大噸位及大跨度室內(nèi)鋼大梁滑移法拆除施工

陳淑麗

(山西一建集團(tuán)有限公司鋼結(jié)構(gòu)分公司，山西侯馬 043000)

1 概述

我公司承接的晉國(guó)博物館工程，其中的1號(hào)車馬坑是目前發(fā)現(xiàn)的西周時(shí)期最大的車馬坑，跨度東西33 m，南北25.8 m，為遺址保護(hù)廳的主要部分，現(xiàn)已挖開(kāi)，并且坑壁橫向裂紋明顯，局部土皮剝落。1號(hào)車馬坑屋蓋設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)形式呈矩形，采用鋼筋混凝土井字梁，澆筑混凝土井字梁需要搭設(shè)滿堂紅腳手架。

本文所說(shuō)的拆除的鋼大梁的作用有兩個(gè):

1)保護(hù)1號(hào)車馬坑的文物不受屋蓋施工的影響;

2)為了保證滿堂紅腳手架不對(duì)車馬坑覆蓋層產(chǎn)生豎向荷載壓力，滿堂紅腳手架搭設(shè)在由主次鋼梁組成的鋼承托平臺(tái)上。

鋼大梁拆除時(shí)的周圍環(huán)境:

1)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)、裝修施工要求和總體進(jìn)度安排，1號(hào)車馬坑支模鋼承托平臺(tái)拆除的前提條件是在屋面結(jié)構(gòu)工程(屋蓋混凝土結(jié)構(gòu)樓板底標(biāo)高為9.9 m，混凝土梁底標(biāo)高為8.5 m)、框架標(biāo)高6.4 m的圈梁都已澆筑完成，室內(nèi)屋頂裝修工程全部完工，所以無(wú)法借助屋蓋混凝土井字梁進(jìn)行拆除。

2)1號(hào)車馬坑四周有4 m外廊，高度和車馬坑一樣，無(wú)法采用吊車。

3)坑壁橫向裂紋明顯，局部土皮剝落，周圍的土體不允許有額外的側(cè)壓力，無(wú)法采用大型設(shè)備拆除。

4)車馬坑文物覆蓋層不能承重，不能將鋼大梁就地分解拆除。

5)鋼大梁較長(zhǎng)、較重。1號(hào)車馬坑支模鋼承托平臺(tái)是由31榀1 800 mm高焊接H型鋼鋼大梁用上下弦水平、垂直支撐等連接起來(lái)的。其主次梁中每根長(zhǎng)為26.04 m，單根最重約10.54 t，最輕約6.2 t。

鋼平臺(tái)平面布置圖見(jiàn)圖1。

圖1 鋼平臺(tái)平面布置圖

2 施工技術(shù)難點(diǎn)和施工工藝的研究與改進(jìn)

通過(guò)研究分析可知，鋼大梁滑移法拆除施工技術(shù)難點(diǎn)主要如下:1)鋼大梁拆除時(shí)頂升點(diǎn)的確定和加固的問(wèn)題;2)滑移過(guò)程中鋼梁的穩(wěn)定性問(wèn)題;3)滑移過(guò)程中的同步控制問(wèn)題;4)滑移設(shè)備的選用問(wèn)題。

針對(duì)上述四個(gè)主要難點(diǎn)，我們會(huì)同有關(guān)技術(shù)人員組成科研小組，開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，認(rèn)真查閱相關(guān)技術(shù)資料、討論、確定方案，進(jìn)行專家論證，采取有效對(duì)策，并找到了解決難點(diǎn)的突破口。

剛開(kāi)始時(shí)我們借鑒網(wǎng)架滑移法的經(jīng)驗(yàn)，采用軌道鋼作為滑移軌道，鋼梁滑移到端頭后進(jìn)行解體拆除的方案，即在車馬坑兩邊鋪上枕木、滑道，利用倒鏈將鋼梁滑出，采用的是滑動(dòng)摩擦。經(jīng)分析研究，車馬坑坑壁已經(jīng)出現(xiàn)裂紋，不允許有震動(dòng)荷載，該方案滿足不了工程實(shí)際的要求，被否定。

為了解決拆除過(guò)程中不產(chǎn)生較大的震動(dòng)問(wèn)題，我們將滑道摩擦改為滾動(dòng)摩擦，用滾杠替代滑道，減小摩擦震動(dòng)。但方案的缺陷是無(wú)法保證滾杠直線運(yùn)動(dòng)和鋼梁兩端同步前進(jìn)，且滾杠始終處于鋼梁下面，施工安全無(wú)法保證。

方案一次一次確定，又一次次被否定，經(jīng)過(guò)反復(fù)討論、多次攻關(guān)，最后找到了解決難點(diǎn)的突破口，對(duì)工藝和施工方案進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)采用了一種組合式重物移運(yùn)小車進(jìn)行拆除。

3 工作原理

將鋼梁兩榀一組利用倒鏈和組合式重物移運(yùn)小車將其滑移到○21軸和○22軸之間靠近○21軸處，然后利用卷?yè)P(yáng)機(jī)和滾杠向北滑移，等移出一半時(shí)，將兩根鋼梁之間的高強(qiáng)度螺栓拆除，用25 t吊車將兩根鋼梁的一半吊走，然后滑移另一半，再用25 t吊車調(diào)走。經(jīng)過(guò)實(shí)踐所有的質(zhì)量、安全指標(biāo)都滿足要求，形成了成熟的施工方案用來(lái)指導(dǎo)施工。

4 工藝的實(shí)施過(guò)程

1)工藝流程見(jiàn)圖2。

2)滑道加固。

為減輕滑移對(duì)車馬坑坑壁的壓力，確?？颖诘姆€(wěn)固，在距兩側(cè)柱子軸線(或柱邊)1 500處設(shè)置混凝土灌注樁。地基采用3∶7灰土夯實(shí)再做素混凝土找平層，并在其上依次鋪設(shè)枕木、鋼板、橡膠墊、槽鋼滑軌(見(jiàn)圖3)。在西側(cè)(○21軸線)混凝土找平層上依次鋪設(shè)枕木、鋼板、滾杠(見(jiàn)圖4)。要求所有構(gòu)件支撐點(diǎn)必須和滑軌中心線重合。同時(shí)兩個(gè)滑軌的平行度必須控制在10 mm內(nèi)。

鋼梁滑出方向的地面也要進(jìn)行地基處理。

3)滑移設(shè)備的選擇。

a.根據(jù)鋼梁重量、滑移方式進(jìn)行計(jì)算，鋼大梁滑移拆除每端采用一個(gè)組合式重物移運(yùn)小車(如圖5所示)，每端采用一個(gè)5 t倒鏈進(jìn)行牽引。

圖2 工藝流程圖

圖3 加固樁的布置圖

圖4 滾杠鋪設(shè)平面圖

圖5 組合式重物移運(yùn)小車

b.組合式重物移運(yùn)小車。

組合式重物移運(yùn)小車，由兩根平行承重橫梁和若干移運(yùn)小車組成。移運(yùn)小車由車架以及與承重橫梁螺栓連接的轉(zhuǎn)盤、滾輪組成。

重物移運(yùn)時(shí)，承重橫梁和被移運(yùn)重物之間采用卡件連接，保證了重物、承重橫梁在滑移過(guò)程中與移運(yùn)小車之間的相對(duì)位置及共同工作。

本設(shè)備設(shè)計(jì)合理可靠，保證了多臺(tái)移運(yùn)小車同時(shí)使用時(shí)的相對(duì)位置和穩(wěn)定性，解決了滑移過(guò)程中不能均勻受力和不同步的安全隱患，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便且成本低的優(yōu)點(diǎn)。此設(shè)備已獲得實(shí)用新型專利。

c.鋼梁下平標(biāo)高為+0.350，而小車上附加鋼梁的標(biāo)高為+0.400，為了使鋼梁落到小車鋼梁上，就需要將鋼梁起升至少大于50 mm。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，本工程選用4臺(tái)JRC-102單作用液壓千斤頂(每個(gè)鋼梁端部支1臺(tái))，本體高度121 mm，行程54 mm。每端兩臺(tái)千斤頂公用一臺(tái)手動(dòng)泵，保證了兩臺(tái)千斤頂?shù)耐?。兩端千斤頂操作人員由小組長(zhǎng)統(tǒng)一指揮，保證4臺(tái)千斤頂?shù)耐狡鹕?/p>

4)鋼梁起升、小車就位、落梁。首先將第3榀鋼梁與第4榀鋼梁之間的所有連接件拆除，然后再進(jìn)行滑移。

第一步:用4個(gè)千斤頂(千斤頂支設(shè)在鋼梁的中心位置，距離軌道中心300 mm)將鋼梁頂升50 mm后，將兩個(gè)組合式重物移運(yùn)小車放到梁兩端下面中心位置(見(jiàn)圖6)。4個(gè)千斤頂同時(shí)落下，使梁上的十字線與小車承重橫梁的中心線完全重合后，重物移運(yùn)時(shí)，承重橫梁和被移運(yùn)重物之間采用卡件連接，保證了重物、承重橫梁在滑移過(guò)程中與移運(yùn)小車之間的相對(duì)位置固定及共同工作。

圖6 千斤頂頂升

第二步:將鋼大梁兩端從距軌道中心向外400 mm位置處將梁端切除(見(jiàn)圖7)。為確保安全，在兩邊端頭上部6.4 m連系梁上和截梁的相應(yīng)部位掛鋼絲繩，利用1 t倒鏈向上牽引先進(jìn)行穩(wěn)固。切割后再用三輪車運(yùn)出。

圖7 落梁，切梁頭

5)鋼梁向西滑移。將倒鏈的鋼絲繩綁在小車把手中間進(jìn)行牽引?；茊?dòng)時(shí)，用千斤頂進(jìn)行輔助啟動(dòng)。兩個(gè)倒鏈牽引必須統(tǒng)一指揮，同步進(jìn)行?；七^(guò)程中隨時(shí)觀察小車，如發(fā)現(xiàn)有偏移，及時(shí)調(diào)整。

為保證小車運(yùn)行的同步，在兩根滑道邊上通長(zhǎng)各放一把卷尺，兩把卷尺的刻度和起始點(diǎn)都一樣，滑移過(guò)程中，按卷尺標(biāo)注刻度，統(tǒng)一指揮滑移速度，就能很好的控制梁的兩端滑移的平行度。

6)換滾杠。等鋼梁滑移到西側(cè)鋪設(shè)的鋼板上時(shí)，用4個(gè)千斤頂和前面方法一樣將梁頂升20 mm后，放滾杠，將小車撤出，然后落千斤頂，使梁落到布設(shè)的8根直徑為203的滾杠上，滾杠上標(biāo)高比梁的混凝土支座高13 mm。

7)鋼梁向北滑移。卷?yè)P(yáng)機(jī)的牽引鋼絲繩必須設(shè)在兩個(gè)鋼梁的中心位置，即滑道中心。鋼絲繩綁在兩根鋼梁的第一個(gè)筋板的下螺絲眼上。牽引啟動(dòng)時(shí)用撬棍進(jìn)行輔助啟動(dòng)。鋼梁向北滑動(dòng)過(guò)程中，后面滑出的滾杠向前鋪設(shè)繼續(xù)前行。等鋼梁滑出軸鋼梁2/3長(zhǎng)度時(shí)，將兩根鋼梁從高強(qiáng)螺栓處切割開(kāi)，然后用25 t吊車先將兩榀鋼梁的一半吊走，再滑移吊另一半。

等這兩榀鋼梁拆除完后，用同樣方法進(jìn)行下一組鋼梁拆除。

5 結(jié)語(yǔ)

原計(jì)劃整個(gè)鋼大梁拆除需用時(shí)30 d，由于前期方案和措施考慮詳盡、周全，實(shí)際僅用了15 d的時(shí)間就安全、順利拆除完成，在拆除滑移的過(guò)程中，在車馬坑內(nèi)四周設(shè)了10個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，隨時(shí)觀察坑壁的動(dòng)態(tài)，如有異常立即停止。在整個(gè)過(guò)程中，坑壁檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)異常，既確保了車馬坑文物的安全，也保證了混凝土結(jié)構(gòu)安全、順利的施工完成。