大跨度空間結(jié)構(gòu)整體滑移技術(shù)應(yīng)用

胡傳寶，邵 鑫，郝玉杰，董新華

北京天潤(rùn)建設(shè)工程有限公司，北京 100062

1 工程概況

銀帆·西雅圖工程商業(yè)樓中央天井頂部為鋼管桁架，主桁架為Ф219*8+Ф159*6無(wú)縫鋼管相貫線連接，屋面鋼索張拉玻璃幕墻結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)高度位于屋面64.5m標(biāo)高位置，天井最大跨度28.2m，最小跨度21.5m，覆蓋面積640m2，鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)為預(yù)埋件銷(xiāo)栓連接，鋼結(jié)構(gòu)間為焊接。四榀鋼管桁架及周邊附屬鋼架總重約37.0t，該鋼結(jié)構(gòu)下部的混凝土結(jié)構(gòu)及預(yù)埋件已提前施工完畢，將鋼管桁架及周邊鋼架拼裝后的結(jié)構(gòu)一次性整體滑移就位。

本文主要介紹了在高空中央天井位置無(wú)法使用機(jī)械安裝的情況下，可采用先拼裝后整體滑移就位的施工方法，對(duì)類(lèi)似工程提供了切實(shí)有用的施工經(jīng)驗(yàn)。

2 方案的選擇

因本工程桁架跨度比較大（最長(zhǎng)處28.2m），考慮制作、運(yùn)輸、吊裝等方面的問(wèn)題，將采用桁架工廠斷開(kāi)，現(xiàn)場(chǎng)拼接后整體滑移的方法進(jìn)行施工，具體安裝方法如下：

考慮桁架所處位置在標(biāo)高64.5m，并綜合考慮安全等因素，采用整體拼裝滑移的方法進(jìn)行施工，這種施工方法多用于鋼網(wǎng)架安裝。安裝前先將待滑移鋼結(jié)構(gòu)用手扳葫蘆固定于拼裝面的滑道上，滑道采用現(xiàn)場(chǎng)原有20a槽鋼加工制作，鋼桁架拼裝成整體后滑移到指定的安裝位置。滑道梁及滑道梁支柱均采用雙20a槽鋼加工制作，滑道支柱與屋面混凝土結(jié)構(gòu)可靠連接。

現(xiàn)場(chǎng)拼裝位置平面圖

3 鋼管桁架的運(yùn)輸

鋼管桁架在制作車(chē)間應(yīng)分解制作，每榀桁架分解成3小節(jié)，周邊鋼架每1.5m為1節(jié)，分解位置在各桁架及鋼架的交接處，桁架運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)前應(yīng)先進(jìn)行預(yù)拼裝，拼裝合格后再運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。

鋼管桁架從制作車(chē)間運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)后，先用15t汽車(chē)吊將構(gòu)件逐個(gè)吊至建筑物一層樓面邊緣塔吊回轉(zhuǎn)半徑以?xún)?nèi)，因鋼管桁架分解后每節(jié)重量不大于1.0t，可用塔吊直接吊至屋面鋼管桁架拼裝區(qū)域，吊至拼裝區(qū)域時(shí)應(yīng)分散擺放，使樓板均勻受力。

4 鋼管桁架的拼裝及滑移

4.1 鋼桁架的拼裝

由于鋼桁架整體重量較大，鋼桁架滑道下方需支頂，支頂采用鋼管腳手架，要求立桿橫縱向間距均不大于900mm，步距1200mm。鋼桁架的滑道均采用20a槽鋼制作，每側(cè)3個(gè)滑道，滑道鋼梁及支柱采用雙20a槽鋼背對(duì)背焊接，支柱與混凝土通過(guò)1塊250mm×250mm×15mm的鋼板連接，鋼板用4M16化學(xué)錨栓固定在原混凝土梁上；支柱與滑道鋼梁通過(guò)1塊200mm×200mm×15mm的鋼板焊接連接。具體方式見(jiàn)下圖：

本桁架整體滑移時(shí)下部共設(shè)6個(gè)支撐點(diǎn)，每個(gè)支撐點(diǎn)位置設(shè)1個(gè)小滑車(chē)，在小車(chē)固定之前事先應(yīng)在滑道上空載往返數(shù)次，檢查通軌情況，發(fā)現(xiàn)受阻立即處理，滑移車(chē)應(yīng)經(jīng)常檢查，及時(shí)檢查輪軸等，檢查無(wú)誤后用木楔將滑車(chē)固定在滑道上的指定位置。

因桁架整體拼裝后總重約37.0t，每個(gè)支撐點(diǎn)重約6.17t，需對(duì)鋼梁強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算；

鋼滑道梁的受力計(jì)算(按簡(jiǎn)支梁考慮)：

式中，M為鋼梁跨中彎矩；

P為鋼桁架軌道每個(gè)支點(diǎn)力的設(shè)計(jì)值，P=1.2×61.7KN=74.04kN；

q為槽鋼自重設(shè)計(jì)值， q=1.2×3×0.23kN/m=0.83kN/m；

l為鋼梁滑道的凈跨， l=2.80m。

w為鋼梁抵抗矩， w=2×178000mm3=356000mm3

由于鋼桁架跨度較大，桁架拼裝總體上分兩步；

第一步：主桁架的拼裝；

井字形鋼管桁架為鋼結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件，先拼裝此部位主桁架，拼裝采用塔吊配合施工，鋼桁架每個(gè)端部用1個(gè)5t的手扳葫蘆臨時(shí)固定，防止鋼桁架移位；

第二步：主桁架周邊附屬鋼架的拼裝；

第二步拼裝是在第一次拼裝的基礎(chǔ)上進(jìn)行，拼裝時(shí)注意各節(jié)點(diǎn)的焊接質(zhì)量、位置、尺寸的正確，拼裝時(shí)應(yīng)對(duì)稱(chēng)拼裝，避免桁架拼裝時(shí)一側(cè)過(guò)重產(chǎn)生傾覆，鋼桁架焊接時(shí)固定在6個(gè)滑車(chē)上，鋼桁架通過(guò)枕木將荷載傳至滑車(chē)上

第一步拼裝完成后

第二步拼裝完成后

4.2 鋼桁架的整體滑移

現(xiàn)場(chǎng)屋面布置圖

鋼桁架整體安裝結(jié)束后檢查鋼桁架在滑道上的定位、滑車(chē)和枕木的固定情況，確定無(wú)誤后在桁架的尾部前、后各安裝兩個(gè)5t的牽引手扳葫蘆，滑移前去掉桁架四個(gè)端部臨時(shí)固定用的5t手扳葫蘆，并逐個(gè)去掉滑車(chē)限位用的木楔，拉動(dòng)手扳葫蘆滑移桁架，邊松動(dòng)桁架后方手扳葫蘆邊拉動(dòng)桁架前方手扳葫蘆，當(dāng)手扳葫蘆需要向前移位置時(shí)，需停止滑動(dòng)并逐個(gè)移動(dòng)手扳葫蘆在原結(jié)構(gòu)上的固定位置，整體桁架的同步差≤50mm，滑車(chē)速度≤1.0m/min，使得整體鋼結(jié)構(gòu)緩慢勻速的滑移到待安裝位置，滑移過(guò)程中檢查滾輪與滑軌的接觸狀態(tài)，若發(fā)現(xiàn)單軌承重，輪側(cè)強(qiáng)烈摩擦軌側(cè)，滑道鋼梁變形等應(yīng)及時(shí)處理，滑移到位后根據(jù)事先確定的安裝位置對(duì)鋼桁架進(jìn)行糾偏，用千斤頂和手扳葫蘆將其軸線和標(biāo)高調(diào)整到位，確定位置無(wú)誤后通過(guò)升降千斤頂逐個(gè)去掉滑車(chē)和枕木，將桁架與與結(jié)構(gòu)預(yù)埋件銷(xiāo)栓連接，至此完成鋼桁架整體滑移安裝的全部工序。

牽引力的計(jì)算：

式中，f2為鋼制輪與鋼之間的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，取0.05；

r為軸半徑；

R為鋼輪半徑；

f3為滾動(dòng)輪與軸間摩擦系數(shù)，取0.10；

R2為鋼桁架總重量標(biāo)準(zhǔn)值；

桁架用兩個(gè)5t的手扳葫蘆共100kN的力滿足牽引力要求。

5 鋼桁架拼裝滑移注意事項(xiàng)

由于現(xiàn)場(chǎng)屬于多作業(yè)隊(duì)交叉作業(yè)，所以必須確定危險(xiǎn)源，設(shè)置安全標(biāo)志牌、拉警戒線，設(shè)專(zhuān)人監(jiān)管負(fù)責(zé)，以免現(xiàn)場(chǎng)人員遭到無(wú)意的損害。

吊裝作業(yè)前，必須先行檢查索具、支架，不得超過(guò)額定載荷。被損傷的鋼繩，一律不得使用。正常磨損股絲應(yīng)按規(guī)定更新。考察場(chǎng)地，確定拼裝滑移路線?；茣r(shí)，必須正確把握構(gòu)件重心，滑移應(yīng)緩慢勻速進(jìn)行。桁架兩側(cè)設(shè)置專(zhuān)用滑道，由專(zhuān)人控制，避免構(gòu)件脫軌引發(fā)事故。

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)專(zhuān)職電工負(fù)責(zé)安裝、維修和管理用電設(shè)備，嚴(yán)禁私拉亂接電器，拆接電必須找電工，臨時(shí)接線不得使用裸線，電路架設(shè)要按規(guī)范要求進(jìn)行，防止電線被碾壓或被冰雪凍結(jié)面造成漏電，斷電事故。電源開(kāi)關(guān)、控制箱等設(shè)施要加鎖，并設(shè)專(zhuān)人負(fù)責(zé)管理，防止漏電觸電。

施工機(jī)具接入電源，必須經(jīng)漏電開(kāi)關(guān)、配電線路至用電設(shè)備實(shí)行二級(jí)到三級(jí)漏電保護(hù)，其末端漏電開(kāi)關(guān)額定漏電動(dòng)作電流不大于30mA，漏電不動(dòng)作電流不小于15mA。手持電動(dòng)工具和危險(xiǎn)場(chǎng)所（潮濕或易導(dǎo)電的地方）漏電開(kāi)關(guān)額定動(dòng)作電流不大于15mA，漏電不動(dòng)作電流不小于7mA。

6 結(jié)論

本文通過(guò)介紹銀帆·西雅圖工程商業(yè)樓中央天井大跨度鋼骨結(jié)構(gòu)的整體拼裝滑移全過(guò)程，在高空無(wú)法使用吊車(chē)（塔吊或汽車(chē)吊）的情況下，采用整體滑移安裝。該方案靈活機(jī)動(dòng)，安全高效，所有施工人員均非高空作業(yè)，非常適合本工程的特點(diǎn)，對(duì)類(lèi)似工程提供了切實(shí)有用的施工經(jīng)驗(yàn)。

[1]建筑施工手冊(cè)（第四版）縮印本[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.