滑移腳手架在車站網(wǎng)架屋蓋施工中的應(yīng)用

劉 曉 杰

(中鐵三局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司，山西 太原 030006)

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滑移腳手架在車站網(wǎng)架屋蓋施工中的應(yīng)用

劉 曉 杰

(中鐵三局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司，山西 太原 030006)

以某鐵路站房候車廳網(wǎng)架屋蓋施工為背景，從滑移拼裝單元、軌道、支座、頂推千斤頂?shù)确矫?，介紹了滑移腳手架的設(shè)計(jì)方法，并闡述了滑移施工的技術(shù)要點(diǎn)，指出滑移腳手架實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)架滑移系統(tǒng)的同步控制，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

鋼結(jié)構(gòu)，網(wǎng)架，滑移腳手架，同步控制技術(shù)

0 引言

鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架因其具有跨度大、自重輕、造型美觀、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，在鐵路站房、工業(yè)廠房、體育場(chǎng)館、展覽館等工程中被廣泛應(yīng)用。目前，網(wǎng)架現(xiàn)場(chǎng)安裝主要分為高空散裝法、滑移法、吊裝法、綜合安裝法等。

滑移法是在滑軌上通過牽引裝置，將安裝好的網(wǎng)架牽引到位，完成安裝成型，其具體分為單條滑移法和累積滑移法兩種?；品ㄊ┕ぶ饕m用于面積大、長(zhǎng)度長(zhǎng)的以條狀單元組合的網(wǎng)架，尤其在因場(chǎng)地限制無法搭設(shè)移動(dòng)腳手架的情況下，采用滑移法施工更具有明顯優(yōu)勢(shì)。

1 工程概況

長(zhǎng)春站改擴(kuò)建工程站房鋼結(jié)構(gòu)主要由四大部分組成，分別為大截面鋼管柱、高架候車層部分、商業(yè)夾層部分和屋蓋部分。屋蓋焊接球網(wǎng)架為雙坡屋面，網(wǎng)格尺寸分為3.6 m×3.6 m和4 m×4 m兩種。網(wǎng)架檐口厚度2.7 m，屋脊厚度5.1 m。網(wǎng)架中間跨度72 m，兩側(cè)各18 m，總寬度108 m，總長(zhǎng)度220.23 m，屋頂標(biāo)高36.1 m。網(wǎng)架平面布置見圖1。

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式采用正交正放四角錐網(wǎng)架。根據(jù)支座設(shè)計(jì)情況，網(wǎng)架最大的支座跨度網(wǎng)格為41.03 m×72 m，支座位置與下部結(jié)構(gòu)的柱位置相同。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見圖2。

2 滑移腳手架設(shè)計(jì)

滑移式鋼管架主要用于平面網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式的安裝。由于平面網(wǎng)架結(jié)構(gòu)網(wǎng)架下弦標(biāo)高相差不大，因此可以最大限度地發(fā)揮滑移腳手架的速度優(yōu)勢(shì)。

2.1 滑移拼裝單元?jiǎng)澐?/p>

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況，屋蓋焊接球網(wǎng)架采用累計(jì)滑移的方法進(jìn)行安裝?？紤]到網(wǎng)架?軸～軸的跨度太大，將其分成五個(gè)拼裝單元進(jìn)行拼裝和累積滑移。網(wǎng)架滑移單元?jiǎng)澐秩鐖D3所示。

2.2 滑移軌道設(shè)置

2.3 滑移支座布置

考慮到本工程網(wǎng)架結(jié)構(gòu)支座之間跨度較大，網(wǎng)架滑移過程中，第一個(gè)滑移單元滑移、第一個(gè)和第二個(gè)滑移單元累積滑移時(shí)，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)處于易失穩(wěn)狀態(tài)，因此需在滑移過程中增加滑移支座，以保證結(jié)構(gòu)順利滑移。

2.4 頂推千斤頂布置

本工程屋蓋網(wǎng)架滑移過程中設(shè)置了4條滑移軌道，若在每條軌道上都設(shè)置頂推千斤頂，易導(dǎo)致各頂推器不同步，因此將最外側(cè)①軸和⑥軸的滑移軌道作為輔助軌道，使屋蓋網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在②軸和⑤軸的頂推千斤頂作用下累積滑移就位。

為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)架頂推滑移，配置10臺(tái)50 t液壓爬行器，每條軌道上安裝5臺(tái)，并配置4臺(tái)15 kW液壓泵源系統(tǒng)，采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同步滑移。

液壓爬行器直接通過軌道傳遞反力，不需反力架，滑移準(zhǔn)備工作少，頂推作業(yè)速度快，最高可達(dá)6 m/h～8 m/h。此外，液壓爬行器體積小，安裝、拆除方便。

3 屋蓋網(wǎng)架滑移同步控制

3.1 液壓滑移同步控制技術(shù)

液壓滑移同步控制技術(shù)是指通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，完成數(shù)據(jù)的反饋和控制指令的傳遞，并根據(jù)相應(yīng)的控制策略和算法，對(duì)應(yīng)力及荷載進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)同步滑移，其具有過程顯示、姿態(tài)矯正、故障報(bào)警等多項(xiàng)功能。

在網(wǎng)架滑移過程中，實(shí)現(xiàn)同步控制需滿足以下兩個(gè)條件：一是各臺(tái)液壓爬行器受載均勻；二是各個(gè)滑移點(diǎn)同步滑移。

在本工程網(wǎng)架滑移設(shè)計(jì)方案中，將10臺(tái)液壓爬行器通過并聯(lián)的方式在滑移軌道上連接在一起，并將其中1臺(tái)液壓爬行器設(shè)定為主令點(diǎn)A，其余9臺(tái)設(shè)為從令點(diǎn)B。在計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)下，從令點(diǎn)始終以相對(duì)固定的位移差緊跟主令點(diǎn)，使各滑移點(diǎn)相對(duì)同步，從而將滑移同步精度控制在±5 mm以內(nèi)，以確保整個(gè)滑移過程中屋蓋的穩(wěn)定和平衡。

3.2 滑移同步控制措施

如果液壓牽引滑移過程中牽引點(diǎn)推進(jìn)不同步，就會(huì)引起網(wǎng)架桿件內(nèi)力產(chǎn)生變化，達(dá)到一定極限后，將導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)架遭到破壞，故必須對(duì)兩端頭的滑移狀態(tài)實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)其加強(qiáng)控制，確保施工安全。

本次滑移采用液壓滑移計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)油缸的同步，將同步精度控制在10 mm以內(nèi)，為此采取如下監(jiān)測(cè)控制措施。

網(wǎng)架在滑移過程中速度較慢，因此將4個(gè)反射棱鏡分別固定在4個(gè)滑移點(diǎn)上，通過調(diào)整使四點(diǎn)之間的連線垂直于滑道方向。將1臺(tái)全站儀安裝在位于滑道前方的臨時(shí)觀測(cè)平臺(tái)上，對(duì)4個(gè)反射棱鏡分別進(jìn)行觀測(cè)。網(wǎng)架滑移過程中，四點(diǎn)同時(shí)開始計(jì)時(shí)，每間隔一段時(shí)間測(cè)量全站儀與反射棱鏡之間的距離，并記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，通過繪制時(shí)間—距離表，了解、掌握整個(gè)牽引過程的狀態(tài)。

此外，還可利用1臺(tái)全站儀對(duì)4個(gè)棱鏡的平面坐標(biāo)進(jìn)行觀測(cè)的方法實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，即以觀測(cè)點(diǎn)原始位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，以平行于滑道的方向?yàn)閄軸，以垂直于滑道的方向?yàn)閅軸，通過顯示在儀器顯示窗的兩個(gè)X坐標(biāo)結(jié)果，判斷4個(gè)點(diǎn)的不同步位移差，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓滑移速度的控制和調(diào)整，保證網(wǎng)架滑移過程的安全。

本工程使用TC2000萊卡全站儀對(duì)網(wǎng)架滑移實(shí)施監(jiān)測(cè)，該全站儀測(cè)量精度高、反應(yīng)速度快，測(cè)邊精度達(dá)3 mm+2 ppm，測(cè)角精度達(dá)1″，可實(shí)現(xiàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)記錄及處理，滿足滑移監(jiān)測(cè)對(duì)精度的要求。

4 滑移腳手架運(yùn)行

4.1 滑移施工總體流程

針對(duì)本工程屋蓋特點(diǎn)，滑移施工總體上分為以下幾個(gè)步驟：埋設(shè)滑移軌道預(yù)埋件→鋪設(shè)滑移軌道→液壓同步控制系統(tǒng)安裝就位→網(wǎng)架逐榀累積滑移→網(wǎng)架就位→滑移設(shè)施拆除。

4.2 滑移牽引工藝

滑移開始時(shí)的牽引加速度取決于流量增量，通過計(jì)算機(jī)控制速度曲線，使滑板初始運(yùn)動(dòng)加速度非常小?；七^程中，滑移點(diǎn)停止工作后，滑板與滑道之間發(fā)生摩擦，進(jìn)而產(chǎn)生滑移單元的制動(dòng)力。滑移液壓同步控制系統(tǒng)安裝就位后，需對(duì)以下幾方面進(jìn)行檢查確認(rèn)：1)對(duì)液壓泵所有閥門或硬管接頭進(jìn)行檢查，確認(rèn)無松動(dòng)；2)對(duì)溢流閥調(diào)壓彈簧進(jìn)行檢查，確認(rèn)處于放松狀態(tài)；3)對(duì)液壓泵啟動(dòng)柜與液壓爬行器間電纜線進(jìn)行檢查，確認(rèn)連接正確；4)對(duì)液壓泵與液壓爬行器主油缸間油管進(jìn)行檢查，確認(rèn)連接正確；5)系統(tǒng)送電后，對(duì)液壓泵主軸進(jìn)行檢查，確認(rèn)轉(zhuǎn)動(dòng)方向正確；6)液壓未啟動(dòng)狀態(tài)下，手動(dòng)操作控制柜，對(duì)截止閥、電磁閥等動(dòng)作進(jìn)行檢查，確認(rèn)運(yùn)行正常，并對(duì)截止閥與牽引器的編號(hào)進(jìn)行核對(duì)，確認(rèn)是否一一對(duì)應(yīng)；7)依次啟動(dòng)各臺(tái)液壓爬行器的L-，L+，2L-，2L行程傳感器，以及錨具缸的SM，XM行程開關(guān)，對(duì)控制柜中各對(duì)應(yīng)信號(hào)燈進(jìn)行檢查，確認(rèn)傳感器運(yùn)行正常；8)滑移前，啟動(dòng)液壓泵，調(diào)整壓力至5 MPa，伸縮牽引油缸，對(duì)截止閥進(jìn)行檢查，確認(rèn)正常截止對(duì)應(yīng)油缸；對(duì)A，B腔油管進(jìn)行檢查，確認(rèn)連接正確；對(duì)比例閥進(jìn)行檢查，確認(rèn)電流變化時(shí)正常調(diào)節(jié)油缸伸縮速度。

系統(tǒng)啟動(dòng)前，通過計(jì)算確定滑移過程中液壓滑移器所需伸缸及縮缸壓力，然后預(yù)加載至2 MPa～3 MPa，系統(tǒng)經(jīng)檢測(cè)無誤后，進(jìn)行正式滑移。

滑移開始后，液壓滑移器按設(shè)計(jì)伸缸壓力的20%，40%，60%，80%逐級(jí)加壓，在80%設(shè)計(jì)壓力下經(jīng)檢查無異后，繼續(xù)加壓至設(shè)計(jì)伸缸壓力的90%，100%。當(dāng)滑移單元處于即將移動(dòng)狀態(tài)時(shí)，暫停滑移推進(jìn)，并保持系統(tǒng)壓力，對(duì)液壓滑移器、設(shè)備及結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)整體結(jié)構(gòu)處于安全穩(wěn)定狀態(tài)后，繼續(xù)進(jìn)行滑移。

5 結(jié)語

隨著鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在大型公共建筑中的應(yīng)用越來越廣泛，如何針對(duì)工程實(shí)際，因地制宜地制定合理的網(wǎng)架施工方案是保證鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架施工質(zhì)量和安全的關(guān)鍵。

在本工程網(wǎng)架屋蓋施工中，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件，通過采用滑移腳手架施工方案，克服了施工場(chǎng)地狹小等不利因素，在保證施工質(zhì)量和安全的同時(shí)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，為今后類似工程施工提供了借鑒和參考。

[1] 馮國軍，張 振，朱雪亮，等.南京南站屋面網(wǎng)架滑移支撐體系設(shè)計(jì)[J].建筑施工，2014，36(8)：945-946.

[2] 楊國松，吳文平，王小寧，等.成都雙流國際機(jī)場(chǎng)T2航站樓鋼結(jié)構(gòu)滑移施工技術(shù)[J].施工技術(shù)，2014，43(20)：54-57.

[3] 陳阿文.高空滑移法在網(wǎng)架安裝施工中的應(yīng)用[J].江西建材，2016(9)：83.

[4] 李 鵬.滑移式腳手架技術(shù)在大跨度廠房屋面鋼網(wǎng)架工程施工中的應(yīng)用[J].建筑施工，2016(3)：303-305.

Application of sliding scaffolding in the construction of grid roof of the station

Liu Xiaojie

(China Railway No.3 Construction and Installation Engineering Co., Ltd, Taiyuan 030006, China)

Taking the grid roof construction of a railway station waiting hall as the background, from the slip assembly unit, rail, bearing, pushing jack and other, introduced the design method of sliding scaffold, and elaborated the technical key points of sliding construction, pointed out that the sliding scaffold realized the synchronization control of grid sliding system, achieved good economic benefits.

steel structure, grid, sliding scaffold, synchronous control technology

1009-6825(2016)34-0103-02

2016-09-23

劉曉杰(1981- )，男，工程師

TU745

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