偏軸線累計滑移在大跨度管桁架安裝中的應(yīng)用

陳振東 張強

摘? ?要：本文主要以偏軸線累計滑移在大跨度管桁架安裝中的應(yīng)用為重點進行闡述，并期望通過對具體施工的分析以及當(dāng)下管桁架安裝與滑移的相關(guān)認(rèn)識，從管桁架的施工流程、施工過程的重難點解析以及滑移過程中的監(jiān)控等幾方面進行討論，達到提高累計偏軸線滑移在管桁架安裝中的效率，為類似大跨度空間管桁架結(jié)構(gòu)工程施工提供借鑒經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：八支撐? 累計滑移? 偏軸線? 卸載? 滑移監(jiān)控

中圖分類號：TU758? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）06（c）-0010-02

近年來，隨著建筑科學(xué)技術(shù)的的發(fā)展，大跨度空間結(jié)構(gòu)得到了快速的發(fā)展，空間鋼結(jié)構(gòu)作為空間結(jié)構(gòu)的典型代表，其施工技術(shù)與工藝也在發(fā)展中不斷完善?？臻g大跨度空間結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于諸多種類的建筑中，其中以體育場館、航站樓、工廠廠房等為主要代表。大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑空間跨度大、安裝精度要求高，因此采用正確合理的安裝與監(jiān)測方法是鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全的重要保障。

1? 工程介紹及工程方案制定

1.1 工程概況

榆林市體育中心（體育館、游泳館）工程位于榆林市西南新區(qū)中部，坐落在榆陽區(qū)與橫山區(qū)交界處，場館分為兩部分：體育館和游泳館。

體育館平面呈矩形，投影尺寸為：117.6m×94m，結(jié)構(gòu)高度29.45m。鋼屋蓋跨度約70m，采用空間圓管桁架結(jié)構(gòu)，桁架共5榀，沿跨度方向平行布置，每榀間距16.8m。桁架采用圓鋼管，節(jié)點采用相貫連接，斷面為三角形，寬度8.4m，矢高為：3～6m。桁架擱置與周圍混凝土柱頂，上弦支承，支座采用抗拔盆式支座。鋼結(jié)構(gòu)用鋼量約1500t。

游泳館平面投影尺寸為：135m×87.5m，結(jié)構(gòu)高度22.7m。鋼屋蓋跨度約60m，采用空間圓管桁架結(jié)構(gòu)，桁架共13榀，沿跨度方向平行布置，每榀間距9m。桁架節(jié)點采用相貫連接，斷面為三角形，寬度4.5m桁架矢高2.4～3.5m。屋面南側(cè)懸挑，長度約12m。桁架擱置與周圈混凝土柱頂，下弦支承，支座采用盆式支座。鋼結(jié)構(gòu)用量約2200t。

1.2 方案選擇

1.2.1 方案制定

兩館均采用大跨度空間管桁架結(jié)構(gòu)，桁架最大跨度70m，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和現(xiàn)場實際條件，施工方案選用偏軸線累計滑移施工。體育館桁架支座中心線偏兩端軸線200mm，混凝土梁與支座滑移中心不在同一條線上，同標(biāo)高混凝土梁中心間距700mm，滑移中心線距內(nèi)側(cè)混凝土梁100mm，游泳館一側(cè)支座中心線偏軸線400mm，支座中心線與內(nèi)測混凝土梁相差200mm，滑移安裝受阻困難。因此考慮到進行偏軸線做滑移軌道，同時利用PIP219*8斜支撐滑移混凝土梁，以保證滑移安全順利進行。

1.2.2 施工總體思路

體育館和游泳館屋蓋桁架滑移前在各自屋蓋區(qū)兩側(cè)軸線上布置通長的豎向?qū)к壸鳛榛栖壍?，兩館共計四條滑移軌道。根據(jù)各滑移點的液壓油缸種類和數(shù)量，以及要求的滑移速度來布置液壓泵站。現(xiàn)場設(shè)置2臺泵站，每條滑移軌道各1臺，并配置傳感器和實時網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)組成計算機控制系統(tǒng)，用以監(jiān)控滑移過程。

2? 偏軸線累計滑移

2.1 管桁架安裝滑移流程

滑移整體分為以下步驟：準(zhǔn)備工作→測量放線→單體桁架焊接拼裝→八字撐安裝→軌道鋪設(shè)檢查→桁架吊裝就位→定位器、滑靴安裝→頂推設(shè)備安裝→頂推至下一軸線→下一榀吊裝→兩榀桁架系桿連接→兩榀桁架累計滑移→依次完成剩余桁架累計滑移→統(tǒng)一卸載→割除軌道→安裝支座→桁架就位。

2.2 管桁架累計滑移施工技術(shù)要點

2.2.1 滑移同步保證措施

本工程總體采用三種同步控制策略：液壓油缸動作同步控制策略、位置同步控制策略和負(fù)載同步控制策略。

2.2.2 液壓油缸動作同步控制策略

現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)根據(jù)液壓油缸行程信號，確定所有液壓油缸當(dāng)前位置，主控計算機綜合滑移的控制要求和液壓油缸當(dāng)前狀態(tài)信息，決定液壓油缸的下一步動作。當(dāng)主控計算機決定液壓油缸的下一步動作后，向所有液壓泵站發(fā)出同一動作指令，控制相應(yīng)的電磁閥統(tǒng)一動作，實現(xiàn)所有液壓油缸的動作一致，同時伸缸、縮缸或根據(jù)行程信息實時調(diào)節(jié)伸缸速度。

2.2.3 位置同步控制策略

在同步滑移過程中，設(shè)定某一滑移點為主令點，其余點為跟隨點。根據(jù)滑移速度設(shè)定主令點的比例閥電流恒定，進而主令點液壓泵站比例閥開度恒定，主令滑移油缸的伸缸速度恒定，主令點以一定的速度頂推滑移。其余跟隨點通過主控計算機分別根據(jù)該點同主令點的滑移位移來控制這點滑移速度的快慢，以使該跟隨點同主令點的位置跟隨一致。

2.2.4 負(fù)載同步控制策略

以控制各滑移點的負(fù)載分配同步為目標(biāo)，使各滑移點的實際負(fù)載與理論負(fù)載基本一致，采取負(fù)載同步控制策略，同時對各滑移點的空間位置進行監(jiān)控。

2.3 卸載

待桁架統(tǒng)一滑移到位之后，利用塔吊將支座運輸?shù)交炷亮褐?，利用倒鏈與屈臂車相結(jié)合施工方法將支座安裝就位。

3? 施工過程重點監(jiān)測

施工過程受結(jié)構(gòu)自身、施工步驟、施工措施、氣候變化等影響，對安裝過程的變形與應(yīng)力應(yīng)變和胎架釋放位移與應(yīng)力應(yīng)變、氣象等進行監(jiān)測，及時掌握結(jié)構(gòu)變形動態(tài)，確保結(jié)構(gòu)安裝精度和施工安全。

3.1 支撐架安裝

由于本次桁架跨度最大跨度達70m，在滑移前需要進行高空焊接拼接，因此需作臨時支撐系統(tǒng)。本工程采用格構(gòu)式支撐架進行高空拼接。高空拼接的精度很大程度上取決于支撐架自身的安裝精度。在施工前地基的處理、架體整體垂直度和標(biāo)高以及桁架放置后支撐架的變形等問題都需要事先進行驗算，同時在滑移前對各項數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控。

3.2 后澆帶、滑移梁支撐系統(tǒng)監(jiān)控

根據(jù)現(xiàn)場結(jié)構(gòu)條件及滑移混凝土梁截面大小，并且在后澆帶設(shè)置位置需進行臨時加固，以防止滑移過程中結(jié)構(gòu)變形。因此每次滑移前，對滑移梁、后澆帶進行實時監(jiān)測，確保結(jié)構(gòu)安全。

3.3 桁架卸載監(jiān)測

桁架卸載過程中需對桁架進行變形監(jiān)測，主要監(jiān)測桁架撓度變化情況。桁架施工完成后也需定期進行桁架的變形監(jiān)測，監(jiān)測的數(shù)據(jù)與設(shè)計計算的數(shù)據(jù)分析對比，并統(tǒng)計關(guān)鍵點的變形發(fā)展規(guī)律，當(dāng)發(fā)現(xiàn)變化規(guī)律較大時，應(yīng)立即啟動糾偏、矯正措施。

4? 結(jié)語

大跨度空間鋼管桁架結(jié)構(gòu)桿件眾多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用滑移工藝可以最大程度上避免高空搭接滿堂架進行拼裝帶來的安全隱患，同時節(jié)省了資金，施工質(zhì)量也得到了保證。而本文主要從滑移工藝及整體控制和監(jiān)控重點入手，闡述了累計偏軸線滑移在管桁架安裝中的應(yīng)用，為類似大跨度空間管桁架結(jié)構(gòu)工程施工提供借鑒經(jīng)驗。

參考文獻

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