跨越深基坑大跨管桁架累積滑移技術(shù)

馮 劍 鋒

(陜西建工機(jī)械施工集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710032)

1 工程概況

2 施工平面圖及施工重難點(diǎn)分析

2.1 施工平面圖

施工平面圖如圖2所示。

2.2 施工重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1)屋面管桁架單榀體量大(15 t)、跨度大(57.4 m)；

2)深墓坑(23.41 m)邊坡穩(wěn)定性差，常見吊裝方法無法吊裝，屋面管桁架安裝難度大；

3)墓坑文物保護(hù)要求高，安全防控難度大。

3 施工流程及總體思路

3.1 施工流程

安裝兩側(cè)鋼柱及桁架連系梁→搭設(shè)地面和高空拼裝胎架→地面胎架管桁架單片分段拼裝→高空胎架管桁架單片對接→單片管桁架拼裝成塊桁架→單元桁架→滑移。

3.2 施工總體思路

2)搭設(shè)地面和高空拼裝胎架，50 t履帶吊進(jìn)場作為主要的起吊設(shè)備；

3)在鋼柱柱頭沿連系鋼梁縱向方向鋪設(shè)滑移軌道；

4)單榀桁架地面胎架分段拼裝，高空平臺對接成整榀管桁架；

我國的基本國策是節(jié)約能源，這是節(jié)約型社會建設(shè)的根本要求，為提高能源利用效率，國家制定了很多相關(guān)的如建筑、照明等的居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。但是，開發(fā)商注重的是經(jīng)濟(jì)效益，而“節(jié)能”卻是長時(shí)間使用后，才能顯現(xiàn)出的效益。因此，一些開發(fā)商不愿做節(jié)能的投入，如取消建筑外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫、分隔采暖與非采暖房間的樓板或隔墻、屋頂及外窗的節(jié)能措施。如何制止這種情況的發(fā)生，調(diào)動(dòng)開發(fā)商在節(jié)能型住宅建筑上投入的積極性，就需要政府部門的參與和干涉，通過政府的宏觀調(diào)控，加強(qiáng)建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，走可持續(xù)發(fā)展的道路，為今后城市建設(shè)更長遠(yuǎn)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

5)高空單榀桁架組裝成塊桁架，在柱頭滑移軌道做累積滑移。

4 施工方案

4.1 地面和高空拼裝胎架搭設(shè)

4.1.1地面拼裝胎架

在桁架拼裝場地，用C40混凝土做16個(gè)500 cm×500 cm×500 cm混凝土墩，在立柱上表面埋設(shè)預(yù)埋件，采用600×300×12×20的熱軋H型鋼平鋪在500 cm×500 cm×500 cm的混凝土立柱上，用水準(zhǔn)儀嚴(yán)格控制所有H型鋼在同一平面上，然后將H型鋼與鋼梁焊接，形成單片管桁架拼裝平臺(見圖3)。

4.1.2高空拼裝胎架

4.2 柱頂滑移軌道鋪設(shè)

本工程屋蓋管桁架部分施工為累積滑移施工，鋼管桁架的下弦與鋼柱頂相接部位為管型固定支座，在滑移過程中為帶支座滑移，支座高度為137.5 mm?；栖壍啦捎肅16槽鋼(見圖5)，材質(zhì)Q345B，滑移軌道高度65 mm，滑移軌道沿軸和軸柱頂連系梁縱向鋪設(shè)，軌道點(diǎn)焊在柱頂連系梁上，在管桁架的下弦支座下，用16 mm鋼板在支座處焊接2塊擋板作為滑槽，滑移軌道整體平整度要求為±2 mm以內(nèi)。

4.3 單片桁架地面分段拼裝

單榀桁架分兩段拼裝，拼裝過程在地面拼裝胎架上進(jìn)行，首先將桁架上下弦桿按圖紙所示尺寸在胎架上定位出來，其次在上下弦桿上按圖紙所示放樣出所有腹桿位置，最后將所有腹桿按照定位對號安裝至對應(yīng)位置，安排熟練焊接管桁架的電焊工進(jìn)行焊接。兩段單片管桁架對接位置的一根斜腹桿預(yù)留，在高空拼裝平臺上兩段對接時(shí)后裝。

4.4 單片桁架高空對接形成塊桁架

在地面管桁架拼裝場地和高空拼裝胎架之間布設(shè)一臺50 t履帶吊，用來翻身地面胎架上的單片管桁架和在高空拼裝胎架上對接整榀桁架，再利用兩臺25 t汽車吊補(bǔ)空兩榀桁架之間的聯(lián)系桿和次構(gòu)形成塊體桁架。

4.5 牽引力設(shè)置

屋面塊體在高空胎架上拼裝完成后，屋蓋系統(tǒng)整體重量為400 t，根據(jù)計(jì)算滑動(dòng)摩擦力為360 kN，采用2臺20 t電動(dòng)倒鏈進(jìn)行牽引滑移。牽引點(diǎn)隨桁架滑移位置改變而改變，倒鏈反力點(diǎn)采用裝配式固定支架，鋼柱之間增加臨時(shí)角鋼剪刀撐，增加軌道縱向整體剛度?；频谝粏卧?、第二單元時(shí)，在拼裝平臺上設(shè)置多點(diǎn)牽引，避免因桁架跨度大，前兩單元桁架平面外剛度小而拉成弓形。在滑移至屋面管桁架結(jié)構(gòu)1/4即重量達(dá)到100 t時(shí)，在兩側(cè)滑道中間處再設(shè)置兩道5 t手動(dòng)倒鏈作為輔助牽引力。重量達(dá)到200 t時(shí)，再增加兩道5 t倒鏈，到300 t時(shí)，再增加兩道5 t倒鏈，該牽引力系統(tǒng)是利用兩道電動(dòng)倒鏈為主要牽引力，其他手動(dòng)倒鏈均為附助力。

4.6 屋面管桁架累積滑移

屋蓋滑移采用累積(雙軌道)滑移，滑移的方式為滑動(dòng)摩擦滑移。先將分段的單片桁架在高空胎架上對接好，再連接第二片單榀桁架，補(bǔ)空后形成第一單元，完成后開始滑移，滑移出一個(gè)單元后，開始安裝第三榀桁架，將第三榀桁架與滑出的塊體補(bǔ)空，形成第一、二單元，將這兩個(gè)單元滑移出一個(gè)單元后重復(fù)拼裝及滑移工作(見圖6，表1)。在滑移過程中必須控制兩側(cè)同步滑移，事先須在滑道上設(shè)置準(zhǔn)確、醒目的刻度標(biāo)記，刻度標(biāo)記采用100 m自粘粘貼在滑移軌道上。鋼卷尺在滑移過程中，兩側(cè)安排專人讀數(shù)，并配專人現(xiàn)場指揮。兩側(cè)滑移偏差最大不超過20 mm，如超出，須采取相應(yīng)措施調(diào)整同步后再行滑移。

表1 滑移順序

4.7 整體卸載

桁架整體滑移到位后，采用8臺20 t螺旋千斤頂，在鋼柱上焊接T型牛腿作為千斤頂?shù)闹c(diǎn)。卸載高度68.5 mm，千斤頂頂起桁架后，拆除滑軌，在柱頂和支座之間加入3塊20 mm的鋼板，采取分級卸載的方式，逐次取出鋼板，完成卸載。卸載過程中，采取對稱及同步卸載的方式，軸和軸同步進(jìn)行，從①軸向軸進(jìn)行分級卸載，卸載過程全程進(jìn)行監(jiān)控。對軸線之間的連接系桿粘貼反光貼，采用2臺全站儀進(jìn)行分級卸載過程監(jiān)測。在南、北兩側(cè)同步進(jìn)行。在卸載過程中，注意觀察數(shù)據(jù)變化，并與理論計(jì)算相比較，確保結(jié)構(gòu)安全。

5 結(jié)語

大跨度管桁架在現(xiàn)代建筑中應(yīng)用越來越廣泛，隨著社會文明的進(jìn)步，全民文物保護(hù)意識的增強(qiáng)，像歷史遺跡保護(hù)大棚這樣的工程越來越普遍，跨度設(shè)計(jì)也越來越大，造型也越來越美觀大方。文物保護(hù)大棚工程最大的特點(diǎn)就是大跨度屋蓋下有深墓坑(深基坑)，該類型工程施工過程最大的難度就是一般吊裝方法無法完成安裝，必須因地制宜，利用現(xiàn)場條件，采用滑移的安裝方法，這樣既保證了施工的安全性，又可以做到對文物的保護(hù)。針對本工程特點(diǎn)，本論文詳細(xì)論述了該類型屋蓋系統(tǒng)的安裝方法，經(jīng)濟(jì)有效且安全合理的完成了施工任務(wù)，取得了業(yè)主的一致好評。