鋼構(gòu)件樓地面滑移施工技術(shù)

徐建軍

(寧波建工工程集團(tuán)有限公司,浙江 寧波 315040)

1 工程概況

寧波市D1-2b市政府綜合辦公樓工程位于寧波市東部新城,工程地下室為2層,地下室建筑面積約37 750 m2,綜合樓7層,建筑面積為60 026 m2,工程主體采用框架及型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)。該工程與北側(cè)相鄰的D1-2a綜合商務(wù)樓、信息商務(wù)樓工程的地下室連為一整體,整體地下室東西長(zhǎng)202.2 m,南北長(zhǎng)198.2 m,地下室頂板離自然地坪高差為2、3 m不等,項(xiàng)目南側(cè)有一臨時(shí)施工道路,而道路南側(cè)緊鄰為在建地鐵工程,北側(cè)為在建D1-1a會(huì)議接待中心及D1-1b行政服務(wù)中心,東側(cè)為擬建D1-3a信訪武警中心,見(jiàn)圖1。

根據(jù)本工程的平面位置可以看出項(xiàng)目處于各地塊的中心位置,而上部建筑物又處在地下室的中間區(qū)域。由于本工程鋼構(gòu)件數(shù)量較多,鋼柱分節(jié)最大質(zhì)量為5.83 t,最大高度為8.6 m,鋼梁分節(jié)最大質(zhì)量為9.25 t,最長(zhǎng)長(zhǎng)度為12.65 m,且地下室頂板離地面高差較大,頂板面標(biāo)高也不一,故如何解決鋼構(gòu)件的場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸是本工程的一個(gè)難點(diǎn)。傳統(tǒng)施工中往往采用加固地下室頂板,然后在加固的頂板上再鋪設(shè)路基板或搭建鋼結(jié)構(gòu)車道板,鋼構(gòu)件運(yùn)輸車輛在加固完成的車道上進(jìn)行行走來(lái)實(shí)現(xiàn)。但該方法對(duì)本地下室頂板的加固要求較高,自然地坪至頂板的斜道也難以布置,且費(fèi)用也較大?，F(xiàn)在地下室頂板上采用鋼構(gòu)件樓地面滑移施工技術(shù),較好地解決了傳統(tǒng)鋼構(gòu)件在地下室頂板上運(yùn)輸對(duì)頂板加固成本大,起重設(shè)備選型大,以及會(huì)造成運(yùn)輸車道所在的地下室梁板產(chǎn)生裂縫、滲漏等質(zhì)量隱患問(wèn)題。

2 工藝原理

該鋼構(gòu)件樓地面滑移施工技術(shù)是由軌道結(jié)構(gòu)、滑移小車及牽引裝置組合而成。實(shí)施時(shí)是先安裝軌道結(jié)構(gòu),然后安裝滑移小車及牽引裝置,接著用汽車吊把鋼構(gòu)件吊運(yùn)至滑移小車上進(jìn)行滑移運(yùn)輸至指定位置,最后由汽車吊把鋼構(gòu)件吊離滑移小車進(jìn)行就位安放。見(jiàn)圖2、圖3。

圖2 鋼結(jié)構(gòu)滑移平面布置示意圖

圖3 鋼結(jié)構(gòu)滑移剖面示意圖

3 施工特點(diǎn)

1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,靈活性強(qiáng),效率高。既可以對(duì)小型鋼構(gòu)件通過(guò)一輛滑移小車進(jìn)行滑移,也可以根據(jù)大型鋼構(gòu)件的長(zhǎng)度通過(guò)調(diào)整前后兩輛滑移小車的間距進(jìn)行滑移。

2)滑移軌道及滑移小車制作簡(jiǎn)單,重復(fù)利用率高,只需一次投入可進(jìn)行多個(gè)項(xiàng)目的重復(fù)使用,成本較低。

3)鋼構(gòu)件可直接滑移到就位位置,起重機(jī)械的選型不用考慮卸貨點(diǎn)的起吊距離,只需要考慮安裝及其就位點(diǎn)的距離即可,大大降低了起重機(jī)械的型號(hào),節(jié)省了起重機(jī)械的租賃費(fèi)用。

4)滑移軌道以梁為主要受力支點(diǎn),局部采用支點(diǎn)加固,故不會(huì)對(duì)板產(chǎn)生沖擊荷載,避免了對(duì)梁板結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫及滲漏水的隱患。

5)卸貨及就位可采用單獨(dú)的汽車吊進(jìn)行,不需要再利用主體施工的塔吊機(jī)械,故極大地提高了施工進(jìn)度。

4 主要施工方法

4.1 滑移機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1)滑移機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)所需滑移最大鋼構(gòu)件的質(zhì)量和尺寸、卸貨點(diǎn)與吊裝就位點(diǎn)的距離、樓地面的標(biāo)高等綜合確定,使該結(jié)構(gòu)能夠承受最大鋼構(gòu)件的設(shè)計(jì)荷載[1]。

2)建筑施工構(gòu)件滑移機(jī)構(gòu)包括滑軌、滑移小車及牽引裝置,是由牽引裝置牽引裝載鋼構(gòu)件的滑移小車沿滑軌滑移到達(dá)吊裝就位點(diǎn)。

3)滑軌由平行的軌道構(gòu)成,各軌道為H型鋼,H型鋼的上翼板板面作為軌道面,H型鋼的下翼板與樓地面混凝土或鋼支座固定。

4)滑移小車是由滑車結(jié)構(gòu)及滑輪組組合而成?；嚱Y(jié)構(gòu)是通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算確定,由H型鋼或方鋼管焊接組合而成,其底部共有4個(gè)滑輪組,每個(gè)滑輪組由4個(gè)滑輪組合而成。滑車結(jié)構(gòu)的側(cè)向共有4個(gè)限位滑輪組,分別安裝在滑移小車軌道方向的側(cè)面,以防止滑移小車在運(yùn)行過(guò)程中偏離軌道。

5)牽引裝置是由1臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)與1個(gè)定滑輪組合而成,卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝在H型鋼軌道末端的外側(cè),定滑輪固定在軌道封頭型鋼水平連接桿的鐵板小孔上。見(jiàn)圖4、圖5。

圖4 水平樓地面鋼結(jié)構(gòu)滑移機(jī)構(gòu)剖面示意圖

圖5 高低差樓地面鋼結(jié)構(gòu)滑移機(jī)構(gòu)剖面示意圖

4.2 梁板局部支點(diǎn)加固

1)頂板局部支點(diǎn)加固主要是對(duì)軌道支承受力點(diǎn)、汽車吊行進(jìn)線路梁板結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)吊裝區(qū)域就位堆放點(diǎn)。

2)對(duì)已設(shè)計(jì)軌道路線所經(jīng)過(guò)的梁板結(jié)構(gòu)進(jìn)行復(fù)核,如不能滿足要求的部位可采用型鋼柱進(jìn)行加固。一般情況下,水平樓地面鋼結(jié)構(gòu)滑移軌道所經(jīng)過(guò)的梁板結(jié)構(gòu)均能滿足受力要求,但對(duì)有高低差的滑移軌道下支撐有型鋼立柱且無(wú)梁的位置,需要對(duì)其對(duì)應(yīng)的梁板結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐加固。

3)鋼結(jié)構(gòu)安裝需要汽車吊進(jìn)行配合,在汽車吊行走路線所經(jīng)過(guò)的梁板位置均應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)復(fù)核,特別是在汽車吊支腿位置均應(yīng)進(jìn)行加固。

4)在吊裝區(qū)域鋼結(jié)構(gòu)就位位置,由于鋼結(jié)構(gòu)堆放集中,在該區(qū)域需要對(duì)其進(jìn)行受力分析,可采用鋼管腳手架或型鋼進(jìn)行加固。

5)梁板結(jié)構(gòu)支撐加固可提請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)單位對(duì)梁板配筋進(jìn)行調(diào)整,在不違反設(shè)計(jì)規(guī)范的前提下盡可能滿足施工荷載的要求,以減少加固支撐費(fèi)用。

4.3 軌道制作及安裝

1)軌道是由HW型鋼制作,根據(jù)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度及規(guī)格尺寸進(jìn)行下料,其規(guī)格一般采用200 mm×200 mm×10 mm×12 mm。

2)軌道結(jié)構(gòu)是由兩根平行的HW型鋼及其支撐組合而成。為了適應(yīng)在不同高低跨的混凝土結(jié)構(gòu)平面上進(jìn)行滑移,軌道結(jié)構(gòu)可以隨結(jié)構(gòu)平面高度的變化分為兩種形式組合應(yīng)用,也可以采用一種形式單獨(dú)應(yīng)用。

3)在軌道安裝之前,需要根據(jù)滑移機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行彈線放樣,標(biāo)記出軌道、結(jié)構(gòu)梁及軌道立柱的中心線和邊線。

4)對(duì)樓地面有高差的部位,低跨處應(yīng)設(shè)置H型鋼立柱作為支座,立柱應(yīng)支撐在樓板梁上,其底部放置H250 mm×115 mm×6 mm×8 mm的H型鋼,此型鋼橫鋪在樓板梁上,相鄰H型鋼立柱之間用角鋼進(jìn)行八字對(duì)撐,以增強(qiáng)軌道結(jié)構(gòu)基座的整體穩(wěn)定性,安裝好后的立柱頂面高度應(yīng)與高跨處的地下室頂板混凝土面相平[2]。

5)低跨處型鋼支座的下翼緣通過(guò)預(yù)埋在混凝土頂板內(nèi)的預(yù)埋螺栓穿過(guò)焊接鋼板的小孔用螺母對(duì)H型鋼進(jìn)行固定。

6)低跨處的H型鋼立柱安裝完成后,便可對(duì)軌道進(jìn)行全面鋪裝,HW型鋼軌道鋪設(shè)在型鋼立柱的頂面上,鋪設(shè)時(shí)軌道中心線應(yīng)與立柱中心線重合。見(jiàn)圖6。

圖6 軌道安裝完成示意圖

7)高跨處的H型鋼軌道直接鋪設(shè)在混凝土的頂板上。對(duì)于同一標(biāo)高水平面上的滑移軌道放置時(shí),為防止在運(yùn)輸構(gòu)件時(shí)軌道施加給樓面的力過(guò)大,在軌道與樓面梁接觸處墊設(shè)30 mm的鋼板,鋼板規(guī)格根據(jù)下方樓面梁的寬度進(jìn)行設(shè)置,鋼板用預(yù)埋螺栓固定,滑移軌道間用HW200×200×10×12的型鋼進(jìn)行連接。見(jiàn)圖7。

圖7 水平面軌道鋪設(shè)支墊示意圖

8)軌道安裝時(shí)應(yīng)先進(jìn)行臨時(shí)固定,焊接時(shí)為點(diǎn)焊,待校正好兩軌道之間的間距及頂面標(biāo)高后,低跨處HW型鋼軌道直接用電焊同型鋼立柱進(jìn)行焊接固定,高跨處其固定方法與低跨處H型鋼水平支座的固定方法一致。

9)軌道安裝完畢后,應(yīng)在首末兩端焊接封頭板,既作為軌道結(jié)構(gòu)橫向的連接結(jié)構(gòu),又作為牽引裝置和緩沖裝置的固定結(jié)構(gòu)。

4.4 滑車組裝

滑車小車結(jié)構(gòu)及底部的滑輪組可根據(jù)設(shè)計(jì)方案預(yù)先進(jìn)行加工組裝，為了提高側(cè)向限位滑輪組的安裝精度，應(yīng)在軌道結(jié)構(gòu)鋪裝完成后把小車擱置在軌道上，然后根據(jù)兩軌道間的實(shí)際距離對(duì)其進(jìn)行焊接拼裝[3]。通常情況下，在軌道上放置兩輛滑移小車即可完成大型鋼構(gòu)件的滑移工作。見(jiàn)圖8。

圖8 滑車組裝完成示意圖

4.5 牽引裝置安裝及試車

1)牽引裝置中的卷?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)底盤(pán)的錨栓固定在接近軌道末端處的外側(cè)位置上，繞于卷?yè)P(yáng)機(jī)上的鋼絲繩穿過(guò)焊接在末端型鋼上的定滑輪組進(jìn)行牽引工作。

2)在鋼構(gòu)件滑移前應(yīng)對(duì)滑移機(jī)構(gòu)進(jìn)行試車。先進(jìn)行空車運(yùn)行試驗(yàn),以檢驗(yàn)滑移小車滑行過(guò)程中的平穩(wěn)性,然后進(jìn)行載荷試車,以設(shè)計(jì)容許最大載質(zhì)量進(jìn)行試車。

3)載荷試車過(guò)程中及試車后應(yīng)對(duì)滑移小車及軌道結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面檢查,主要是檢查滑移過(guò)程中是否有異響,各緊固件是否有松動(dòng),軌道結(jié)構(gòu)各連接點(diǎn)及結(jié)合部位的空隙是否適當(dāng),軌道表面的水平度是否有變化。

4.6 鋼構(gòu)件裝車就位

1)鋼構(gòu)件根據(jù)長(zhǎng)度分為兩種形式裝車就位,長(zhǎng)度較短的小型鋼構(gòu)件用一輛滑移小車裝車,對(duì)于長(zhǎng)度較長(zhǎng)的大型鋼構(gòu)件是用前后兩輛滑移小車裝車就位。

2)小型鋼構(gòu)件裝車時(shí)應(yīng)確?；菩≤嚨耐饪虺叽缗c鋼構(gòu)件外邊緣尺寸相匹配,鋼構(gòu)件在滑移小車外緣懸空長(zhǎng)度最多不能超過(guò)小車外緣的三分之一,且懸空長(zhǎng)度在前后左右各兩個(gè)方向要對(duì)稱擱置,重心與滑移小車的重心相重合。

3)大型構(gòu)件裝車就位前應(yīng)先移動(dòng)滑移小車至軌道的外側(cè)邊緣位置,然后根據(jù)鋼構(gòu)件擱置點(diǎn)的長(zhǎng)度調(diào)整兩輛滑移小車的間距,其中一輛滑移小車移動(dòng)到軌道的首端處,作為鋼構(gòu)件的一個(gè)擱置點(diǎn),另一輛滑移小車移動(dòng)到鋼構(gòu)件的另一個(gè)擱置點(diǎn)位置處。

4)鋼構(gòu)件運(yùn)輸車輛行駛至滑移軌道外側(cè)的建筑物邊緣處,可用一輛汽車吊把鋼構(gòu)件直接從貨車上卸貨至滑移小車上。

5)構(gòu)件放置到滑移小車上后,用繩子把構(gòu)件和小車?yán)壍揭黄?以免在滑動(dòng)過(guò)程中構(gòu)件滑動(dòng),出現(xiàn)安全事故。

4.7 鋼構(gòu)件滑移

1)構(gòu)件滑移是通過(guò)牽引裝置進(jìn)行的,牽引裝置上的卷?yè)P(yáng)機(jī)是鋼構(gòu)件滑移的動(dòng)力裝置。

2)牽引裝置卷?yè)P(yáng)機(jī)上的鋼絲繩同滑移小車進(jìn)行連接固定,然后開(kāi)動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)收緊鋼絲繩,拉動(dòng)滑移小車及載運(yùn)的鋼構(gòu)件滑移至軌道末端汽車吊卸車范圍內(nèi)即可[4]。

3)滑移過(guò)程中,滑移小車的末端綁扎一根繩索進(jìn)行牽拉,該繩索與預(yù)埋在混凝土中的鋼管、地錨進(jìn)行盤(pán)繞,以控制鋼構(gòu)件停止滑移時(shí)向前產(chǎn)生的慣性力,另外,該繩索還可以把滑移小車卸貨后空車?yán)卦c(diǎn)。見(jiàn)圖9。

圖9 鋼構(gòu)件牽引滑移示意圖

4.8 鋼構(gòu)件卸車就位

1)鋼構(gòu)件滑移至汽車吊起重能力的卸貨區(qū)域后就可以從滑移小車上進(jìn)行起吊卸車并就位至堆放區(qū)域。卸車前應(yīng)對(duì)滑移小車前后滑輪用木楔進(jìn)行固定,以防止卸車過(guò)程中小車滑動(dòng)[5]。

2)就位堆放區(qū)域應(yīng)在起重機(jī)械吊裝的起重半徑范圍內(nèi),其堆放區(qū)域的梁板應(yīng)預(yù)先經(jīng)計(jì)算復(fù)核加固,小型構(gòu)件應(yīng)盡可能放置在梁中心線位置,大型構(gòu)件應(yīng)垂直于主梁方向擱置。

3)鋼構(gòu)件就位位置下方應(yīng)安放墊木,構(gòu)件疊放最多不得超過(guò)兩層。汽車吊在就位安放過(guò)程中應(yīng)輕放,不得快速下落,以免對(duì)梁板造成沖擊荷載。

4.9 鋼構(gòu)件起吊安裝

1)鋼構(gòu)件起吊安裝根據(jù)鋼構(gòu)件的質(zhì)量及安裝部位分為塔吊安裝和汽車吊安裝兩種形式。

2)安裝前必須對(duì)鋼構(gòu)件進(jìn)行預(yù)檢,預(yù)檢內(nèi)容為形狀尺寸、螺栓孔、摩擦面、剖口要求、梁的撓曲等。

3)在鋼結(jié)構(gòu)吊裝之前,應(yīng)對(duì)錨栓的絲扣進(jìn)行保護(hù),在安裝過(guò)程中,應(yīng)保證構(gòu)件自身的穩(wěn)定,必要時(shí)應(yīng)設(shè)立臨時(shí)支撐。

4)鋼構(gòu)件安裝到位后,先用與螺孔同直徑的沖釘作定位,然后用與永久螺栓同直徑的普通螺栓作臨時(shí)固定,普通螺栓的數(shù)量不少于節(jié)點(diǎn)總螺栓數(shù)的三分之一,且不少于2只。臨時(shí)固定按上述要求完成后,方可拆除吊梁索具。

5)為節(jié)省塔吊、吊車吊裝提升和下落所需的時(shí)間,對(duì)小型構(gòu)件可采用一次吊裝多根的方法。

6)鋼梁質(zhì)量大于或等于5 t時(shí),在鋼構(gòu)件的上翼緣焊接吊耳板,使用4.9 t或更大的卸扣進(jìn)行吊裝。

7)鋼梁質(zhì)量在5 t以下時(shí),在鋼構(gòu)件的上翼緣上鉆吊裝孔,在孔中穿2～4.9 t的合金卸扣進(jìn)行吊裝。

4.10 滑移軌道體系拆除回收

1)鋼構(gòu)件全部安裝完成后, 可對(duì)滑移軌道體系進(jìn)行拆除及回收。先拆除牽引裝置,然后拆除滑移小車,最后拆除軌道及其支撐體系。

2)滑移軌道體系拆除后應(yīng)對(duì)滑移小車的滑輪及牽引裝置的滑輪用牛油進(jìn)行涂刷保養(yǎng),滑移軌道及其支撐體系涂刷機(jī)油或防銹漆進(jìn)行保養(yǎng),以備二次使用。

3)拆除完成后應(yīng)對(duì)樓板的預(yù)埋螺栓進(jìn)行割除并對(duì)混凝土表面進(jìn)行防水處理。

5 結(jié) 語(yǔ)

鋼構(gòu)件滑移機(jī)構(gòu)制作安裝簡(jiǎn)單,可供類似工程進(jìn)行多次周轉(zhuǎn)使用,綜合成本較低。另外,由于軌道主要是通過(guò)梁來(lái)傳遞上部的荷載,只需對(duì)梁支點(diǎn)局部進(jìn)行加固,不需對(duì)板進(jìn)行全面加固,故大大減少了地下室的加固費(fèi)用。再者,如果采用塔吊進(jìn)行安裝作業(yè),塔吊選型只需考慮就位半徑的起吊能力即可,不需要考慮卸貨點(diǎn)的起重距離,故極大地節(jié)省了大型機(jī)械設(shè)備的租賃費(fèi)用。

該施工技術(shù)既適用于鋼結(jié)構(gòu)的滑移,又適用于PC等預(yù)制構(gòu)件的滑移；既適用于同一標(biāo)高混凝土基層面上的滑移,也適用于不同高低跨混凝土基層面上通過(guò)設(shè)置軌道結(jié)構(gòu)基座進(jìn)行滑移。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,施工方便,經(jīng)濟(jì)效益明顯,故可為類似工程提供借鑒和參考。