簡述排架結構中的輕型鋼屋架柱頂滑移安裝法

李志軍

摘 要 目前鋼筋混凝土排架結構中的輕型鋼屋架安裝多采用如下安裝方法：第一榀屋架吊裝就位，在其兩側用纜風繩固定，隨即進行第二榀屋架的吊裝，就位以后不要松鉤，安裝支撐系統與檁條，并校正安裝精度，使第一榀屋架與第二榀屋架形成一個穩定的整體，以此方法繼續安裝其他榀。本文著重闡述此工法不適用于某項目自備電站汽輪機房輕型鋼屋架的安裝時，而采用柱頂滑移法施工的要點及過程，為今后類似的工程施工提供一些參考。

關鍵詞 現澆鋼筋混凝土排架結構;輕型鋼屋架;梯形鋼屋架;柱頂滑移法

1工程概況

某項目自備電站布局較為緊湊。其二期自備電站的汽輪機房位于二期除氧間與鋼筋制作場地和模板制作場地之間，左邊是一期管廊，右邊有塊空閑場地。一期工程已投運，二期工程正在施工。二期汽機房從左往右是4～14軸線（83.5米），從下往上是D～H軸線（24米）。

2工程特點

交叉施工：除氧間與汽機房主體框架基本施工完成，汽輪機輔機基礎與除氧間砌體工程正處于施工階段，按計劃即將進行汽輪機房輕型鋼屋架安裝。

場地狹小：北邊是鋼筋與模板制作場地，南邊是除氧間，同時汽機房里面正在進行輔機基礎施工。按常規安裝法進行鋼屋架安裝時，移動式起重機械無法進入廠房內容作業。

機械緊張：汽機房北面和左邊雖布置有2臺塔吊，但此期間正處于土建施工的高峰期，塔吊使用率高，如果此時采用塔吊吊裝鋼屋架，將影響土建施工進度。

3安裝策劃

工期：在汽機房內輔機基礎澆灌完成后，計劃進行汽機房輕型鋼屋架的安裝。因此，汽機房輔機基礎施工的同時，在右側空閑場地進行鋼屋架的組對與拼裝，拼裝工作與輔機基礎施工并列進行。輔機基礎施工完成后，吊裝鋼屋架。

拼裝：鋼屋架按1～5組進行組對拼裝，并按吊裝順序擺放在汽機房右側空閑場地。

吊裝：先將1#吊裝至13～14軸柱頂，用手拉葫蘆牽引其往3軸方向移動，同時做好2#吊裝的準備，當2#吊裝后同樣往3軸方向移動，以此方法完成3#～5#的吊裝。

滑移：吊裝完成之后將1#～4#滑移至安裝位置并校正精度，再進行剩余支撐系統、檁條和天窗的安裝。

4工裝設計

設計目的：桁架因其自重產生撓度時支座會繞銷軸旋轉;當圈梁頂面沿輥子軸線方向不平時也應繞銷軸旋轉，應始終保證輥子與墊板滾動接觸充分。詳見下圖：

輥子設計：銷軸直徑、鋼板厚度等根據拉壓、剪切和彎曲不同的受力形式進行設計。下面著重介紹輥子直徑的計算方式。

根據《鋼結構設計規范GB50017[2]》第7.6.2條，輥子直徑，式中：

=輥子所受豎向荷載，單位N;豎向荷載值按只有兩個支座受力的極限情況考慮：

=輥子材料的彈性模量，單位N/mm2;

=輥子與墊板的接觸長度，單位mm;

=輥子料的設計強度值，N/mm2;

由于混凝土圈梁頂面不平，且混凝土的受壓強度值不如鋼材，因此在圈梁與輥子之間墊上10mm的鋼帶，鋼帶的長度按1.5米～2米考慮（重量10～20kg左右），便于倒換。

限位架：設置限位架的目的是保證空間桁架在滑移過程中始終在設計的軌跡上運行。在限位架上焊上半圓管皮，并在管皮上安裝膠皮。在滑移過程中監視管皮與圈梁側面的間隙，偏差較大時應及時調整。因圈梁澆筑的直線度偏差影響，根據測量結果，半圓管皮與圈梁側面的間隙值宜設置在20mm～30mm。

5桁架穩定性

組成空間桁架以后，結構的剛度增強。在滑移過程中只承受桁架自重引起的荷載，與其使用工況荷載相比小得多。但因空間桁架的計算模型比較復雜，需借助專業的結構分析軟件進行吊裝承載力驗算，可請設計單位進行吊裝工況受力分析。

6柱頂梁受力校核

圈梁受力按《混凝土結構設計規范GB50010-2010[1]》第6.2.10條進行正截面受彎承載力校核。圈梁所受彎矩M按輥子所受的豎向荷載R在跨中產生的最大彎矩取值。

圈梁彎矩承載力滿足：

=系數，當混凝土強度不超過C50時取1.0;

=混凝土軸心抗壓設計值，單位N/mm2;

=圈梁寬度，單位mm;

=混凝土受壓區域高度，單位mm;

=圈梁截面有效高度，為圈梁總高度減去混凝土保護層厚度，單位mm;

=鋼筋抗壓強度設計值，單位N/mm2;

=受壓鋼筋截面面積，單位mm2;

=受壓縱向鋼筋合力點至截面受壓邊緣距離，單位mm;

混凝土受壓區域高度按? 確定，式中：

=鋼筋抗拉強度設計值，單位N/mm2;

=受拉鋼筋截面面積，單位mm2。

7滑移過程控制

滑移過程中嚴密監視限位架與圈梁側面的間隙，偏差過大時需進行調整。其目的是保持空間桁架的滑移軌跡，防止桁架墜落，減少對圈梁混凝土保護層的損害。

滑移過程同步進行緩慢進行，手勢、口令統一、明確。

高空作業安全保護措施要齊全，施工技術及安全交底明確。

8牽引工具

選用手拉葫蘆作為牽引工具，手拉葫蘆的起重量不低于輥子豎向載荷R的0.5倍。牽引點設置在輥子中線位置的支座上，兩邊同步牽引。

9柱頂滑移法優勢

拼裝場地可以根據吊裝機械及現場情況靈活選擇;桁架在地面進行拼裝，方便拼裝精度的檢測與調整;可隨整體工期的節奏穿插進行，機動靈活。

參考文獻

[1] 混凝土結構設計規范：GB50010-2010[S].北京：中國標準出版社，2010.

[2] 鋼結構設計規范：GB50017-2017[S].北京：中國標準出版社，2017.