狹小場(chǎng)地鋼結(jié)構(gòu)屋蓋高空滑移技術(shù)

上海建工七建集團(tuán)有限公司 上海 200050

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)鋼產(chǎn)量迅速提高，為鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展提供了物質(zhì)條件。其中大跨度的體育場(chǎng)館通常都是采用地面拼裝、高空吊裝的方法進(jìn)行安裝。這種方法不僅簡(jiǎn)單實(shí)用，而且效率高。但是在施工場(chǎng)地狹小、吊裝機(jī)械受限制的情況下，采用地面拼裝、高空吊裝的方法就難以實(shí)施。

大跨度鋼結(jié)構(gòu)管桁架屋蓋采用平臺(tái)拼裝、累積滑移技術(shù)是近些年來(lái)進(jìn)行大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工的一種新方法，這種方法不影響土建施工，總工期短、安全性高，在施工場(chǎng)地狹小、施工機(jī)械受到限制的情況下更能發(fā)揮其特色，不失為解決問(wèn)題的優(yōu)選方法。我們?cè)谏虾ｓw育學(xué)院中國(guó)乒乓球?qū)W院乒乓球訓(xùn)練館工程中運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)，取得了明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果[1-3]。

1 工程概況

中國(guó)乒乓球?qū)W院乒乓球訓(xùn)練館工程位于上海體育學(xué)院校內(nèi)，總建筑面積12 602 m2，為多層建筑，主體地上3層，高度為23.80 m，其中1、2層層高6.60 m，3層層高8.20 m。建筑結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，屋面結(jié)構(gòu)形式為鋼結(jié)構(gòu)。建筑東西側(cè)局部5層，東部總高20.05 m，其中1～4層層高3.30 m，5層層高4.20 m。西部總高18.05 m，1～5層層高3.30 m。

屋面鋼結(jié)構(gòu)為圓管桁架形式，主要采用空間節(jié)點(diǎn)固定鉸支座，中間7榀為倒三角鋼管，端部為2榀單桁架，縱橫交錯(cuò)形成整體，安裝在主體結(jié)構(gòu)的3層柱頂混凝土框架上。管桁架上弦為φ277 mm×10 mm鋼管、下弦為φ299 mm×12 mm鋼管、腹桿為φ152 mm×6 mm鋼管，其材質(zhì)均為Q345B。管桁架跨度為45 m，兩端懸挑4 m，桁架高度約為2.80 m，結(jié)構(gòu)下部采用雙曲面抗拉滑移支座與埋件連接，來(lái)消耗鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變形和熱脹冷縮。桁架上采用鋁鎂錳圍護(hù)系統(tǒng)及不銹鋼天溝，四周采用厚3 mm鋁板包檐。

2 施工難點(diǎn)

1）鋼結(jié)構(gòu)主桁架現(xiàn)場(chǎng)拼裝工作量大，而本工程施工場(chǎng)地狹小，大型機(jī)械無(wú)法進(jìn)場(chǎng)，且地面上沒(méi)有地方進(jìn)行鋼桁架拼裝。

2）乒乓球訓(xùn)練館屬上海市重大工程，國(guó)家隊(duì)要求這個(gè)場(chǎng)館能夠及早投入使用，因此工期較緊。

3 鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

3.1 施工方案概述

在經(jīng)過(guò)多種施工方案比選后，我們決定對(duì)大跨度鋼屋蓋采用平臺(tái)拼裝、累積滑移的方式，即在主體3層樓面搭設(shè)滿堂鋼管腳手架，腳手架頂面標(biāo)高與柱頂埋件平齊，以不影響桁架的滑移。其中在A～B軸間留出寬約9.5 m場(chǎng)地，作為拼裝作業(yè)區(qū)域 （圖1），腳手架每平方米承受力為2 kN，其余為普通作業(yè)區(qū)。安置好拼裝胎架和作業(yè)平臺(tái)，將工廠加工好的構(gòu)件分3段運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)（圖2），采用900 kN汽車吊將其吊至作業(yè)平臺(tái)上，在現(xiàn)場(chǎng)依次進(jìn)行拼裝，拼裝好的桁架翻身起吊至柱頂埋件標(biāo)高的混凝土框架梁軌道上，在A～B軸線間，安裝上下弦支撐，使桁架形成穩(wěn)定體后，進(jìn)行累積滑移[4-6]。

圖1 鋼結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場(chǎng)平面布置示意

圖2 鋼桁架分段吊裝示意

3.2 鋼桁架吊裝機(jī)械選用

本工程HJ1鋼桁架質(zhì)量為14.35 t，吊裝時(shí)吊車臂長(zhǎng)28 m，工作半徑8.50 m； HJ2鋼桁架質(zhì)量為7.36 t，吊裝時(shí)吊車臂長(zhǎng)47 m，工作半徑14.50 m；HJ1鋼桁架分段質(zhì)量為4.72 t，吊裝時(shí)吊車臂長(zhǎng)36 m，工作半徑20 m，選用1臺(tái)TG900E 900 kN汽車吊即可以滿足吊裝要求的各項(xiàng)參數(shù)。

3.3 鋼桁架吊裝施工

1）為了創(chuàng)造安全的施工環(huán)境，確保施工人員安全，在桁架處設(shè)置安全繩，具體做法為2道φ8 mm的鋼絲繩，在上弦安裝3根等距離高1 m的φ50 mm×5 mm的鋼管，上部設(shè)置1道φ8 mm的鋼絲繩作為安全繩。

2）鋼管桁架每榀桁架上弦設(shè)置2個(gè)吊裝點(diǎn)，采用綁扎吊裝。

3）為了控制桁架吊裝過(guò)程中的走向，在鋼桁架兩端捆綁溜繩，進(jìn)而避免鋼桁架與吊車的吊桿和周圍其他設(shè)施發(fā)生碰撞。

4）每榀桁架在吊裝前均設(shè)置纜風(fēng)繩，借以臨時(shí)固定桁架。

5）拆除鋼絲繩必須在相鄰2榀桁架已經(jīng)按照設(shè)計(jì)圖紙固定，并將2榀桁架中間的次支撐安裝和調(diào)整完畢后方可進(jìn)行。

3.4 單榀鋼桁架現(xiàn)場(chǎng)拼裝

本工程主體3層單跨53 m，桁架最高處2.80 m，在工廠里加工后由于超長(zhǎng)，無(wú)法進(jìn)行運(yùn)輸。因此在出廠前將每榀桁架分成3段，擬到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行二次拼裝。但由于施工場(chǎng)地狹小，無(wú)法在地面上進(jìn)行二次整體拼裝后再用吊車吊裝到設(shè)計(jì)圖紙的位置，因此只能在高空操作平臺(tái)上搭設(shè)拼裝胎架，即先利用汽車吊將分段鋼桁架吊至高空拼裝胎架上，然后再將每個(gè)鋼桁架控制點(diǎn)位置及標(biāo)高調(diào)整至規(guī)范規(guī)定的誤差范圍內(nèi)，接著用枕木、千斤頂、倒鏈將分段鋼桁架固定在胎架上，進(jìn)行鋼桁架的整體調(diào)整，在滿足鋼桁架拼裝節(jié)點(diǎn)、水平偏差、垂直偏差、標(biāo)高等設(shè)計(jì)及規(guī)范要求后，最后進(jìn)行焊接。

3.5 整體鋼桁架安裝流程

1）在柱頂混凝土框架梁的3軸線及6軸線上，分別布置安裝2根滑移軌道。

2）第1榀J軸屋面鋼桁架在胎架上拼裝好后，使用汽車吊吊到軌道上的滑移支座上。

3）第2榀H軸屋面鋼桁架在胎架上拼裝好后，使用汽車吊吊到軌道上的滑移支座上。

4）安裝第1榀、第2榀鋼桁架支撐。

5）把安裝好支撐的第1榀、第2榀桁架往北滑移7.50 m，空出位置安裝第3榀G軸鋼桁架。

6）第3榀鋼桁架支撐安裝。

7）第3榀鋼桁架往北滑移7.50 m，空出位置安裝第4榀F軸鋼桁架。

8）按照這個(gè)安裝方法將整個(gè)屋面9榀鋼桁架滑移到位。

3.6 鋼桁架滑移施工

3.6.1 滑移軌道安裝

滿堂腳手架搭設(shè)至3層柱頂預(yù)埋件標(biāo)高后，開(kāi)始安裝滑移軌道?；栖壍涝谡麄€(gè)高空水平滑移中起到限制桁架水平位移和滑移導(dǎo)向作用。本工程設(shè)置2根滑移軌道，分別位于3軸線、6軸線處。軌道上均勻薄涂1層黃油（鈣基潤(rùn)滑油），以減小滑移阻力。滑移軌道在制作安裝過(guò)程中必須精益求精，保證平整度，并要在滑軌兩側(cè)安裝標(biāo)識(shí)，時(shí)刻監(jiān)控滑移施工[7-9]。

3.6.2 滑移工藝及流程

本工程采用鋼結(jié)構(gòu)桁架平臺(tái)拼裝、累積滑移的施工方法，根據(jù)安裝順序，先將工廠加工分成3段的桁架吊至A～B軸線間的拼裝胎架上，再通過(guò)鋼支撐連接，將2榀鋼桁架拼裝成剛性體作為第1組滑移對(duì)象。通過(guò)滑輪組將拼裝好的滑移單元在橡膠支座線上用JJM-10改裝卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行兩點(diǎn)滑移，將鋼桁架剛性體滑移就位。同理，第2組滑移對(duì)象亦按此方法滑移就位。

3.6.3 鋼桁架滑移技術(shù)措施

1）在滑移施工前首先要拉緊葫蘆，分別拉緊桁架并經(jīng)檢查確認(rèn)無(wú)誤后，正式開(kāi)始試滑2 m。接著仔細(xì)檢查試滑對(duì)滑軌的影響，包括表面拉痕、整體偏扭等均應(yīng)進(jìn)行處理校正。完成以上試滑工作后，方可按試滑步驟進(jìn)行正?；?。

2）在滑移施工中，鋼桁架滑移對(duì)象應(yīng)采取防滑措施，在鋼桁架前方應(yīng)用鋼絲繩拉緊，在桁架后方用鋼絲繩與柱連系，每次?；急仨毠潭?。

3）滑移對(duì)象拼裝、焊接、檢測(cè)無(wú)誤后，加裝滑移對(duì)象的防傾支撐、止動(dòng)裝置，以防止傾倒，控制滑移過(guò)程中因慣性帶來(lái)的影響，并布設(shè)鋼絲繩、滑輪組。

4）為了確?；仆剑?根軌道上標(biāo)注尺寸和標(biāo)志線，滑移時(shí)設(shè)專人觀察，同步偏差3 cm時(shí)應(yīng)進(jìn)行調(diào)整并及時(shí)通報(bào)。

3.6.4 鋼桁架滑移安全措施

1）將鋼桁架形成閉合剛體，以控制結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并設(shè)防傾架，防止桁架橫向傾倒。

2）滑移過(guò)程中派專人觀察滑移軌道、滑移梁、頂推器、滾輪等工作情況，一旦發(fā)現(xiàn)異常即及時(shí)報(bào)告項(xiàng)目部。

3）滑移施工中的高空作業(yè)人員要求體檢合格，才能進(jìn)行高空作業(yè)，在作業(yè)時(shí)必須帶好安全帶，安全帶應(yīng)高掛低用。

4 金屬屋面系統(tǒng)安裝

鋼結(jié)構(gòu)主檁條安裝、復(fù)測(cè)→不銹鋼天溝安裝→玻璃保溫棉鋪設(shè)→鋁鎂錳板安裝→包邊泛水板安裝→鋁板安裝→工程收尾→鋼結(jié)構(gòu)屋面竣工驗(yàn)收

5 腳手架搭設(shè)

本工程在主體結(jié)構(gòu)2層的頂板上和東西輔房的屋面上搭設(shè)腳手架，用于3層屋面鋼結(jié)構(gòu)拼裝和安裝。腳手架采用落地式扣件鋼管腳手架，主體結(jié)構(gòu)2層頂板部位搭設(shè)滿堂腳手架，搭設(shè)高度8.60 m，東側(cè)輔房頂搭設(shè)高度4.40 m，西側(cè)輔房頂搭設(shè)高度5.30 m，所有腳手架操作面標(biāo)高均為21.80 m。

腳手架采取單立桿，主體結(jié)構(gòu)南側(cè)9.50 m為桁架拼裝區(qū)域，腳手架每平方米所受荷載為2 kN，立桿縱距1.20 m，橫距1.20 m，步距不超過(guò)1.80 m，每6 m必須設(shè)置1道垂直剪刀撐，斜桿與地面夾角為45～60°之間，自下而上連續(xù)設(shè)置，搭接長(zhǎng)度不少于40 cm，設(shè)置1道水平剪刀撐，此區(qū)域下層13.20 m樓板處的排架在鋼結(jié)構(gòu)施工期間禁止拆除。其余桁架安裝區(qū)立桿縱距1.80 m，橫距1.80 m，步距不超過(guò)1.80 m，每6 m必須設(shè)置1道垂直剪刀撐，斜桿與地面夾角為45～60°之間，自下而上連續(xù)設(shè)置，搭接長(zhǎng)度不少于40 cm，采用φ48 mm鋼管，底部墊木板。

6 結(jié)語(yǔ)

上海體育學(xué)院中國(guó)乒乓球?qū)W院乒乓球訓(xùn)練館工程鋼結(jié)構(gòu)屋架采用平臺(tái)拼裝、累積滑移的高空滑移施工技術(shù)，主要優(yōu)點(diǎn)如下[10,11]：

1）安裝與滑移均在高空中進(jìn)行，不占地面作業(yè)場(chǎng)地，可以與其他土建工作平行或立體交叉施工，從而令總工期縮短。

2）高空滑移無(wú)需大型起重設(shè)備，成本低。

3）特別適用于場(chǎng)地狹小或大型起重設(shè)備無(wú)法進(jìn)入的工