張東川，魏冰遠(yuǎn)

（中交一公局第九工程有限公司，廣州 511300）

1 引言

近年來，隨著鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，大型航站樓、展覽中心等大跨度公共建筑快速崛起， 在各類大型建筑施工過程中以滑移施工為代表的各類新技術(shù)憑借其施工效率高、 安全性好、定位精確等優(yōu)勢(shì)在工程施工中得到廣泛應(yīng)用。 項(xiàng)目滑移施工主要通過在主體結(jié)構(gòu)兩側(cè)鋼柱上布置牛腿搭設(shè)滑移軌道，將單榀桁架采用大型履帶吊吊裝至滑移軌道既定位置后，在桁架兩端使用爬行式液壓千斤頂采用累積滑移的方式進(jìn)行鋼桁架安裝，通過使用該工法，大大解決了項(xiàng)目工期緊、交叉施工等問題。 同時(shí)該方法的成功應(yīng)用為項(xiàng)目后續(xù)屋面鋼桁架施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)[1]。

2 工程概況

某會(huì)展中心項(xiàng)目地上主體結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)形式采用鋼框架+中心支撐，其建筑尺寸南北長(zhǎng)106.8 m，東西長(zhǎng)182.2 m，建筑高度35.3 m，項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)總體用鋼量約1.2 萬t。該主體結(jié)構(gòu)主要分為框架結(jié)構(gòu)和桁架結(jié)構(gòu)兩部分，其中1-A～1-C、1-F～1-H 軸為框架區(qū)域，最大跨度9 m；1-C～1-F 軸為桁架區(qū)域，最大跨度58.2 m。 項(xiàng)目二層桁架主要位于1-C～1-F/1-3～1-8 軸，共計(jì)11 榀，單榀桁架長(zhǎng)54.38 m、高5.76 m，平均質(zhì)量約135 t，加在桁架間次梁二層桁架滑移施工總質(zhì)量約1 600 t。

3 主要施工工藝

鋼結(jié)構(gòu)滑移施工主要工藝流程如下：

框架結(jié)構(gòu)安裝→軌道梁安裝→鋼桁架穿靴→桁架吊裝→鋼結(jié)構(gòu)滑移施工→檢查驗(yàn)收。

3.1 框架結(jié)構(gòu)安裝

地上主體框架結(jié)構(gòu)安裝前車庫(kù)頂板已全部施工完成，其中±0 以下鋼柱在車庫(kù)頂板施工時(shí)同步實(shí)施， 框架結(jié)構(gòu)安裝前采用地下室樓板反支撐+在地面上鋪設(shè)橡膠減震墊及路基箱方式進(jìn)行加固。 地上鋼構(gòu)件吊裝前，在所要吊裝的框架柱的柱翼緣上用記號(hào)筆將鋼柱4 個(gè)翼緣面做好中心標(biāo)記。 在吊裝時(shí)，先將鋼柱下端中線與地下鋼柱的柱中心對(duì)準(zhǔn)， 并及時(shí)安裝上下柱連接夾板；然后架設(shè)2 臺(tái)經(jīng)緯儀，這2 臺(tái)經(jīng)緯儀與安裝鋼柱的夾角成90°，校正鋼柱的垂直度。若有傾斜，則在柱頭上拉鋼絲繩，繩子下端通過倒鏈固定在下節(jié)柱頭上，拉緊倒鏈，即可控制柱子垂直度在允許范圍內(nèi)。 調(diào)整鋼絲繩至現(xiàn)場(chǎng)焊接完成后才可放松拆除。安裝時(shí)首先安裝標(biāo)高+16.000 m 以下的鋼柱、鋼梁及鋼支撐，安裝時(shí)應(yīng)先遠(yuǎn)后近避免就近安裝出現(xiàn)阻礙吊臂吊裝的情況，1-A～1-C、1-F～1-H 軸框架區(qū)域采取兩臺(tái)履帶吊同時(shí)安裝。 其中1-F～1-H 軸框架安裝時(shí)履帶吊位于主體結(jié)構(gòu)外側(cè)優(yōu)先安裝1-E～1-G 軸的構(gòu)件， 再安裝1-H 軸的構(gòu)件；1-A～1-C 框架安裝時(shí)履帶吊位于1-C～1-D 軸， 優(yōu)先安裝1-A～1-B 軸的構(gòu)件，再安裝1-B～1-C 軸的構(gòu)件；安裝時(shí)均應(yīng)先遠(yuǎn)后近、先低后高、自東向西依次安裝。待標(biāo)高+16.000 m 以下鋼構(gòu)件安裝完成后， 按照同樣方式再由東向西安裝標(biāo)高+16.000 m 以上鋼構(gòu)件， 直至兩側(cè)框架結(jié)構(gòu)全部安裝完成，并經(jīng)檢測(cè)符合要求[2]。

3.2 軌道梁安裝

根據(jù)施工工藝需要， 需在1-C 與1-F 軸各布設(shè)一道滑移軌道用于支撐滑移結(jié)構(gòu)[3]。 首先在鋼柱預(yù)制階段預(yù)制滑移軌道梁牛腿，鋼柱安裝完成后，將滑移軌道牛腿補(bǔ)充安裝完畢并要求焊縫為等強(qiáng)焊縫， 同時(shí)牛腿端部應(yīng)上挑5 mm 并復(fù)測(cè)全部牛腿標(biāo)高，使其誤差不超過3 mm，以確保后續(xù)軌道平整。 軌道牛腿安裝完成后，在地面進(jìn)行軌道梁及軌道（見圖1）安裝，其中，軌道梁由HN900 mm×300 mm 工字鋼組成，兩側(cè)翼板使用16 mm厚鋼板進(jìn)行加固，間距1 000 mm。軌道采用43 kg 級(jí)專用鋼軌，軌道及軌道梁之間采用壓板進(jìn)行連接。軌道及軌道梁臨時(shí)連接并吊裝至軌道牛腿上經(jīng)復(fù)測(cè)完成后， 使用φ102 mm×4 mm 圓管每3 000 mm 一道進(jìn)行加固?；栖壍赖陌惭b精度關(guān)系到整體滑移施工的進(jìn)度，滑移軌道就位后需保持軌道中心距53.350 m、軌道水平度高差在±5 mm、直線度±3 mm，軌道頂標(biāo)高9.980 m。

圖1 滑移軌道安裝示意圖

3.3 鋼桁架穿靴

為便于鋼桁架滑移施工，宜在滑移結(jié)構(gòu)底部設(shè)置滑靴，其中滑靴應(yīng)與滑軌可靠接觸， 并應(yīng)滿足滑靴與滑軌局部承壓的要求。 同時(shí)為確保滑移施工安全，避免在施工過程中滑靴脫軌而引發(fā)安全事故，應(yīng)在滑靴兩側(cè)設(shè)置限位板，其單側(cè)距離距滑軌不小于30 mm。 滑靴上表面同樣設(shè)置前后限位板，限位板間距與鋼桁架寬度相同，以避免桁架滑移過程中偏位。 待二層桁架現(xiàn)場(chǎng)組拼完成后， 測(cè)放出滑靴位置并在桁架左右兩側(cè)各安裝一個(gè)滑靴，使兩滑靴中心距為53.350 m，此過程俗稱穿靴。

3.4 桁架吊裝

考慮本項(xiàng)目二層桁架單榀質(zhì)量達(dá)150 t，為滿足拼裝精度需使用胎架進(jìn)行組裝， 胎架組裝區(qū)場(chǎng)地需硬化且平整度需達(dá)標(biāo)，承載力需達(dá)到100 kN/m2，方可滿足拼裝施工要求。 拼裝前應(yīng)對(duì)地面進(jìn)行測(cè)量交接，胎架制作完成后履行驗(yàn)收程序，驗(yàn)收重點(diǎn)主要為觀察焊接節(jié)點(diǎn)是否滿足要求，根部及架體是否牢固等。

為確保吊裝安全，采用在桁架上增加吊耳形式進(jìn)行吊裝，具體吊裝方式為沿桁架長(zhǎng)度方向選取4 個(gè)點(diǎn)位（見圖2），每個(gè)點(diǎn)位沿桁架厚度方向布置兩個(gè)吊點(diǎn)，以此采用“四點(diǎn)八繩”方式進(jìn)行吊裝。 鋼絲繩布設(shè)時(shí)靠?jī)?nèi)側(cè)“兩點(diǎn)四繩”作為桁架主吊點(diǎn)，采用4 根φ65 mm 型鋼絲繩；靠外側(cè)“兩點(diǎn)四繩”作為輔助吊點(diǎn)，采用4 根φ38 mm 型鋼絲繩。 最終通過卸扣將鋼絲繩與吊耳相連，以具備吊裝要求。

圖2 桁架吊裝吊點(diǎn)布置示意圖

首榀鋼桁架吊裝就位后應(yīng)對(duì)其臨時(shí)固定， 其主要方法為將1-8 軸鋼桁架起吊至1-2 軸位置后，在其底部中線兩側(cè)各6.5 m 處采用千斤頂臨時(shí)支撐， 在鋼桁架兩側(cè)各使用4 根φ159 mm×4 mm 圓管進(jìn)行臨時(shí)固定，待固定牢固后，拆除鋼絲繩，進(jìn)行第二榀二層桁架吊裝。 后續(xù)桁架吊裝過程同首榀桁架。

3.5 鋼結(jié)構(gòu)滑移施工

鋼桁架滑移施工首先應(yīng)搭設(shè)二層桁架滑移平臺(tái)，滑移平臺(tái)采用H 型鋼柱及H 型鋼梁作為主要承重構(gòu)件， 平臺(tái)頂部鋪設(shè)花紋鋼板作為人員操作平臺(tái)，花紋鋼板下方設(shè)置角鋼增強(qiáng)花紋鋼板剛度。 安裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照布置圖進(jìn)行安裝，且應(yīng)保證安裝牢固可靠。 第一、二榀鋼桁架就位后，使用汽車吊進(jìn)行桁架間次梁連接使之組合成滑移分塊一，在第一榀桁架左右兩端剛軌道位置各布置一個(gè)液壓油軌，其一端通過銷軸與鋼桁架相連，另一端通過夾軌器與軌道相連。 經(jīng)連接完成后，拆除首榀鋼桁架臨時(shí)固定裝置，使用計(jì)算機(jī)液壓同步控制系統(tǒng)開始鋼桁架滑移，液壓油缸單次滑移行程為600 mm，滑移速度以不超過8 m/h 為宜。 結(jié)合施工圖紙，每次滑移距離為每榀桁架間距離即9 m。 待滑移完成后，重復(fù)鋼桁架組裝、穿靴、吊裝等過程，使鋼桁架吊裝至滑移軌道上，進(jìn)行桁架間次梁連接， 連接完成后再次進(jìn)行第一至第三榀鋼桁架滑移施工，隨著鋼桁架不斷增多，滑移結(jié)構(gòu)質(zhì)量不斷增大，需同步增加液壓油缸。 本項(xiàng)目隨著滑移結(jié)構(gòu)的不斷增大，在第一、三、五、七、九榀鋼桁架兩側(cè)各使用一個(gè)滑移油缸，共計(jì)10 個(gè)，進(jìn)行滑移施工。 待十一榀鋼桁架全部連接就位后，使用液壓同步裝置共同滑移至設(shè)計(jì)位置，最后與對(duì)應(yīng)牛腿連接使之成為永久結(jié)構(gòu)。

3.6 檢查驗(yàn)收

二層鋼結(jié)構(gòu)滑移施工完成后， 對(duì)其安裝精度及撓度進(jìn)行復(fù)測(cè)及監(jiān)測(cè)。 其各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)符合表1 中的相關(guān)要求。

表1 桁架施工允許偏差

4 動(dòng)力系統(tǒng)同步工作原理

液壓同步滑移施工技術(shù)核心設(shè)備采用計(jì)算機(jī)控制， 通過數(shù)據(jù)反饋和控制指令傳遞， 可全自動(dòng)實(shí)現(xiàn)同步動(dòng)作、 負(fù)載均衡、姿態(tài)矯正、應(yīng)力控制、操作閉鎖、過程顯示和故障報(bào)警等多種功能。 施工過程中可以根據(jù)滑移構(gòu)件產(chǎn)生滑移摩擦力的大小來配置頂推油缸的數(shù)量， 本項(xiàng)目二層桁架滑移施工隨著滑移構(gòu)件的不斷增多，最多使用了10 個(gè)頂推油缸。 首榀桁架就位后網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)根據(jù)液壓油缸行程信號(hào)， 確定所有液壓油缸當(dāng)前位置， 主控計(jì)算機(jī)綜合用戶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(dòng)作。 當(dāng)主控計(jì)算機(jī)決定液壓油缸的下一步動(dòng)作后，向液壓泵站發(fā)出同一動(dòng)作指令，控制相應(yīng)的電磁閥統(tǒng)一動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)所有液壓油缸的動(dòng)作一致，同時(shí)伸缸、縮缸或根據(jù)行程信息實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)伸缸速度。 為了保證滑移過程中的位移同步，系統(tǒng)中設(shè)置了超差自動(dòng)報(bào)警功能。 一旦某跟隨點(diǎn)同主令點(diǎn)的同步距離差超過某一設(shè)定值， 系統(tǒng)將自動(dòng)報(bào)警停機(jī)，以便檢查，后續(xù)通過手動(dòng)干預(yù)調(diào)節(jié)。

5 結(jié)語(yǔ)

大跨度鋼結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代化建設(shè)工程中應(yīng)用廣泛， 具備尺寸大、強(qiáng)度大、性能優(yōu)等特點(diǎn)。 其空間結(jié)構(gòu)類型也有很多種，比如網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)等。 在施工過程中鋼結(jié)構(gòu)安裝所使用的方法也很多，如高空散裝法、分條吊裝法、分塊吊裝法、整體提升法等。 本文重點(diǎn)介紹了鋼結(jié)構(gòu)滑移施工工藝及原理，并對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工過程中相應(yīng)的精度控制給出了具體的要求。 同時(shí)為了控制大跨度鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝精度， 還應(yīng)采取規(guī)范的鋼結(jié)構(gòu)安裝順序、支撐系統(tǒng)，結(jié)合大跨度鋼結(jié)構(gòu)力學(xué)原理進(jìn)行施工，保證在安裝過程中荷載不超重，確保施工安全。