滑移法在屋架安裝中的應用

王開平

0 引言

為適應建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的需要，提升屋架安裝品質(zhì)，選擇合適的屋架安裝方法至關(guān)重要。本工程存在場地狹窄，工期緊，交叉施工，擬安裝位置存在夾層，所需吊裝作業(yè)范圍大的特點。在屋架的安裝范圍內(nèi)，既不能布置起重設(shè)備，又不能進行屋架的拼裝，若采用“現(xiàn)場拼裝，整體吊裝”的屋架安裝方法，施工困難，造價較高，因此本工程采用液壓固步頂推滑移法安裝屋架，能很好地解決起重設(shè)備及屋架的拼裝均不能進入屋架安裝范圍的安裝問題。

1 工程概況

重慶渝北某垃圾發(fā)電廠中的垃圾坑工程，長為144.3 m，寬為 38.4～42.2 m。在已建成的主體結(jié)構(gòu)內(nèi)存在夾層，主體結(jié)構(gòu)頂部，標高為 42 m 處布置有屋架，共重 481.71 t。屋架包括主桁架和次桁架，其中主桁架為高 3 m 的倒三角形鋼管桁架，跨度最大為 35.9 m，次桁架為四邊形鋼管桁架及平面鋼管桁架。因屋架整體運輸困難，因此，屋架部件由專業(yè)加工廠制作，施工單位在場內(nèi)完成鋼管桁架的組裝。根據(jù)工程特點，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，應認真編制滑移法安裝屋架的專項施工方案，并通過專家論證后方可實施。

2 施工準備

2.1 施工平面布置

2.1.1 吊裝設(shè)備的布置

本工程設(shè) 260 t 履帶吊 1 臺，25 t 汽車吊 1 臺，QTZ80A（6012）塔式起重機 1 臺，其中履帶吊及汽車吊設(shè)于工程旁的地面上，塔式起重機設(shè)于接收大廳工程內(nèi)，如圖 1 所示。

圖1 吊裝設(shè)備、組裝（拼裝）平臺施工平面布置圖（單位：mm）

2.1.2 拼裝平臺的布置

根據(jù)場地狹窄的特點，本工程設(shè)置組裝平臺 2 個，拼裝平臺 1 個，其中主桁架組裝平臺設(shè)置于接收大廳工程主體結(jié)構(gòu)標高 8.0 m 的屋面上，次桁架組裝平臺設(shè)置于工程旁的地面上，滑移單元高空拼裝平臺設(shè)置于工程主體結(jié)構(gòu)標高 40.5 m 的屋面上，如圖 1 所示。

2.1.3 滑移軌道結(jié)構(gòu)的布置

滑移軌道結(jié)構(gòu)包括軌道梁、滑軌及側(cè)向擋板等。軌道梁設(shè)置于已建成的主體結(jié)構(gòu)框架柱的頂部，滑軌固定于軌道梁上。

2.1.4 液壓泵站系統(tǒng)及計算機控制系統(tǒng)布置

液壓泵站應就近布置，盡量縮短與頂推器之間的油管管路。液壓泵站系統(tǒng)及計算機控制系統(tǒng)布置于建筑物標高為 25.0 m 的室內(nèi)，室內(nèi)應潔凈，通風，便于觀察、維修、調(diào)試。

2.2 滑移軌道結(jié)構(gòu)安裝

2.2.1 軌道梁安裝

軌道梁采用材質(zhì)為 Q235B 的 H 型鋼，規(guī)格為390 mm×300 mm×10 mm×16 mm，布置于已建成的主體結(jié)構(gòu)框架柱標高位為 42.0 m 的頂部，軌道梁與柱頂墊板采用角焊縫焊接，焊腳尺寸為 10 mm。軌道梁應具備足夠的強度、剛度及穩(wěn)定性，因此，應嚴格按審定的施工方案，采用鋼管架、型鋼等加固。

2.2.2 滑軌及側(cè)向擋板的安裝

1）滑軌采用 16a 槽鋼，側(cè)向擋板采用材質(zhì)為 Q235B的鋼板，厚 20 mm，規(guī)格為 150 mm×40 mm×20 mm?；壓附佑谲壍懒喉敳浚绕鸪兄?、滑移時的導向、限位，又起直接傳遞被滑移屋架荷載作用。側(cè)向擋板承受頂推器的推力。

2）在滑軌外側(cè)面，應用油漆按最小刻度 100 mm，涂刷黑黃相間的刻度線，并按每 500 mm 進行編號，以更能直觀、更準確地觀察滑移過程中，屋架在滑軌上的準確位置。

3）滑軌底面及側(cè)面應保持光滑，滑軌底面應涂刷潤滑油脂。

2.2.3 滑移軌道結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量要求

1）滑軌及側(cè)向擋板安裝允許偏差［1］如表 1 所示。

表1 滑軌及側(cè)向擋板安裝的允許偏差

2）軌道梁安裝允許偏差如表 2 所示。

表2 軌道梁安裝的允許偏差

2.3 滑移時的穩(wěn)定加固措施

包括鋼滑塊、頂推耳板、卡板等，均由厚 20 mm 鋼板制作。

2.3.1 頂推耳板

液壓頂推器前端通過銷軸與被滑移屋架上的耳板進行連接固定，用以傳遞水平滑移頂推力，頂推耳板厚 20 mm。

2.3.2 鋼滑塊及卡板

鋼滑塊前端（即順滑移方向）應制作成“雪橇”式，鋼板間采用角焊縫連接，焊角尺寸為 10 mm?？ò逵糜跅U件與鋼滑塊的固定，卡板與支座間采用雙面角焊縫連接，焊腳尺寸為 10 mm，材質(zhì)均為 Q235B。

3 滑移頂推系統(tǒng)

滑移頂推系統(tǒng)由液壓頂推器、液壓泵站、傳感器及計算機控制系統(tǒng)組成。根據(jù)本工程的特點，采用液壓固步頂推滑移法施工。

3.1 液壓頂推器

3.1.1 液壓頂推器的選擇

采用額定頂推力為 50 t 的液壓固步頂推器，共設(shè) 6 臺。安裝完成后，應確保液壓油缸前后兩個銷軸連接能靈活轉(zhuǎn)動。

3.1.2 液壓固步頂推器的設(shè)置

屋架滑移施工共設(shè)置 2 條滑軌，分別設(shè)置在2-20 軸、2-24 軸，滑軌長 141 m（2-A 軸～2-X 軸）。屋架滑移區(qū)共設(shè)置 6 個頂推點，每個頂推點設(shè)置 1 臺液壓固步頂推器，共計 6 臺液壓固步頂推器。

3.2 液壓固步頂推滑移原理

“液壓固步頂推滑移技術(shù)”采用液壓固步頂推器作為滑移驅(qū)動設(shè)備。液壓頂推器采用組合式設(shè)計，后部以頂緊裝置與滑軌連接，前部通過銷軸及連接耳板與被滑移結(jié)構(gòu)連接，中間利用主液壓缸產(chǎn)生驅(qū)動頂推力。

液壓頂推器的頂緊裝置具有單向鎖定功能。當主液壓缸伸出時，頂緊裝置工作，自動頂緊側(cè)向擋板；主液壓缸縮缸時，頂緊裝置不工作，與主液壓缸同方向移動。液壓頂推器工作流程如下所述。

第一步：液壓頂推器頂緊裝置安裝在滑軌上，靠緊側(cè)向擋板；主液壓缸通過銷軸及耳板與被滑移結(jié)構(gòu)連接，此時，被滑移結(jié)構(gòu)處于待頂推狀態(tài)。

第二步：液壓頂推器主液壓缸伸缸，頂緊裝置頂緊側(cè)向擋板；推動被滑移結(jié)構(gòu)向前滑移；液壓頂推器主液壓缸連續(xù)伸缸一個行程，頂推被滑移結(jié)構(gòu)向前滑移至一個步距。

第三步：被滑移結(jié)構(gòu)不動，主液壓缸開始縮缸，拖動頂緊裝置向前移動；當頂緊裝置離開原側(cè)向擋板并跨越相鄰側(cè)向擋板后，再次與側(cè)向擋塊靠緊時，主液壓缸一個行程縮缸完畢，拖動頂緊裝置向前移動一個步距，此時，被滑移結(jié)構(gòu)又處于待頂推狀態(tài)。

3.3 液壓泵站系統(tǒng)

液壓泵站系統(tǒng)為液壓頂推器提供動力，并通過就地控制器對液壓頂推器進行控制和調(diào)整，執(zhí)行液壓頂推器計算機控制系統(tǒng)的指令并反饋數(shù)據(jù)。本工程采用 11 kW 液壓泵站系統(tǒng)，配 31.5 MPa 高壓油管。液壓泵站系統(tǒng)與液壓頂推器的油管，應按照專項施工方案進行連接，確保正確，連接完成后應進行全面復查。

3.4 計算機同步控制及傳感檢測系統(tǒng)

設(shè)備采用 CAN 總線控制，主控器、液壓頂推器三級控制，操作人員可通過液壓同步計算機控制系統(tǒng)人機界面進行液壓頂推過程及相關(guān)數(shù)據(jù)的觀察和控制，實現(xiàn)自動控制。通過計算機人機界面的操作，可以實現(xiàn)自動控制、順控（單行程動作）、手動控制以及單臺頂推器的點動操作，從而達到屋架整體滑移安裝中所需要的同步滑移、安裝就位調(diào)整、單點毫米級微調(diào)等特殊要求。

4 滑移單元的高空拼裝

4.1 滑移單元拼裝平臺的設(shè)置

為滿足高空拼裝的需要，在標高 40.5 m，屋架滑移的起點處，應設(shè)置滑移單元拼裝平臺。平臺由鋼管腳手架支撐，應平整、牢固、滿足安全要求。平臺不承受屋架的自重等荷載，僅作為拼裝滑移單元施工的操作平臺。

4.2 滑移單元的拼裝

4.2.1 滑移單元的劃分

屋架共分為 9 個滑移單元，2-W 軸～2-X 軸屋架采用原位安裝?；茊卧膭澐?，如圖 2 所示。

圖2 滑移單元劃分示意圖（單位：mm）

4.2.2 滑移單元的組成

第一滑移單元由 2 榀主桁架及其次桁架組成；其余 8 榀滑移單元由 1 榀主桁架及其次桁架組成。

4.2.3 滑移單元拼裝要點

1）對已吊裝就位的主桁架，應認真檢查其跨度、起拱值、側(cè)向彎曲、跨中垂直度、兩端支座偏差等。當側(cè)向彎曲、跨中垂直度及兩端支座偏差不符合要求時，應用葫蘆及千斤頂進行糾偏，為拼裝創(chuàng)造條件。

2）為消除主、次桁架組裝偏差的影響，按照設(shè)計要求，在主、次桁架交界處，次桁架端部應設(shè)置較大的鋼管套管，根據(jù)已就位的兩榀主桁架及次桁架的實際尺寸及位置，水平移動套管位置，在其交界處形成足夠的間隙，確保主、次桁架的順利拼裝。

3）焊接順序應先下弦節(jié)點，后上弦節(jié)點，從中間向兩邊擴散施焊。焊道應多道成型，由下往上逐層堆焊，以滿足設(shè)計要求及規(guī)范要求。

5 試滑移

5.1 確定伸缸壓力和縮缸壓力

根據(jù)計算結(jié)果確定液壓固步頂推器所需的伸缸壓力（考慮壓力損失）和縮缸壓力，待液壓頂推系統(tǒng)設(shè)備系統(tǒng)檢測無誤后開始試滑移。

5.2 試滑移的監(jiān)測與調(diào)試

5.2.1 分級加載滑移

開始試滑移時，液壓固步頂推器伸缸壓力逐漸上調(diào)，依次為所需壓力的 40 %、60 %，在一切正常的情況下，可繼續(xù)加載到 80 %、90 %、100 %。

5.2.2 試滑移檢查

滑移單元剛開始移動時暫停頂推作業(yè)，保持液壓設(shè)備系統(tǒng)壓力，全面觀察各設(shè)備運行及滑移屋架情況，如液壓固步頂推器、鋼滑塊、縱向連系桿件等，檢查并記錄屋架的變形情況及整體穩(wěn)定性等情況。

5.2.3 滑移一個步距檢查

在一切正常情況下，將結(jié)構(gòu)向前滑移 200～450 mm 后停止，對液壓固步頂推器、液壓泵站系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)、屋架、滑軌系統(tǒng)、支承系統(tǒng)、傳感檢測系統(tǒng)等進行全面檢查，并作好檢查記錄。

6 正式滑移

6.1 滑移順序

試滑移符合要求后，應進行正式滑移，按照屋架布置特點及滑移施工工藝要求，屋架滑移施工采用“累積滑移”施工工藝。首先將試滑移單元滑移到 2-T～2-V，再滑移第二榀滑移單元，以此類推至第 19 榀滑移單元，最后一榀滑移單元采用原位安裝。

6.1.1 第一滑移單元滑移

在高空拼裝平臺上拼裝第一滑移單元，符合要求后，將第一滑移單元滑移 18 m 到 2-T 軸～2-V 軸，如圖 3、圖 4 所示。

圖3 第一滑移單元拼裝示意圖（單位：mm）

圖4 第一滑移單元滑移示意圖（單位：mm）

6.1.2 第二滑移單元滑移

在拼裝平臺上拼裝第二滑移單元，符合要求后，將第二滑移單元及第一滑移單元整體滑移 14 m 到 2-R 軸～2-V 軸，如圖 5、圖 6 所示。

圖5 第二滑移單元拼裝示意圖（單位：mm）

圖6 第二滑移單元滑移示意圖（單位：mm）

6.1.3 第三滑移單元等滑移

在拼裝平臺上拼裝第三滑移單元，符合要求后，將第三滑移單元、第二滑移單元及第一滑移單元整體滑移 18 m 到 2-N 軸～2-V 軸，如圖 7、圖 8 所示，以此類推至滑移第九滑移單元，最后一榀屋架采用原位安裝。

圖7 第三滑移單元拼裝示意圖（單位：mm）

圖8 第三滑移單元滑移示意圖（單位：mm）

6.2 滑移速度控制

液壓滑移系統(tǒng)設(shè)備的水平牽引速度，取決于液壓泵站系統(tǒng)的配置及單臺液壓頂推器所分配的流量、其他輔助工作所占用的時間。本滑移的步距為 450 mm，一次性連續(xù)不斷地滑移的最大允許滑移距離為 20 m，被滑移屋架的最大水平直線滑移速度不宜大于 12 m/h。

6.3 滑移同步性監(jiān)測

滑移同步性監(jiān)測包括位移同步性監(jiān)測和頂推力同步性監(jiān)測。位移同步性監(jiān)測采用計算機系統(tǒng)控制結(jié)合人工觀察屋架實際位置的方法完成；頂推力同步性監(jiān)測采用計算機系統(tǒng)完成。監(jiān)測過程中，應根據(jù)監(jiān)測信息的變化實行動態(tài)管理，為滑移同步性控制提供條件。

6.4 滑移過程中常見質(zhì)量問題的處理

6.4.1 滑移不同步處理

滑移不同步作用包括位移不同步作用及頂推力不同步作用。本工程采用位移進行同步性控制，位移不同步值取 50 mm。根據(jù)滑移同步性監(jiān)測情況，當結(jié)構(gòu)滑移過程中出現(xiàn)不同步值＞50 mm 時，必須立即停止滑移，及時查明引起滑移不同步的原因，針對位移不同步現(xiàn)象，通過計算機控制系統(tǒng)對滯后部位采用頂推器補推，以達到同步滑移。

6.4.2 卡軌及啃軌的處理

滑移過程中，應嚴格防止“卡軌”和“啃軌”現(xiàn)象的發(fā)生。在鋼滑塊設(shè)計時，應將沿滑移方向的鋼滑塊前端設(shè)計為“雪橇”式，以加大鋼滑塊前端與滑軌的間隙，避免鋼滑塊前端撞擊滑軌發(fā)生“卡軌”現(xiàn)象，并將滑軌接頭處焊縫打磨平整，避免滑軌不平整發(fā)生“啃軌”現(xiàn)象。

7 滑移屋架質(zhì)量驗收

7.1 滑移屋架質(zhì)量驗收的主要內(nèi)容

滑移屋架質(zhì)量驗收，應嚴格執(zhí)行 GB 50205－2020《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》，主要內(nèi)容包括：屋架跨中垂直度、側(cè)向彎曲，屋架支座中心對定位軸線的位移，如表 3［2］所示。分滑移施工過程中滑移單元的高空拼裝、滑移單元全部滑移完成兩個階段進行。

7.2 滑移單元高空拼裝的質(zhì)量驗收

滑移單元高空拼裝質(zhì)量，是滑移能否順利進行的關(guān)鍵。因此，第一階段應對已拼裝完成的屋架跨中垂直度、側(cè)向彎曲、屋架支座中心對定位軸線的位移，進行全數(shù)檢查，不符要求時，應及時處理。

7.3 滑移單元全部滑移完成的質(zhì)量驗收

第二階段，滑移單元全部滑移完到位后，主、次桁架已形成整體，此時的質(zhì)量驗收以抽查核實為主。檢查數(shù)量按同類構(gòu)件數(shù)抽查 10 %，且≥3 個，檢驗方法包括吊線，拉線，經(jīng)緯儀和鋼尺現(xiàn)場實測。

8 結(jié)語

應用液壓固步頂推滑移法安裝屋架，設(shè)備簡單，自動化程度高，操作靈活方便，通用性強，安全性好，對場地要求不高，對吊裝機具要求不高。尤其適合屋蓋呈狹長平面，屋架跨度大，安裝位置高，擬安裝位置下存在夾層，場地不平，不適合整體吊裝的屋架。借助已建成的結(jié)構(gòu)頂部，此方法能減少施工用地，減少胎模，減少滿堂腳手架，減少高空作業(yè)時間，加快了施工進度，提高了施工效率，減少了施工安全隱患，提高了工程質(zhì)量，對支持國家大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)政策起到了積極的推動作用。Q