復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)弧形網(wǎng)架滑移施工技術(shù)

趙永澤

（山西五建集團(tuán)有限公司　030032）

復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)弧形網(wǎng)架滑移施工技術(shù)

趙永澤

（山西五建集團(tuán)有限公司030032）

通過工程實(shí)例，介紹了某文體活動(dòng)中心主體育館屋面鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架在大空間、大跨度整體滑移施工技術(shù)的運(yùn)用。施工時(shí)在建筑物的一側(cè)搭設(shè)施工平臺(tái)，建筑物二邊或跨中鋪設(shè)滑道，所有鋼構(gòu)件在施工平臺(tái)上組裝，分條組裝后用牽引設(shè)備向前牽引滑移。從實(shí)施的情況看，完全能滿足相關(guān)的要求，為類似工程提供參考。

大空間；弧形；鋼網(wǎng)架；滑移；質(zhì)量控制

隨著國民經(jīng)濟(jì)的騰飛，大跨度空間結(jié)構(gòu)造型越來越新穎、別致，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜。傳統(tǒng)的施工工藝已無法滿足施工的需要，各施工單位采取各種手段進(jìn)行施工改革：增加大型機(jī)具設(shè)備，改革管理體制，增加勞動(dòng)力及勞動(dòng)時(shí)間，但所有這些方案都無法使施工條件得到根本上改變。施工工藝上的變革成為必然，滑移、整體提升等以往用于橋梁的工藝開始應(yīng)用于大跨度結(jié)構(gòu)的施工中，集團(tuán)公司近年來不斷的在這些工藝的基本思路上，結(jié)合了工程本身的特點(diǎn)推陳出新。取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1　工程概況

襄垣縣文體活動(dòng)中心主體育館是襄垣縣民心工程及標(biāo)志性建筑，位于襄垣縣府前南路，建筑面積11553.97m2，可納觀眾4065人，高度為23.65m，基礎(chǔ)采用柱下條形基礎(chǔ)和獨(dú)立基礎(chǔ)，主體為混凝土框架結(jié)構(gòu)，屋蓋為正方四角錐弧形鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，螺栓球節(jié)點(diǎn)連接采用下弦柱點(diǎn)支承，支撐點(diǎn)為鋼筋混凝土柱頂支承，長(zhǎng)跨85m，短跨40m，失高14.7m。屋面為彩鋼板直立鎖邊屋面系統(tǒng)。地上三層，局部四層，一層為比賽區(qū)、熱身區(qū)，二層三層為看臺(tái)、辦公及功能用房。是一個(gè)能滿足國際單項(xiàng)籃球、排球、乒乓球等比賽的體育場(chǎng)館。

2　施工特點(diǎn)及難點(diǎn)

（1）大跨度桁架體系直接就位在設(shè)計(jì)位置，支座安裝精度易于保證。

（2）行走式塔吊和胎架沿同一方向同步退吊。整個(gè)屋蓋鋼結(jié)構(gòu)吊裝僅由兩臺(tái)以下行走式塔吊和一組胎架即可完成。

（3）可充分利用桁架下部的樓面或地面結(jié)構(gòu)，降低了結(jié)構(gòu)的安裝高度，同時(shí)不需要大量的腳手架及腳手架搭拆人員，降低了設(shè)備投入成本。

（4）采用該工藝使屋蓋鋼結(jié)構(gòu)的吊裝、組對(duì)、焊接、測(cè)量校正、油漆等工序都可在同一胎架上重復(fù)進(jìn)行，即可提高屋蓋的安裝質(zhì)撾、改善施工操作條件，又可以增加施工過程中的安全性。

3　施工工藝流程及關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

3.1施工工藝流程（如圖1）

3.2施工關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

3.2.1軌道設(shè)計(jì)

（1）滑道做法：用行車梁連接成整體，直接固定在管網(wǎng)架底座的短柱上。

（2）軌道的固定方式：軌道分別固定在平行于1-D軸與3-D軸的柱軸線上，用壓板壓住軌道的下翼板，并在原有地腳螺栓上將螺母擰緊固定，同時(shí)將軌道焊接固定在預(yù)埋鐵板和壓板上。

（3）軌道之間的鏈接：每段吊車軌道之間腹板用2個(gè)M16× 55高強(qiáng)螺栓連接固定，翼板焊接固定，滑移過程中節(jié)點(diǎn)位置用20#工字鋼支撐。

（4）軌道側(cè)移的防止：保證軌道與柱子預(yù)埋件上的連接牢固、可靠。在走道上用腳手架鋼管支撐軌道，防止側(cè)移。

（5）滑移接觸面處理：每個(gè)網(wǎng)架支座底部焊接兩條φ20mm圓鋼，與軌道平行放置，用以減少網(wǎng)架支座與軌道的接觸面積。在滑移過程中添加黃油以減少接觸面摩擦系數(shù)。

3.2.2滑移就位控制

（1）平移過程控制，采用單條滑移法，調(diào)整好高度，控制好速度，同時(shí)應(yīng)時(shí)刻注意網(wǎng)架變化情況。

圖1　

（2）網(wǎng)架滑移速度的控制：由于網(wǎng)架跨度大，指揮員在中間平臺(tái)上對(duì)兩側(cè)的滑移速度進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，保證兩邊網(wǎng)架支座在軌道上以相近的速度滑移。兩側(cè)軌道上的工作人員需要聽從指揮員的指揮，確保兩側(cè)的相對(duì)位移控制在5cm以內(nèi)。

（3）網(wǎng)架到位后的安裝：網(wǎng)架滑移到位后，每個(gè)球支座上以一只10t的手動(dòng)葫蘆牽引網(wǎng)架進(jìn)行提升吊裝，一側(cè)起吊需要2只10t葫蘆。

（4）就位控制：就位時(shí)應(yīng)放松千斤頂使網(wǎng)架支座緩慢落在弧形支座上，并控制好支座下落速度。

（5）下弦、上弦就位、調(diào)整后，將所有的副桿組裝就位，點(diǎn)固焊接，用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀測(cè)量記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)，認(rèn)為合格后進(jìn)行焊接主弦和副桿的相貫線焊縫，焊接的順序應(yīng)按相應(yīng)的焊接工藝規(guī)程進(jìn)行，以防產(chǎn)生嚴(yán)重的焊接變形和桁架的扭曲變形。

3.2.3多頭牽拉同步控制

采用二臺(tái)以上卷揚(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)的牽拉軸線處同時(shí)牽拉系統(tǒng)，如因牽拉支座處摩阻力及牽拉力不同影響滑移同步，施工就應(yīng)采取相應(yīng)的措施來保證滑移同步。

（1）采用二臺(tái)以上改裝卷揚(yáng)機(jī)，設(shè)計(jì)專用的控制柜，多臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)既可以同時(shí)啟動(dòng)，又可以單獨(dú)工作糾偏。

（2）在滑移軌1道上設(shè)置刻度標(biāo)尺。每5cm一格，1m為一大區(qū)格，各柱間為一個(gè)控制單元，多條軌道上同時(shí)向卷揚(yáng)機(jī)控制總臺(tái)報(bào)數(shù)，如不同步值超出限值，即可作相應(yīng)的?；幚?。

（3）合理設(shè)計(jì)滑輪組機(jī)構(gòu)，在減小單繩牽拉力的同時(shí)，盡量減小各臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)牽拉力的差距。

3.2.4變形觀察及控制

網(wǎng)架的變形控制：網(wǎng)架跨度大、重量大，在滑移中容易發(fā)生變形，因此采取了如下措施預(yù)防桁架變形：

（1）每?jī)啥碎W(wǎng)架上弦管由5根系桿連接固定；

（2）下弦4個(gè)支座間共設(shè)置4條對(duì)拉、斜拉鋼絲繩素，用葫蘆拉緊，防止網(wǎng)架下弦向外側(cè)展開，并確保軌道滑移平面的穩(wěn)定性。

4　質(zhì)量控制

4.1滑移過程的質(zhì)量控制

（1）控制卷揚(yáng)機(jī)轉(zhuǎn)速，保持滑移速度在300mm/min以下，盡量減小動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)的影響。

（2）同步控制及水平偏差控制：各滑移支座軸線偏移≥控制目標(biāo)時(shí)，發(fā)現(xiàn)警告；各滑移支座軸線偏移≥計(jì)算極限偏移量時(shí)，?；?。各軸線支座間不同步<50mm時(shí)，不間斷修正；各軸線支座間不同步≥100mm時(shí)，?；?。

（3）在軌道上滑移時(shí)，滑移單元到位前應(yīng)采取限位措施，限位精度控制在10mm以內(nèi)。

4.2結(jié)構(gòu)單元拼裝精度控制

表1　結(jié)構(gòu)單元安裝允許偏差

4.3結(jié)構(gòu)單元的穩(wěn)定控制

在軌道上滑移施工時(shí)，軌道需要重復(fù)使用，因而在網(wǎng)架未形成整體結(jié)構(gòu)，就將軌道撤離結(jié)構(gòu)單元，尤其是開始施工時(shí)的第一個(gè)單元，結(jié)構(gòu)單元往往穩(wěn)定性不足，需要加強(qiáng)控制。

（1）進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)單元?jiǎng)澐帧?/p>

（2）將單元網(wǎng)格間所有結(jié)構(gòu)連接件全部連接好，支座按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行固定好后，方可將滑移軌道移走。

（3）如結(jié)構(gòu)單元無法滿足穩(wěn)定要求，按照設(shè)計(jì)進(jìn)行加固。

（4）安裝第一個(gè)單元時(shí)，在結(jié)構(gòu)單元兩側(cè)（剛度較弱方向）增加數(shù)道纜風(fēng)，以增加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和抗風(fēng)能力。

5　安全注意事項(xiàng)

因本工程為大噸位、大體積高空吊裝作業(yè)的特點(diǎn)，因此施工中除嚴(yán)格執(zhí)行國家及地方有關(guān)安全操作規(guī)程外，還應(yīng)認(rèn)真?zhèn)€貫徹執(zhí)行下列特殊的安全保證措施：

（1）組裝胎架是本工法實(shí)施的主要場(chǎng)所之一，滑移單元的組裝、焊接、測(cè)量、油漆均在胎架上完成。因此，拼裝胎架應(yīng)連成整體，使其強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性均可滿足施工操作及安全需要，各胎架間鋪設(shè)走道板，胎架及走道板下滿鋪安全網(wǎng)。

（2）胎架滑移前，應(yīng)認(rèn)真檢查各部位，以防局部產(chǎn)生障礙，影響結(jié)構(gòu)和胎架滑移，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大內(nèi)力和造成人員傷亡。

（3）滑移時(shí)應(yīng)派專人對(duì)滑移過程的軌道、滑移單元的變形，滑移單元的水平偏移，各牽拉點(diǎn)的同步偏差進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。鋼網(wǎng)架是良好導(dǎo)電體，四周應(yīng)接地良好，施工用的電源線必須是膠皮電纜線，所有電動(dòng)設(shè)備應(yīng)裝漏電保護(hù)開關(guān)，嚴(yán)格遵守安全用電操作規(guī)程。

（4）滑移過程中如遇臺(tái)風(fēng)、大雨等惡劣氣候影響時(shí)，應(yīng)中斷滑移，將支座點(diǎn)鎖固在最近的柱頂。

6　結(jié)語

采用整體滑移腳手架作為拼裝屋面鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)時(shí)支承網(wǎng)架，控制了高程和操作平臺(tái)之用，高空滑移工藝成功的施工，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，具有施工安全、快速、經(jīng)濟(jì)、可靠的優(yōu)點(diǎn)。

[1]《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205-2001）.

[2]《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程》（JGJ81-2002）.

TU758.15

A

1673-0038（2015）41-0006-02

2015-9-29

趙永澤（1972-），男，工程師，本科。