大跨度鋼屋蓋定點(diǎn)吊裝與整體滑移施工技術(shù)分析

吳 濤

?

大跨度鋼屋蓋定點(diǎn)吊裝與整體滑移施工技術(shù)分析

吳 濤

（中鐵十八局集團(tuán)有限公司，天津 300000）

隨著大跨度空間結(jié)構(gòu)規(guī)模的提升，相應(yīng)的施工技術(shù)難度也越來越大。以津?yàn)I輕軌張貴莊站工程為例分別從工程施工流程、大跨度鋼屋蓋地面拼裝、鋼架吊裝及其牽引滑移技術(shù)、屋架的下落等幾個(gè)方面對(duì)大跨度鋼屋蓋定點(diǎn)吊裝以及整體滑移施工技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析研究。

大跨度；鋼屋蓋；定點(diǎn)吊裝；整體滑移；施工

隨著我國城市化進(jìn)程的日益加快，軌道交通線路也較以往有了大幅度增加，難免出現(xiàn)在現(xiàn)有運(yùn)營線路上增設(shè)或改建站臺(tái)工程的情況[1]。大跨度鋼屋蓋定點(diǎn)吊裝與整體滑移技術(shù)是一種能夠有效降低施工過程對(duì)現(xiàn)有運(yùn)營車站影響的大跨度空間結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，本研究就以天津津?yàn)I輕軌張貴莊站運(yùn)營線高架車站鋼屋架整體吊裝滑移施工為例，對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探討。

一、工程概況

津?yàn)I輕軌張貴莊站位于天津市東麗區(qū)津塘公路上方，為地上高架輕軌站，站中心里程為DK4+165。本工程為津?yàn)I輕軌一期工程預(yù)留車站建設(shè)工程（張貴莊站臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)），跨度為17.20米，柱距為9.6米和12.8米；承重結(jié)構(gòu)為兩端鉸支拱形鋼架，主框架及次結(jié)構(gòu)材質(zhì)均為Q235鋼。

二、整體施工流程

本工程滑移構(gòu)件具有較大自重、滑行距離長?；诖私?jīng)綜合分析，決定選用聚四氟乙烯板的滑移施工方案，整體施工流程如下：首先在站臺(tái)層安裝鋼結(jié)構(gòu)滑道，再安裝軌行區(qū)防護(hù)棚——2~3軸整體鋼屋架由200t汽車吊吊裝至站臺(tái)層滑道上——利用連續(xù)千斤頂向前整體牽引2~3軸鋼屋架一榀屋架的距離——整體吊裝4~5軸鋼結(jié)構(gòu)屋架至站臺(tái)層滑道上，并安裝3~4軸檁條和系桿，利用連續(xù)千斤頂向前整體牽引一榀屋架的距離——采用與上相同的方式安裝6~7軸及5~6軸的鋼屋架，2~7軸連成整體——利用連續(xù)千斤頂將2~7軸鋼屋架整體牽引滑移至設(shè)計(jì)安裝位置——將2~7軸鋼屋架整體頂升5mm——將2~7軸鋼屋架滑移牛腿拆除，整體下落就位——吊裝8~9軸屋架至站臺(tái)層滑道上，并安裝7~8軸間檁條、系桿——吊裝1軸屋架并完成1~2軸屋架間檁條、系桿安裝——1~9軸整體鋼屋架安裝完成。安裝完成的滑移構(gòu)件整體效果見圖1所示。

圖1 整體效果示意圖

三、大跨度鋼屋蓋定點(diǎn)吊裝與整體滑移施工技術(shù)具體解析

1.地面拼裝

首先在12m站臺(tái)板上埋設(shè)防護(hù)棚軌道及頂推滑道的預(yù)埋件，由東至西進(jìn)行滑道及軌道安裝；待混凝土澆筑完成第三天后進(jìn)行防護(hù)棚吊裝（夜間進(jìn)行），防護(hù)棚吊裝到位完成連接后在地面分別進(jìn)行2、3、4、5軸鋼架拼裝和2~3、4~5軸間系桿、柱間支撐、檁條、栓接牛腿及臨時(shí)支撐的安裝[2]。在地面預(yù)先對(duì)2、3軸鋼屋架進(jìn)行拼裝，并將2~3軸之間的柱間支撐、屋面檁條預(yù)先在地面完成安裝；然后，按照鋼柱的間距和拱架的拱度在地面鋪設(shè)方木，在平躺的狀態(tài)下完成2、3軸鋼拱架安裝，拱架梁與立柱間采用10.9級(jí)高強(qiáng)螺栓連接，高強(qiáng)螺栓連接采用扭力扳手進(jìn)行緊固；接著核對(duì)安裝完成后的拱架高度、兩柱腳間的距離是否與設(shè)計(jì)一致，核對(duì)無誤后使用200t吊車適當(dāng)起吊將2軸拱架豎立吊起（柱腳不離開地面），使用50噸吊車適當(dāng)起吊將3軸拱架豎立吊起（柱腳不離開地面），調(diào)整兩拱架間中心距離；再由一臺(tái)25噸吊車將2~3軸拱架間系桿及柱間支撐吊至兩拱架間預(yù)裝位置，使用兩臺(tái)垂直升降車引導(dǎo)完成系桿和柱間支撐安裝，拱架間連接件安裝吊車站位。完成系桿和柱間支撐后即可進(jìn)行2、3軸鋼架間柱腳臨時(shí)支撐、檁條、頂推牛腿安裝。為便于主跨鋼屋架滑移，需在主跨鋼屋架立柱內(nèi)側(cè)設(shè)置牛腿，在牛腿下部焊接0.5m長22a工字鋼作為滑塊，在滑塊下部固定1cm四氟乙烯板，局部三維示意圖如圖2所示。

圖2主跨鋼屋架立柱牛腿及滑塊結(jié)構(gòu)圖

2.鋼架吊裝

2~3、4~5軸屋架在地面組裝完成后，在車站東側(cè)利用200t汽車吊進(jìn)行2~3、4~5軸主跨鋼屋架的吊裝；已組裝完成的屋架吊裝采用四點(diǎn)吊裝，吊繩系吊于鋼梁1/6跨處。單榀屋架吊裝采用特制扁擔(dān)梁進(jìn)行（扁擔(dān)梁結(jié)構(gòu)見圖3所示），起勾時(shí)由鋼結(jié)構(gòu)吊裝總指揮統(tǒng)一指揮汽車吊開始起吊，逐漸收緊鋼絲繩，待鋼屋架離開地面時(shí)（50cm~100cm），暫停一下以保證鋼屋架的穩(wěn)定，然后汽車吊在統(tǒng)一指揮下緩緩吊裝至車站站臺(tái)層3軸位置（在吊車能力范圍內(nèi)盡可能遠(yuǎn)一些），再慢慢調(diào)整鋼屋架位置，使鋼屋架立柱牛腿下滑塊落于滑道之上，待尺寸確定無誤，鋼屋架落于滑道上后撤除吊繩，檢查現(xiàn)有滑道是否能滿足4~5軸屋架位置，如不能滿足則由連續(xù)千斤頂往前頂推一段距離直至滿足第4~5軸鋼架安裝要求為止[3]。按同樣方式吊裝4~5軸屋架至滑道上，使用連續(xù)千斤頂調(diào)整2~3與4~5軸屋架之間距離直至滿足3~4軸間結(jié)構(gòu)安裝要求；最后按同樣方式吊裝6~7軸屋架并連接5~6軸間結(jié)構(gòu)。

圖3 扁擔(dān)梁結(jié)構(gòu)示意圖

吊裝鋼屋架前需對(duì)現(xiàn)場作業(yè)人員進(jìn)行安全交底；施工時(shí)有專人指揮，統(tǒng)一指揮信號(hào)，做好施工區(qū)域和非施工區(qū)域的隔離設(shè)施，設(shè)立必要的信號(hào)標(biāo)志。在吊裝前還要做好以下工作：

（1）對(duì)起重機(jī)進(jìn)行檢查。檢查各操作系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、安全系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，同時(shí)檢查鋼絲繩、吊鉤等是否符合規(guī)定，發(fā)現(xiàn)有不符合要求或損壞的應(yīng)立即更換。

（2）作業(yè)前應(yīng)了解熟悉作業(yè)環(huán)境情況，對(duì)既有運(yùn)營車站設(shè)施采取有效的隔離防護(hù)措施。由分管安全員、施工員、起重指揮人員、起重司機(jī)等人員一起到現(xiàn)場共同制定有關(guān)安全措施，起重司機(jī)必須持證上崗。

（3）起重機(jī)移動(dòng)的通道在作業(yè)前應(yīng)予修整，工作處地基應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí)。

（4）起重臂最大仰角不得超過規(guī)定值。

（5）鋼屋架吊點(diǎn)要牢固平穩(wěn)，當(dāng)滿荷載時(shí)，鋼屋架吊起離原有承載面20cm~30cm時(shí)應(yīng)制動(dòng)，檢查機(jī)身是否平穩(wěn)，吊點(diǎn)是否牢固，在情況良好的前提下，方可繼續(xù)作業(yè)。

（6）吊鉤須有防止鋼絲繩滑脫的保險(xiǎn)裝置。

（7）起重機(jī)起吊和轉(zhuǎn)向時(shí)速度要緩慢均勻，鋼屋架要平穩(wěn)，構(gòu)件下落時(shí)須慢速輕放，禁止時(shí)快時(shí)慢和突然制動(dòng)。

（8）將現(xiàn)場起吊的最大物件重量、起吊半徑、高度制作成牌放入吊車操作室，起吊前對(duì)司機(jī)進(jìn)行交底，說明起吊物件的最大重量、起吊半徑和高度，指明鋼結(jié)構(gòu)整體起吊、轉(zhuǎn)體及下落的順序和具體位置。

（9）鋼結(jié)構(gòu)吊裝時(shí)，總指揮站立于車站10.6m站臺(tái)層?xùn)|端，在站臺(tái)層及地面各設(shè)1名副指揮，地面吊裝副指揮與站臺(tái)層吊裝副指揮統(tǒng)一服從站臺(tái)層總指揮的協(xié)調(diào)與調(diào)度，吊車司機(jī)只聽命于總指揮的調(diào)度。

（10）鋼結(jié)構(gòu)吊裝至滑道制定位置后，在每個(gè)鋼立柱的鋼牛腿上焊接吊耳，吊耳上裝手拉葫蘆，手拉葫蘆的另一端就近固定在站臺(tái)板的臨時(shí)錨固螺栓上，以此實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的臨時(shí)固定。

3.鋼架的牽引滑移

鋼結(jié)構(gòu)屋架的滑移通過2臺(tái)連續(xù)千斤頂同步牽引主跨鋼屋架予以實(shí)現(xiàn)。千斤頂型號(hào)為TS200-200，其牽引力可達(dá)到2038kN。本工程2~7軸整體鋼結(jié)構(gòu)骨架總重按60t考慮，滑道抗滑系數(shù)按經(jīng)驗(yàn)值取0.08，則2~7軸鋼結(jié)構(gòu)總的牽引力約為600×0.08=48kN，采用該型號(hào)連續(xù)千斤頂完全滿足施工需要。

該設(shè)備系統(tǒng)由微電腦控制，涉及一種牽引裝置，包括兩臺(tái)千斤頂、油管、中間連接架、三套自動(dòng)工具錨。此外，還包括三個(gè)頂松裝置，該頂松裝置由頂松板、定位板、頂管、彈簧組成；頂松板與定位板定位連接，并均位于千斤頂?shù)幕钊變?nèi)；頂管的一端位于自動(dòng)工具錨與夾片安裝錐孔相連的直孔內(nèi)，另一端位于定位板的頂管安裝孔內(nèi)；彈簧套裝在頂管上，頂松裝置與自動(dòng)工具錨用螺栓連接；千斤頂?shù)拇┬奶卓變?nèi)還設(shè)有導(dǎo)管部件，千斤頂端部安裝有位移傳感器裝置。該設(shè)備能輕松夾緊或放松鋼絞線，具有結(jié)構(gòu)簡單、不易漏油、穿線準(zhǔn)確、使用方便的優(yōu)點(diǎn)，能夠使鋼絞線不漲鼓在千斤頂內(nèi)，并能精確控制活塞的各種動(dòng)作，適用于本工程主跨鋼屋架的連續(xù)牽引施工工作。

在牽引滑移實(shí)施過程中首先啟動(dòng)連續(xù)千斤頂，開始牽引，牽引過程中注意電腦控制臺(tái)各壓力表讀數(shù)。牽引接近預(yù)定位置時(shí)，需控制千斤頂?shù)捻斖扑俣仍?8cm/min左右；當(dāng)鋼屋架接近設(shè)計(jì)安裝位置時(shí)，連續(xù)千斤頂?shù)捻斖扑俣瓤刂圃?cm/min左右。

4.屋架的下落

2軸至7軸主跨鋼屋架及屋面全部安裝完成后，在每榀屋架立柱外側(cè)焊接鋼板組合牛腿用于鋼屋架千斤頂頂升。在外側(cè)牛腿下方各設(shè)置一臺(tái)25t螺旋千斤頂，12個(gè)千斤頂由專人進(jìn)行控制，千斤頂同時(shí)緩慢頂起，待主跨鋼屋架整體離開滑道1~3mm時(shí)，割除主跨鋼屋架內(nèi)側(cè)牛腿；然后千斤頂同時(shí)緩慢下落，將柱腳板與預(yù)埋板貼合，按柱腳設(shè)計(jì)高程完全落穩(wěn)后，割除鋼屋架外側(cè)牛腿；最后進(jìn)行柱腳螺栓的擰緊。

四、結(jié)束語

綜上所述，本文結(jié)合天津津?yàn)I輕軌張貴莊站運(yùn)營線高架車站鋼屋架施工實(shí)例，對(duì)大跨度鋼屋蓋定點(diǎn)吊裝與整體滑移施工技術(shù)的具體應(yīng)用展開分析與研究，希望能對(duì)在現(xiàn)有運(yùn)營線路上增設(shè)或改建站臺(tái)工程的相關(guān)技術(shù)人員提供借鑒和參考。

[1]楊國亮，魏廣忠，李景林.大跨度鋼結(jié)構(gòu)煤棚帶柱液壓頂推滑移施工技術(shù)[J].建筑施工，2015（1）：81-83.

[2]黃國情.關(guān)于大跨度預(yù)應(yīng)力張弦桁架滑移施工的若干問題的探討[J].施工技術(shù)，2014（S2）：405-411.

[3]王強(qiáng)強(qiáng)，章國超，盧福生等.薩拉齊鐵路專用線儲(chǔ)煤車間鋼結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù)[J].施工技術(shù)，2015（5）：57-60.

Analysis on the Construction Technology of Fixed Hoisting and Integral Sliding of Large Span Steel Roof

WU Tao

（China Railway Eighteen Bureau Group Co., Ltd. Tianjin 300000, China）

With the scale upgrade of the large span spatial structure, the corresponding construction technology is becoming more difficult. Taking Jnbin Light Rail Project of Zhangguizhuang Railway Station as the example, this paper explores the specific application of the large span steel roof hoisting point and integral sliding construction technology development from the construction process of large span steel roof assembly on the ground, and the steel lifting traction sliding roof falling technology.

large span; steel roof; fixed hoisting; integral sliding; construction

（責(zé)任編輯 鮑東杰）

TU758.15

A

1008—6129（2016）05—0093—04

2016—09—09

吳濤（1982—），湖北云夢(mèng)人，中鐵十八局集團(tuán)有限公司，工程師。