鋼結構滑移施工技術研究及工程應用

常 璐

（北方集成電路技術創新中心（北京）有限公司，北京 100163）

鋼結構存在于我們生活的每一個角落，起著重要的作用[2]。大興區鋼結構采用濕滑施工技術，提高了施工的可靠性和穩定性。為了滿足大跨度鋼結構安裝的需要，各種施工方法應運而生，滑移施工技術是眾多施工技術之一，隨著滑移理論計算、設備和手段的不斷改進，越來越多的工程采用滑移施工，本文結合工程的成功應用，對滑移施工技術進行了詳細的總結。

1 滑移施工技術的分類與特點

1.在實踐中，滑動框架中包含滑動結構，滑動結構可分為單（塊）滑動和累積滑動。根據滑行軌跡可分為三種類型：平面直線滑行法、平面曲線滑行法和空間曲線滑行法。根據受力的不同，可分為提升滑行法、千斤頂滑行法和液壓手動滑行法。

2.本發明涉及一種建筑結構的滑移方法，在建筑結構滑移方法中，將建筑結構沿建筑結構的縱向分為若干滑移單元，在建筑結構的端部或中部的某一滑移單元輪架可以設置在底盤的范圍之外。在準備好其他各種滑動條件后，結構單元可從裝配位置滑離，直至達到最終使用位置，輪胎保持在原來的位置從而通過反復循環完成整個結構的施工任務。本實用新型的特征在于：所述的框架為不動框架，結構為滑動結構。

3.當采用滑動框架法施工時，結構沿結構縱向分為多個組裝單元，在結構的端部或中部的某個組裝單元的下方設置有框架輪框架的一個部件或一部分裝配在裝配單元中。因此，輪胎可以滑動到車架上，將原來的裝配位置留給下一個相鄰的裝配單元的下部，然后松開輪胎，車架桿就可以恢復到原來的狀態，開始裝配。相鄰單元之間，通過反復循環完成整個結構的施工任務。其特征在于：所述結構固定，所述框架為滑動框架。

4.設計了平面直線、平面曲線和空間曲線的滑移方法，形成滑移時的滑移軌跡。液壓千斤頂、滑動千斤頂、滑動方法、滑動導軌（或起重機）滑動法是針對一種滑動驅動力而提出的，其中前兩種方法廣泛應用于框架結構的滑動法，而人工滑動法只能用于一些小項目。

2 滑移施工技術簡介

由于滑動結構的特點，滑樹位于不同區域，滑帶中心不在同一直線上。因此，必須設計兩套玻璃營地，以解決手動修改問題。固定在液壓滑道結構鋼框架內的特殊滑動閥滑軌上可設置滑靴。根據工程特點，在B軸和H 軸上分別在剪力墻上方設置兩個滑軌。在剪力墻上方設置一個整體板，液壓同步爬行施工技術。

1.和傳統的用絞車和鋼絲繩牽引一樣，對爬行機器人的推進力和前進速率均可進行精密的檢測和監控。計算機系統通過利用傳感器測量機器人的推進力和爬行速率，控制自動化機器人間的協調同步能力，在出現超載或同步過載情況發生時及時調整速度和發送報警信號，使滑行過程變得更加安全。

2.通過模塊化和擴展相結合的方法，對履帶式機器人設備的重量、尺寸和滑動距離進行了有限元分析。

3.本實用新型體積小，重量輕，負載能力高，自動化程度高，使用舒適靈活，安全可靠，特別適用于電池。在小空間或難以安裝懸掛機構的施工現場進行大量滑動安裝。

3 鋼結構滑移施工關鍵技術

3.1 施工及調整

3.1.1 鋼拱肋整體縱推滑移問題是施工管理中的難題在一切準備工作完成后，按鋼拱整體頂推方式施工進行。先利用液壓缸的推動保證夾軌器夾軌，夾軌器反作用于夾軌器上，在夾軌器前端再由液壓缸的同步推動。液壓缸上的校準標記可以用來調節向前推的距離，并在開始點與定位點之間把每個路徑分為一個小單元。在向頂推過程中，可以通過對智能鋼軌表面噴砂的方式，來維持鐵軌和平衡塊之間的摩擦力。車輪箱組人員在被動監控前后通過內部通訊保持聯系，一旦其他區域出現了異常狀況時，應立即停機檢查支付設備，并報告。

3.1.2 鋼管支架的調整方式

將鋼管支架推到位后，對鋼管支架進行精確調整，通過滑動量修正縱向位置偏差，通過調整軌道高度和水平偏差，并通過輪箱與輪軌之間的間隙進行滑動到位。鋼管支架就位后，將滑動系統的整體支架腳與支架肋之間的閉門安裝在焊接鎖上，將格柵板等附件安裝在完成的安裝全鋼管支架。

3.2 施工中的安全措施

為確保關鍵鋼管拱沿軌道側曲線的安全性和穩定性，應進行橫向防轉檢查，以提高SSR 的安全系數，并防止鋼管拱自動滑動。平衡裝置設置在滑動系統的后部，以增加摩擦功率，從而增加整個系統與軌道之間的摩擦力。防側傾檢查，橋區平均強風日數為8 級156.sd，最大瞬時風速40.7m/s，主風向與交匯線夾角較小。鋼管支架安裝完成后，斜向荷載主要為橫向風荷載。

4 滑移施工技術的適用條件

1.對象構造函數必須能夠被劃分成多個相同或相似的獨立模塊，以便它們可以在一個固定或輕微變化的框架中重用，而這些模塊必須沿軌道空間有規律地排列，使它們可以沿同一軌道（結構滑動）或輪胎（滑動輪胎）滑動到指定位置。

2.所用動力設備簡單，在一般工程中，動力設備往往只需要一個或多個慢速液壓千斤頂或手拉蒙陸，甚至手動推完成施工任務。

3.現有建筑物、構筑物或者其他堆積物置于需要安裝的構筑物下面時，在施工過程中不會相互干擾。

5 滑移施工技術的基本原理

滑動施工技術的基本原理是當物體的推力或拉力大于或等于物體所受各種阻力之和時運動，即：

式中，R動力為動力設備產生的總動力之和；S阻力為物體所受的各種阻力之和；γ0為安全儲備系數，取2～4。

當物體為滑動摩擦時：S阻力=μ1δ1G0k。μ1為滑動摩擦系數，在自然壓制表面，經粗除銹表面充分潤滑的鋼與鋼之間可取0.12～0.15；δ1常為阻力系數，當有其它因素影響動力時，取1.3～1.5；G0k為滑移對象自重標準值。

物體為滾動摩擦時：S阻力=(k/r1+μ2r/r1)G0kδ2)。k 為鋼制輪與鋼軌之間的滾動摩擦力臂，當圓頂軌道車輪直徑為100～150mm時，取0.3mm，車輪直徑為200～300mm時，取0.4mm 為車輪軸承摩擦系數，滑動開始軸承取0.1，稀油潤滑取0.08，滾珠軸承取0.015，滾珠軸承、圓錐滾子軸承取0.02；δ2為阻力系數，由小車制作安裝精度、鋼軌安裝精度、牽引的不同步程度等因素確定，取1.l～1.3；r1為滾輪的外圓半徑/mm；r 為軸的半徑/mm。

6 滑移施工技術應用中應考慮的因素

1.在滑移階段，一些構件的內力會發生變化，一些構件的荷載會發生變化，一些構件的卸載會發生變化，一些構件會出現反作用，在滑移階段，必須根據邊界條件和滑動階段的載荷，保證滑動階段構件的內力不超過構件的最大承載力，使滑動部件處于安全狀態。

2.由于滑移階段結構形狀、邊界條件和載荷條件的變化，滑移時結構的變形會發生變化。滑動構件的變形驗算應根據施工實際情況進行，以確保結構變形與相鄰構件完全吻合。

3.為了保證鐵路輪胎在滑動階段的安全，必須對鐵路輪胎的強度、剛度和穩定性進行檢查。

4.在滑動結構單元或車輪框架時，必須在滑動前進行徹底檢查，以確保在整個安裝過程中完全自由。在滑動過程中，應檢查抗傾覆能力，以確保滑動階段的安全狀態。

5.電力設備在滑行前必須進行全面檢查，以確保電力設備處于良好的工作狀態。當多臺設備同時提供動力時，在滑動過程中，必須不斷檢查滑動是否同步，防止滑動體扭傷。

6.在滑行前，必須嚴格掌握天氣，在有強風、暴雨、雷暴等惡劣天氣時，必須停止施工，并采取各種固定措施。

7.在滑行前必須有統一的密碼，滑行程序必須一致。

7 滑移施工技術在工程中的應用

實例1：以華能北京熱電廠干煤棚1 號網殼為例，采用三芯圓柱網殼螺栓球節點。網殼平面尺寸120m×210m，總投影面積25200m2，高度43.75m，是我國最大的柱面網殼結構。網殼分為東西兩部分，網殼支撐是一種兩端有上下繩的雙支撐形式，每個樓層節點都有支架。由于機組施工要求在安裝網殼時，電站的發電不受自然影響，因此最終工程采用了累積滑移法，各扇區的安裝結構都取得了成功。在施工過程中，首先在東西兩端設置一個寬度為4.2m×5=21m 的組合式支架，在滑動單元中采用兩個寬度為8.4m 的網架，將整個結構分為10 模塊化，最后，其余網殼在高空組裝在組裝平臺上，無需滑動。牽引設備選用2 套300kN四門滑輪組，鋼絲繩直徑25mm。

在整個滑移過程中，對結構關鍵部位的內力和變形進行監測。滑動軸承的特殊設計，滑動到位后更換支架也是保證結構在滑動過程中安全的關鍵控制。

實例2：南京奧林匹克游泳館位于南京市河西區奧林匹克體育中心，國際標準游泳池50 米長，跳池25m×25m，訓練池50m×15m，場地面積600m2。根據施工現場的實際情況，通過反復論證，將桁架結構在現場外分段拼裝，然后吊裝到拼裝支架上，焊接成整體桁架，上部空間曲線結構滑動法。

由于本工程采用斜坡滑行，軌道有傾角，施工時采用兩臺20kN 的索道牽引，索道上端設置有索道，滑行時滑行緩慢，時間同時，還做好了防止牽引設備故障引起結構快速滑移的措施。

實例3：青島流亭機場三期3 號航站樓鋼結構屋蓋由6 個主桁架組成，主桁架之間填充有弧形網殼。每個主桁架由兩個橫截面為倒三角形的管桁架組成。主桁架頂部支撐高度為+19.100m，支撐高度為人字英尺+21.434m，6 個主桁架呈扇形分布。在施工中，將框架的一端、主框架和第一網架穹頂組裝焊接。組裝完成后，將爬行裝置12 安裝在第一桁架上，使第一桁架滑動，同時對第二桁架進行組裝焊接。沿曲軌3-9 滑動后，桁架的第一個滑動停止。沿曲線軌道滑動3-9 后，兩個桁架停止滑動，第三個桁架與第一個桁架連接后，三個桁架一起滑動。3-9 沿曲線軌道滑動后，第1、3桁架停止，第4、3 桁架連接后，3、4 桁架上安裝液壓履帶累積滑動。4 根累積桁架在4 根累積桁架上爬行后滑動3-9，停止滑動，5 根桁架連接，5 根累積桁架連接后滑動。在蓄能器滑動3-9 后，停止滑動，將第六桁架與桁架連接，再將蓄能器滑動6-Cotton 桁架連接到位后進行滑動。

在滑行過程中，應重點控制等速角，即保持內外圓弧輪軌的滑行速度為8.310m/h，分別通過滑油流量控制系統和滑油流量計算機自動控制系統，確保2 套滑油系統抓取、3 組抓取、2 組抓取、4 組抓取誤差在10mm 以內，從而控制整個結構的同步切換。

實例4：嘉興電廠二期工程位于浙江省平湖市黃山鎮，位于已投產的一期電廠工程南側。本工程為煤場上部9#，10#干煤棚網殼結構。網殼采用螺栓球與焊接球節點相結合的三芯柱面網殼結構，全長140m，跨度103m，拱高40.539m，覆蓋面積14420m2，擴展面積20160m2，為大型工業建筑。本工程采用下部滿堂腳手架、上部滑動胎架的直線滑動技術。下部全廳操作架立桿置于木墊塊上，立桿高度為12m（兩側），18m（中間）。在其上方安裝了一個滑動工作平臺?；啦捎?20 鋼制作，滑道下方設置間距40cm 的面桿。工字鋼交錯布置，采用8×3.5 鋼管整體連接。滑道上部為滑動夾具架。第一塊網殼安裝檢查完成并合格后，拆除放置在型鋼上的腳手架底部立桿和頂部腳手架各部分的連接立桿，用手拉出壓簧向前推滑動胎架，滑動到位后，將底部立桿伸出。固定滑動夾具框架并安裝上部網殼。依此類推，直到所有工作完成。

在工程中，采用下全腳手架、上全腳手架直線滑行技術施工，下全腳手架為上全腳手架的滑行座，從而使下全腳手架必須嚴格控制，以保證上部框架的滑動和網殼的安裝要求。

8 結語

該滑移施工技術具有施工方便、設備簡單、經濟性能好、安全文明等優點，是對稱重復單元空間鋼結構的經濟可行的選擇。但是，在采用滑移施工技術時，有必要對框架結構的施工狀況進行檢查，以保證滑移過程的安全，從而降低施工成本，以達到最佳效果。