钢结构桁架累积滑移施工技术

钢结构桁架累积滑移施工技术

叶智岭 窦荣来 李嘉龙 李向军

中建二局第三建筑工程有限公司 北京 100070

摘要：某工程中大型钢结构桁架屋面安装，由于钢结构桁架重量重、跨度大、高程高、施工难度大等特点，采用钢结构桁架累积滑移的施工技术，成功解决了钢结构桁架安装过程中的重点、难点问题，节省了资金，减少了安全隐患。采用该方法施工，质量可靠，同时可缩短工期、降低成本，取得了良好的社会和经济效益。

关键词：钢结构；桁架；滑移；同步；液压

0引言

随着我国建筑业的发展，钢结构越来越多地应用于大跨度房屋及公共建筑，特别是体育馆、火车站、机场、大型会议中心、综合公共交通枢纽等建筑。对于内部有夹层、跨度相对较大、不适合设置滑移胎架或整体提升施工的钢结构桁架，可利用原有周边混凝土结构作为滑移轨道的支撑结构，必要时增设临时滑道，采用高空累积滑移法施工。

1工程概况

工程顶采用钢桁架结构，建筑面积1600m2，由12榀H型钢钢桁架为主结构，桁架跨度24m，间距6m，高度2.2m，桁架上、下弦均采用HW300×200×12×16焊接H型钢，竖、斜腹杆采用HW250×200×12×16焊接H型钢，单榀重量5．35t，结构总重量72．5t。施工现场情况为不允许起重机械站在车库混凝土顶板上就近作业，只能站在距结构一端10m外消防通道上作业，根据现场实际情况，本工程选用一台50t履带式汽车吊固定地点拼装安装，用两台10t卷扬机作为牵引设备，并用动滑轮组组五提高牵引质量，采用累积滑移安装的施工方法进行安装。

2关键施工技术简介

2.1牵引设备介绍

本工程牵引设备选用2台10t卷扬机，电动卷扬机由电动机、联轴节、制动器、齿轮箱和卷筒组成，共同安装在机架上，仅能在地上使用，它以电动机为动力，经弹性联轴节，三级封闭式齿轮减速器，牙嵌式联轴节驱动卷筒，采用电磁制动，该设备通用性高、结构紧凑、体积小、重量轻、起重大、使用转移方便，被广泛应用于建筑、水利工程、林业、矿山、码头等的物料升降或平拖。

2.2滑移轨道布置、卷扬机固定措施

1. 滑移轨道布置。本工程采用两道通长布置的槽钢加工件(结构次构件)作为滑移轨道，轨道形式为两个18号槽钢口对口焊接组成，轨道高度140mm，轨道固定在车库混凝土梁板上，通过与车库顶板预埋的铁件焊接固定，预埋铁件规格为－220×150×10，沿长轴轴线居中布置，间距1000mm，槽钢内口用－165×130×10加劲肋板加强，间距1000mm，焊接加固处理，轨道表面做磨光处理，并涂抹黄油润滑以减少摩擦阻力，滑移面高度略高于预埋地脚螺栓顶端。

2. 卷扬机固定布置。卷扬机固定点留置于结构轴线延伸线上，约在13轴以外5m处，与牵引钢丝绳及轨道中线在一条直线上，每个卷扬机底板通过12根直径为16mm的化学锚栓锚固在车库顶端梁板上，并设置稳固可靠的反力点，本工程反力点预埋在车库顶板上，锚固钢筋深度锚固于车库混凝土柱内，预留“∩”型钢筋环，用钢绳与卷扬机上部焊接的起吊钩连接固定，防止卷扬机在拉力作用下倾覆。

2.3牵引同步控制

本工程牵引同步控制通过焊接在钢桁架底部的钢板卡槽来实现，两个钢板卡槽卡在滑移轨道上，两边各留有约8mm空隙，当两榀桁架滑移同步时，整个滑移能顺利进行，当两个桁架滑移不同步超过一定范围时，钢板卡槽就卡在轨道上，导致滑移不能顺利进行。两个牵引设备必须是同一生产厂家的产品，同规格、同型号，电动反应时间和牵引速度相同，还必须有专人同时指挥同时开启，保证两人的动作同步性，即能保证两榀桁架滑移过程的同步性。

3施工过程

3.1钢结构的拼装

钢桁架采用工厂分段制作运输至施工现场，现场拼装、安装后再采用累积滑移的方法施工，吊车就位于②轴以外10m处消防道路上，在②轴、③轴区域对钢桁架进行就地拼装、安装，钢桁架安装到位后，安装两榀桁架间的水平支撑和柱间支撑及联系梁，连接高强螺栓终拧后按照设计要求完全对焊缝进行施焊，确保两榀桁架组成固定体系后准备下一步滑移;第二、三、四、五次施工滑移过程是第一次施工过程的重复。

3.2滑移前的准备工作

1. 检查限位卡槽、牵引力端头”U”型环、反力提供点等关键节点是否牢靠;2)安装固定卷扬机并将牵引端钢索可靠连接在桁架U型环上，用钢绳可靠连接卷扬机在反力点上;3)在滑移轨道上涂抹黄油，黄油应涂抹均匀，避免漏涂、涂抹量过少，影响润滑效果。

3.3钢桁架的滑移本次施工采用累积滑移施工，由②轴向13轴方向滑移，整个桁架安装需滑移5次，最后两榀②轴，③轴钢桁架直接由起重机械就地安装到位。

3.4滑移到位后落位

钢桁架滑移到位后，标高高于桁架设计安装高度，故必须进行落位。本工程落位采用10t级的千斤顶10只，分别布置12，10，9，7，5轴内外两侧，卸载处(即钢桁架底座底板处)采用与整体轨道分离的600mm的短轨道便于轨道的抽出。钢桁架滑轨高为140mm，按照设计标高，桁架应向下落90mm，先安装预埋螺栓的调整螺栓及垫片，用经纬仪测好垫片标高后，此时同步启动千斤顶将桁架顶起20mm左右，抽出卸载处设置600mm长的短轨道，然后再同步下落千斤顶，当预埋螺杆穿入连接板并落位于调整螺母垫板上后，桁架即落位到位，带上螺母并拧紧到位。

4施工过程的质量及安全控制措施

4.1滑移过程的抗倾覆、侧向移位措施

1. 每条轨道的上表面及两侧面必须打磨光滑、平整，不允许有棱角或凹凸不平;轨道对接接头应打磨光滑、平整，滑移轨道滑移方向沿轴线铺设，严禁出现高低错槎，平行度控制在3mm内;

2. 为防止滑移过程中结构倾覆，尤其在刚开始的两榀钢桁架滑移中，应由专人指挥，随时观察结构的滑动情况，发现异常情况立即关闭电源，待查明原因后再进行滑移;

3. 本工程滑移接触面为桁架下弦H型钢下翼缘与18号槽钢，为防止桁架脱离滑移轨道，在桁架下弦H型钢下翼缘焊接卡扣件，卡扣件采用180×12无缝钢管一分为二两个弧状，弧顶位置与轨道侧面留8mm活动空间，高度50mm(落位后不用割除)。

4.2滑移过程的不同步措施

尽管先前已从理论上解决了两个牵引设备的不同步问题，但实际滑移施工中难免会出现不同步情况，通常发生为一边滑移顺畅，一边由于磕碰而停止不前瞬间产生不同步现象，为了防止出现不同步情况，首先应有专人专门负责滑移的运行情况，一旦发现异常情况后立即关闭电源，以免不同步现象扩大，再查明原因，排除产生不同步现象的原因，最后单独启动落后端的牵引设备，待落后端与另一端同步后关闭电源，再继续进行整体滑移施工。

4.3滑移过程中结构强度稳定性的加强补偿措施

随着累积滑移最大静摩擦力的不断增强，结构受力也不断增大，首先应对主要接触受力点进行加固补偿，防止构件本身撕裂或变形，本工程在主要受力点瑏瑣轴桁架下H型钢下翼缘牵引点处增加肋板，考虑牵引力在各榀桁架间的传递，在桁架间临时设置下弦连系梁补偿措施，设置位置应与牵引设备钢铰链在同一条直线上，以免拼接好的桁架体系被拉变形。

4.4滑移过程桁架定位措施

在前四次滑移时，对桁架的位移精度要求较低，只要保证滑移后的桁架结构还处于起重机械的作业半径内，以保证后续拼装的桁架能与前面的桁架组成联合体，第五次滑移即最后一次滑移需要将各榀桁架准确停放于设计位置上，现场采用在13号桁架的最边部位置轨道上焊接钢板挡车板，当滑移到设计位置时在挡车板的作用下桁架能准确停止在设计位置。

4.5变形监测

桁架的挠度变形采用反射贴片配合全站仪来监测，通过定期间断的测量记录的数据来分析，桁架安装过程中挠度值的变化情况。如相邻两次监测数值偏差较大，则应立即停止施工，并检查已完成桁架的整体偏差，查找分析原因。待问题解决好方可继续施工。待钢屋盖安装完成整体卸载后，对钢屋盖进行的变形监测。经检查桁架变形情况满足规范要求。

5方案优点

1. 牵引设备体积小、自重轻、操作简便灵活，安全可靠，适合于在狭小空间或起重设备难以进入的施工场地进行大体量构件的累积滑移安装;

2. 牵引设备市场上比较常见而且价格低，能降低施工措施成本;

3. 通过固定在钢桁架底部的钢板卡槽可以控制两榀桁架的同步性;

4. 可利用原混凝土结构通长梁板结构作为滑移轨道基础，只需要少量的滑移轨道，而且轨道拆除后还能重新用于其他次结构，对材料不造成浪费;

5. 施工过程为一个工序的几次重复操作，有助于提高工人施工效率。

6结语

累积滑移法已在钢结构安装中被大量实际应用，取得了良好的经济和施工效果，计算机同步技术、液压牵引等技术在大型工程中发挥了较好的应用。利用市场上最常见、成本低的卷扬机作为牵引设备对结构进行滑移施工，不但体积轻巧便于布置，而且操作简便，还能根据结构的体量适当增加或减少牵引点的布置，通过累计滑移的施工方法，达到了安装整个结构的目的。

参考文献:

［1］雷鹏旭．大跨度空间倒三角形管桁架施工技术研究［D］．重庆:重庆大学，2013．

［2］高丁丁．大跨钢结构滑移施工新技术研究［D］．北京:北京交通大学，2016．

［3］王勇，田启，殷士权，等．大跨度倾斜空间钢网架屋盖施工技术［J］．城市住宅，2020，27(10):225-226，230．