行介紹，闡述了施工總體思路、拼裝方案、滑移方案及其技術(shù)特點(diǎn)。采用高空拼裝+頂推滑移作為該項(xiàng)目的施工方案，該方案可避免大噸位吊車在地下室頂板上開(kāi)行，保證結(jié)構(gòu)安全，且有效減少施工措施費(fèi)用，綜合計(jì)算成本相對(duì)較低，便于流水作業(yè)，有利于減少工程施工的費(fèi)用和工期。

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