大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)滑移施工要點(diǎn)探究

朱心敏

摘 要 本文首先對(duì)滑移施工技術(shù)做出了簡要的概述，并針對(duì)大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)滑移施工要點(diǎn)進(jìn)行了探討。以期通過本文的分析與研究，能夠?yàn)榇罂缍瓤臻g鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的日益完善，提供出可供參考與借鑒的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞 大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)；滑移施工；曲線滑移

1 滑移施工技術(shù)概述

所謂滑移施工技術(shù)，即是通過對(duì)牽引設(shè)備的操控，將若干穩(wěn)定體依照軌道水平移動(dòng)到所設(shè)定位置的施工工藝。此種滑移施工技術(shù)所具有的優(yōu)勢在于：能夠有效解決吊裝設(shè)備無法到達(dá)的施工位置，能夠顯著改善或解決在大跨度結(jié)構(gòu)安裝過程中的難題。同時(shí)，此種滑移施工技術(shù)所應(yīng)用到的施工場地較小，且對(duì)吊裝設(shè)備的要求性偏低。但此種滑移施工技術(shù)也存在較為明顯的缺點(diǎn)，即對(duì)結(jié)構(gòu)平面的外剛度需求較大，不僅需要進(jìn)行軌道的鋪設(shè)，而且對(duì)多點(diǎn)牽拉過程中的同步操控性要求較強(qiáng)[1]。

2 滑移施工要點(diǎn)

2.1 滑移單元與胎架設(shè)計(jì)

首先，滑移單元?；茊卧脑O(shè)定與劃分，需要結(jié)合工程設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)形式，并同步參照所選取的結(jié)構(gòu)滑移方式。對(duì)于滑移單元而言，對(duì)其進(jìn)行劃分的原則為：①滑移單元需為具有自穩(wěn)定能力的結(jié)構(gòu)體，或由加固加設(shè)所形成具有臨時(shí)支撐作用的滑移單元，在滑移作業(yè)結(jié)束后，便應(yīng)將臨時(shí)支撐進(jìn)行拆除處理。②所應(yīng)用到的牽引設(shè)備，應(yīng)具有充足的牽引能力。

其次，胎架設(shè)計(jì)。胎架依照結(jié)構(gòu)形式可分為固定式拼裝胎架或移動(dòng)式滑移胎架兩種。其中，固定式胎架類似于拼裝平臺(tái)，需要對(duì)結(jié)構(gòu)自重、風(fēng)荷載以及施工荷載等進(jìn)行多方面的考量。而滑移式胎架則可轉(zhuǎn)變成進(jìn)行結(jié)構(gòu)單元運(yùn)送的平臺(tái)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)階段，也應(yīng)對(duì)桁架荷載、臨時(shí)活荷載、自己腳手架胎架自重等進(jìn)行細(xì)致的考量。

2.2 滑移方式選取

在結(jié)構(gòu)單元實(shí)施滑移作業(yè)階段，為有效減少或降低滑移阻力，通常會(huì)選擇滑動(dòng)或滾動(dòng)等方式。其中，滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的構(gòu)成成分為高分子材料所制成的“滑移墊”，摩擦系數(shù)處于0.03～0.05之間；而滾動(dòng)機(jī)構(gòu)則是通過多組車輪、滾軸以及滾棒等，構(gòu)成可進(jìn)行滾動(dòng)的裝置，其摩擦系數(shù)相對(duì)較小，通常在0.01～0.02之間，但需要綜合考量多種影響因素，如牽引力方向以及實(shí)際施工環(huán)境等，因此，實(shí)際施工作業(yè)中的摩擦系數(shù)大致為0.1～0.2之間。

2.3 滑移軌道的設(shè)立

在施工作業(yè)前，應(yīng)依照滑移方案，結(jié)合實(shí)際施工現(xiàn)場的環(huán)境條件等，精確設(shè)定滑移軌道的位置。通常情況下有兩種方式。①進(jìn)行支撐裝置的架設(shè)（如柱頂托架的架設(shè)，且在托架上進(jìn)行滑移軌道的鋪設(shè)）。②在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)構(gòu)件中直接設(shè)立滑移軌道，即在梁或樓板位置處，都可以進(jìn)行滑移軌道的架設(shè)。并且，針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的跨度情況，還應(yīng)進(jìn)行多種形式材質(zhì)結(jié)構(gòu)的選取。例如：大跨度鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用鋼軌；中等跨度鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用槽鋼或工字鋼；而對(duì)于小跨度鋼結(jié)構(gòu)則可采用扁鋼或角鋼等。

在滑移軌道架設(shè)過程中，需要格外注意軌道下結(jié)構(gòu)的加固問題。其中，結(jié)構(gòu)加固可涵蓋多種形式，如輔助桁架的架設(shè)、鋼管支撐的增設(shè)等。同時(shí)，在對(duì)特重結(jié)構(gòu)進(jìn)行滑移作業(yè)時(shí)，也可通過枕木的鋪設(shè)來降低或分散所形成的荷載。并且，當(dāng)滑移軌道在鋪設(shè)時(shí)確保誤差處于合理標(biāo)準(zhǔn)下，才能實(shí)施鋪設(shè)作業(yè)。例如：相同軌道軌頂高差應(yīng)不超過1mm，且軌道接頭位置的中心線偏差值也應(yīng)控制在3mm之內(nèi)；除此之外，在滑移軌道兩側(cè)，可進(jìn)行水平導(dǎo)向輪的設(shè)定，并將導(dǎo)向輪與滑移軌道的間距控制在10mm～20mm之間，并在軌道外表面進(jìn)行潤滑油或黃油的涂刷，以此降低摩擦所受到的阻力。

2.4 滑移牽引裝置與牽引力計(jì)算

滑移作業(yè)在采用牽引裝置時(shí)，可形成多種牽引方式，如推式、拉式以及牽引式等。其中，拉式主要是利用千斤頂或卷揚(yáng)機(jī)在前側(cè)的拉力作用，來進(jìn)行與支承結(jié)構(gòu)的分項(xiàng)設(shè)定。而采用推式或直接牽引的方式，則需要將機(jī)械裝置安設(shè)在支承部位或支承單元的各個(gè)位置處。

牽引力計(jì)算中，牽引速度設(shè)定不超過1.0m/min時(shí)，由此所生成的牽引力便可劃分成滑動(dòng)摩擦與滾動(dòng)摩擦兩類算法。其中滑動(dòng)摩擦的牽引力可表示為公式（1）：

F≥μ1γGc （1）

在此公式中，啟動(dòng)牽引力表現(xiàn)為F，μ1是滑動(dòng)摩擦系數(shù)；γ常取值為1.5的安全儲(chǔ)備系數(shù)，Gc是滑移單元重力荷載的標(biāo)準(zhǔn)值。

除此之外，滾動(dòng)摩擦中對(duì)于牽引力的計(jì)算也可表示為公式（2）：

F≥（k/r1+μ2r/r1）γGc （2）

在此公式中，μ2是滾動(dòng)摩擦系數(shù)，鋼軌及鋼輪的間距用取值為0.5mm的k表示，而r則代表半徑（r1為滾輪外半徑，r為軸外半徑）。

在牽引裝置方面，可由千斤頂或卷揚(yáng)機(jī)作為牽引裝置，且在牽引形式上，也可區(qū)分為固定牽引形式與運(yùn)動(dòng)牽引形式兩種。其中，通過在滑移軌道端頭所設(shè)定的卷揚(yáng)機(jī)，對(duì)滑移單元實(shí)施水平性牽拉，可稱其為固定牽引。在此過程中，需應(yīng)用慢速卷揚(yáng)機(jī)使?fàn)恳俣认薅ㄔ?m/min以內(nèi)，若滑移速度超出限定標(biāo)準(zhǔn)，則可通過減速滑輪車的加設(shè)來解決此類問題。與此同時(shí)，在牽引裝置的選取上，液壓千斤頂也是較為不錯(cuò)的選擇設(shè)備。其不僅對(duì)位移的控制精度明顯提升，且易于通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，其缺點(diǎn)在于所消耗的時(shí)間過多。而運(yùn)動(dòng)牽引形式，是將水平油壓的千斤頂，通過軌道夾具固定在水平位置的滑移軌道上，并通過對(duì)滑移單元進(jìn)行水平的牽拉，來達(dá)到施工作業(yè)目的。

2.5 滑移同步控制措施

采用牽引設(shè)備進(jìn)行滑移的同步控制，也涉及卷揚(yáng)機(jī)與液壓千斤頂?shù)葼恳b置的控制過程。其中，卷揚(yáng)機(jī)可實(shí)行多臺(tái)同步啟動(dòng)，并可進(jìn)行獨(dú)立作業(yè)的糾偏。同時(shí)，對(duì)滑輪組結(jié)構(gòu)做出合理設(shè)計(jì)，使其在確保單繩牽拉力降低的過程中，促進(jìn)多臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)的牽拉力矩同步降低。而在采用液壓千斤頂裝置時(shí)，應(yīng)將油壓傳感器安置與各個(gè)千斤頂上，以此確保構(gòu)建安全。同時(shí)，利用主控計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)場作業(yè)進(jìn)行實(shí)時(shí)性的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，由此便于發(fā)現(xiàn)荷載所出現(xiàn)的變化現(xiàn)象，從而促進(jìn)滑移施工作業(yè)的安全性能增強(qiáng)[2]。

3 結(jié)束語

總之，在大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)滑移施工技術(shù)應(yīng)用過程中，既要明確滑移施工要點(diǎn)與作業(yè)方式，又要針對(duì)作業(yè)形式的不同，選取還出明顯差異性的牽引裝置與同步牽引措施等。唯有如此，才能確?；剖┕ぜ夹g(shù)愈加完善，也才能為工程項(xiàng)目的質(zhì)量與安全，提供出良好的保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 牛犇.大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究與監(jiān)測[D].天津：天津大學(xué)，2014.

[2] 孫學(xué)根.大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工過程力學(xué)分析與監(jiān)控[D].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2017.