大跨度鋼桁架逐段累積滑移施工工法1

1、大跨度鋼桁架逐段累積滑移施工工法編制單位：中建國(guó)際建設(shè)公司主要執(zhí)筆人：1前言 近些年來(lái)，特別是近十來(lái)年中國(guó)鋼產(chǎn)量飛速增加，為我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供了一個(gè)物質(zhì)條件。2000年以后，國(guó)家政策鼓勵(lì)用鋼，發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑，涌現(xiàn)出一大批鋼結(jié)構(gòu)高層寫(xiě)字樓、大跨度場(chǎng)館及公共建筑，如：北京國(guó)貿(mào)三期、鳥(niǎo)巢、哈爾濱會(huì)展中心等。其中部分大型大跨度場(chǎng)館多采用“地面拼裝、跨內(nèi)高空吊裝”以及“搭設(shè)拼裝平臺(tái)、高空散裝”的方法進(jìn)行安裝，此類安裝方法相對(duì)比較簡(jiǎn)單、實(shí)用、效率較高。但對(duì)于施工場(chǎng)地內(nèi)受限制或存在地下室結(jié)構(gòu)的大跨度結(jié)構(gòu)，常規(guī)的“地面拼裝、跨內(nèi)高空吊裝”的方法就行不通了，須另辟他徑。 頂推滑移的施工方法是近年來(lái)解決大跨

2、度鋼結(jié)構(gòu)安裝的一個(gè)常用的方法,能很好地的解決大跨度桁架結(jié)構(gòu)安裝問(wèn)題。2特點(diǎn)不需要通過(guò)對(duì)地下室結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，不受跨內(nèi)其他結(jié)構(gòu)的影響，采用滑移的方式將結(jié)構(gòu)安裝到設(shè)計(jì)圖紙位置。3適用范圍適用于施工場(chǎng)地內(nèi)存在地下室或其他結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致起重機(jī)械無(wú)法進(jìn)入施工區(qū)域或采用其他施工方法施工經(jīng)濟(jì)性不佳、對(duì)工期影響較大的大跨度鋼結(jié)構(gòu)。4工藝原理盡量利用大跨度鋼結(jié)構(gòu)的支撐結(jié)構(gòu)（如混凝土結(jié)構(gòu)柱、梁等）或增加臨時(shí)軌道梁支撐，根據(jù)結(jié)構(gòu)模擬計(jì)算需要設(shè)置滑移軌道梁或拼裝胎架，在胎架上按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行拼裝，拼裝完成后向前頂推滑移，進(jìn)行下一跨度區(qū)域桁架拼裝，直至全部鋼結(jié)構(gòu)滑移完畢，最終進(jìn)行卸載落位固定，完成結(jié)構(gòu)安裝完成工作。5工藝流程

3、及操作要點(diǎn) 5.1工藝流程滑移專項(xiàng)方案編制專家組評(píng)審論證作業(yè)指導(dǎo)書(shū)與交底滑移及卸載工況模擬分析臨時(shí)結(jié)構(gòu)措施安裝高空拼裝及設(shè)備安裝計(jì)算機(jī)控制同步頂推滑移繼續(xù)拼裝、同步頂推滑移結(jié)構(gòu)全部滑移完成拆除臨時(shí)措施結(jié)構(gòu)完成結(jié)構(gòu)變形過(guò)程監(jiān)測(cè)應(yīng)急預(yù)案結(jié)構(gòu)驗(yàn)收論證通過(guò)驗(yàn)收驗(yàn)收結(jié)構(gòu)卸載落位固定臨時(shí)措施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)未通過(guò)未通過(guò)5.2操作要點(diǎn)累積滑移安裝方法分析及臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)臨時(shí)措施結(jié)構(gòu)初步布置仔細(xì)查閱土建施工圖紙及鋼結(jié)構(gòu)圖紙，掌握混凝土結(jié)構(gòu)形式與鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)情況，確定滑移安裝方法的可行性及施工部署，充分利用現(xiàn)有混凝土結(jié)構(gòu)，進(jìn)行滑移胎架、滑移軌道梁及滑移軌道梁支撐等臨時(shí)措施結(jié)構(gòu)初步布置；滑移軌道設(shè)置根據(jù)臨時(shí)措施結(jié)構(gòu)初步布置

4、，利用結(jié)構(gòu)模擬計(jì)算軟件，對(duì)滑移結(jié)構(gòu)最不利工況（考慮風(fēng)荷載、溫度變化等）結(jié)構(gòu)變形情況進(jìn)行模擬計(jì)算，確定滑移軌道設(shè)置數(shù)量；臨時(shí)措施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)臨時(shí)措施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)包括拼裝胎架設(shè)計(jì)、滑移軌道梁支撐設(shè)計(jì)、滑移軌道梁設(shè)計(jì)、軌道選型等，設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)充分考慮臨時(shí)措施結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、承載力、穩(wěn)定性、變形情況、結(jié)構(gòu)沉降、基礎(chǔ)處理等，最終明確軌道梁支撐、滑移軌道梁、拼裝胎架等具體布置、規(guī)格型號(hào)、連接方式、滑移軌道設(shè)計(jì)高度等情況；根據(jù)滑移結(jié)構(gòu)總噸位進(jìn)行計(jì)算，確定頂推千斤頂規(guī)格、數(shù)量、設(shè)置位置等；專項(xiàng)施工方案編制及專家組評(píng)審 根據(jù)臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及累積滑移安裝部署，編制累積滑移專項(xiàng)施工方案，明確施工順序、拼裝方案、滑移指揮組織機(jī)構(gòu)

5、、測(cè)量與過(guò)程監(jiān)測(cè)方案、應(yīng)急預(yù)案、安全方案等。 為了保證滑移施工的結(jié)構(gòu)安全及施工質(zhì)量，大跨度累積滑移專項(xiàng)施工方案，需進(jìn)行專家組進(jìn)行評(píng)審；根據(jù)專家組評(píng)審意見(jiàn)進(jìn)一步進(jìn)行修改完善。臨時(shí)結(jié)構(gòu)措施安裝 臨時(shí)結(jié)構(gòu)措施安裝質(zhì)量的好壞，是大跨度滑移施工一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，應(yīng)按照專項(xiàng)施工方案認(rèn)真實(shí)施，保證臨時(shí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)處理、支撐安裝偏差、節(jié)點(diǎn)連接質(zhì)量及軌道標(biāo)高、水平度誤差控制等；臨時(shí)結(jié)構(gòu)措施安裝完畢后，應(yīng)組織各方進(jìn)行驗(yàn)收； 拼裝胎架搭設(shè)拼裝胎架設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘探報(bào)告數(shù)據(jù)，進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，計(jì)算確定胎架在安裝荷載的作用下的基礎(chǔ)沉降量；胎架實(shí)際搭設(shè)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際基礎(chǔ)沉降變形情況，同時(shí)對(duì)拼裝胎架預(yù)留沉降余量；高空拼裝胎

6、架搭設(shè) 軌道梁安裝軌道梁安裝應(yīng)與桁架安裝軸線保持一致，控制軌道梁標(biāo)高精度，焊縫連接處應(yīng)按一級(jí)焊縫進(jìn)行探傷處理； 軌道安裝軌道安裝中心線應(yīng)與桁架安裝軸線保持一致，且按照設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行安裝；此外應(yīng)考慮軌道的側(cè)向穩(wěn)定及滑移方向滑動(dòng)控制，側(cè)向穩(wěn)定可按600mm間隔軌道兩側(cè)設(shè)置10mm擋板；軌道滑移方向防滑可按10m間距，軌道兩側(cè)設(shè)置10mm止動(dòng)擋塊，詳見(jiàn)下圖所示。側(cè)向穩(wěn)定擋板滑移方向擋板相鄰軌道間宜采取焊接連接，上表面需打磨光滑。高空拼裝及設(shè)備安裝 大跨度結(jié)構(gòu)滑移安裝質(zhì)量完全取決于高空胎架上結(jié)構(gòu)拼裝精度控制，結(jié)構(gòu)安裝的標(biāo)高、軸線位置、垂直度等控制應(yīng)符合規(guī)范要求； 結(jié)構(gòu)側(cè)向位移控制考慮大跨度鋼結(jié)構(gòu)拼裝單元

7、拆除支撐后，由于結(jié)構(gòu)的下?lián)献冃?，結(jié)構(gòu)必定在與軌道垂直方向上發(fā)生位移；位移值根據(jù)跨度及結(jié)構(gòu)下?lián)现档?，進(jìn)行模擬計(jì)算，最終確定對(duì)軌道所在軸線上受力結(jié)構(gòu)設(shè)置反向變形。 高空拼裝反變形豎向設(shè)置拼裝結(jié)構(gòu)分步分級(jí)拆除支撐后，拼裝結(jié)構(gòu)在撓度變形的作用下，達(dá)到圖紙要求的安裝軸線要求。支撐拆除后結(jié)構(gòu)下?lián)献冃?拼裝結(jié)構(gòu)起拱 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-2003中規(guī)定，屋蓋梁或桁架設(shè)計(jì)允許偏差為l/500,大跨度鋼屋蓋施工中，可根據(jù)施工結(jié)構(gòu)模擬分析的撓度變形及桁架分段情況，進(jìn)行拼裝施工折線起拱。拼裝施工結(jié)構(gòu)折線起拱在結(jié)構(gòu)滑移支點(diǎn)處設(shè)置限位擋板，防止側(cè)向位移，軌道與其兩側(cè)限位擋板間距各為15mm。結(jié)構(gòu)側(cè)向位移限位擋板

8、 結(jié)構(gòu)滑移過(guò)程中，按照方案部署及時(shí)安裝頂推設(shè)備，確保連接妥貼穩(wěn)固。滑移前檢查驗(yàn)收及拆除支撐正式滑移前，對(duì)構(gòu)件高空拼裝情況進(jìn)行檢查，確保桿件安裝及焊縫焊接完畢；然后按照方案確定的步驟進(jìn)行拆除臨時(shí)支撐，并在卸載過(guò)程中對(duì)結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行觀測(cè)，如有異常情況采取應(yīng)急預(yù)案。計(jì)算機(jī)控制同步頂推滑移 滑移前檢查，臨時(shí)支撐是否拆除完畢；滑移結(jié)構(gòu)是否與胎架完全脫離；滑移系統(tǒng)工作是否正常；各崗位人員及監(jiān)測(cè)儀器是否到位等；頂推滑移滑移前檢查檢查各項(xiàng)工作符合滑移條件后，進(jìn)行正式滑移。千斤頂頂推力F設(shè)定，應(yīng)按照當(dāng)前拼裝滑移重量計(jì)算得出；Fi=Ni*f/mFi為第i次滑移單元滑動(dòng)某條軌道上每個(gè)千斤頂?shù)捻斖屏?；Ni為第i次滑移單

9、元總重量在某條軌道上分配的支反力；f為第i次滑移單元總重量在某條軌道上的摩擦力系數(shù)（考慮軌道上涂抹黃油，實(shí)際計(jì)算中f取常數(shù)0.2）；m為第i次滑移單元滑移時(shí)在某條軌道上安裝的千斤頂數(shù)量；每次頂推滑移開(kāi)始時(shí)，為了克服瞬間加載產(chǎn)生的加速度對(duì)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的不利影響，可按照計(jì)算確定的數(shù)值Fi進(jìn)行分n級(jí)次勻速加載；當(dāng)某條軌道上千斤頂頂推位置結(jié)構(gòu)產(chǎn)生微小滑動(dòng)時(shí)，停止此軌道千斤頂油泵加載，確定頂推力數(shù)值；繼續(xù)進(jìn)行其他軌道的千斤頂油泵的加載，直至所有軌道上頂推結(jié)構(gòu)出現(xiàn)微小滑動(dòng)，全部確定各條軌道的千斤頂頂推力數(shù)值；最終按照各條軌道的千斤頂頂推力數(shù)值同時(shí)起動(dòng)所有油泵系統(tǒng)，開(kāi)始向前進(jìn)行滑移。 頂推滑移過(guò)程中滑移過(guò)程結(jié)構(gòu)

10、調(diào)整滑移過(guò)程中由于各種因素，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生整體不均勻側(cè)向位移，主要表現(xiàn)在軌道與其兩側(cè)限位擋板間距發(fā)生變化，應(yīng)及時(shí)上報(bào)滑移總指揮；通過(guò)鋼尺測(cè)量對(duì)于同一基線的距離偏差，找出所有軌道上結(jié)構(gòu)位移的偏差；再通過(guò)不同軌道上結(jié)構(gòu)滑移速度的調(diào)整，最終使所有軌道上結(jié)構(gòu)達(dá)到同一基線，再按照各千斤頂設(shè)置設(shè)定的頂推力繼續(xù)向前滑移?；七^(guò)程中，亦可根據(jù)計(jì)算機(jī)自身的采集系統(tǒng)反饋的滑移速度偏差，實(shí)時(shí)進(jìn)行速度調(diào)整，保證結(jié)構(gòu)滑移同步性；但此種方法導(dǎo)致實(shí)時(shí)結(jié)構(gòu)在進(jìn)行速度調(diào)整，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)滑移速度較慢，目前已很少采用頂推滑移監(jiān)測(cè)測(cè)量結(jié)構(gòu)頂推滑移前，拼裝結(jié)構(gòu)支撐架拆除過(guò)程中，對(duì)拼裝單元變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)；結(jié)構(gòu)頂推滑移中，對(duì)滑移軌道鋼梁變形進(jìn)

11、行監(jiān)測(cè)；結(jié)構(gòu)卸載過(guò)程中，應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的變形情況進(jìn)行對(duì)于監(jiān)測(cè)中出現(xiàn)的異常情況，如結(jié)構(gòu)撓度大于計(jì)算變形、出現(xiàn)大的聲響、支撐發(fā)生變形或結(jié)構(gòu)出現(xiàn)局部振動(dòng)等，立即進(jìn)行信息反饋，采取相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行處理；滑移過(guò)程變形監(jiān)測(cè)軌道梁變形觀測(cè)累積滑移 當(dāng)結(jié)構(gòu)滑移一個(gè)滑移單元后，繼續(xù)在騰空的拼裝胎架上，進(jìn)行拼裝下一單位，前后兩個(gè)單位通過(guò)焊接連接后，繼續(xù)向前滑移，采用相同的方法直至全部結(jié)構(gòu)滑移結(jié)束； 由于跨度較大，每個(gè)滑移單元拆除支撐及滑移完畢后，均有一定下?lián)?，再進(jìn)行下一滑移單位拼裝時(shí)，應(yīng)將滑移完畢的最末端桁架進(jìn)行回頂一定數(shù)值（回頂數(shù)值應(yīng)參考拆撐后的撓度變化值），使之恢復(fù)到拆除支撐前的狀態(tài)，保證后續(xù)滑移單位相鄰桿件的拼

12、裝精度。結(jié)構(gòu)卸載落位固定結(jié)構(gòu)滑移到位后，按照卸載方案進(jìn)行分級(jí)卸載，最終落位固定，安裝完成?；其摻Y(jié)構(gòu)的最后一步滑移及結(jié)構(gòu)卸載，應(yīng)考慮溫度變化，宜在當(dāng)?shù)啬昶骄鶞囟葰鉁叵逻M(jìn)行。6主要施工機(jī)具設(shè)備表1 大跨度頂推滑移設(shè)備清單序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量備注1液壓泵源系統(tǒng)TJD-30型4動(dòng)力源2液壓爬行器TJG-1000型8頂推設(shè)備3計(jì)算機(jī)同步控制系統(tǒng)YT-1型1同步控制4全站儀2"2安裝及變形測(cè)量5經(jīng)緯儀2"2安裝及變形測(cè)量6水準(zhǔn)儀±1.5m/km2變形測(cè)量7鋼尺5m6測(cè)量8對(duì)講機(jī)12即時(shí)通信7勞動(dòng)力組織表2 主要?jiǎng)趧?dòng)力組織序號(hào)設(shè)備名稱數(shù)量崗位職責(zé)1現(xiàn)場(chǎng)總指揮1頂推過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)

13、技術(shù)和施工協(xié)調(diào)2計(jì)算機(jī)同步控制系統(tǒng)操作技術(shù)人員1計(jì)算機(jī)同步系統(tǒng)控制3測(cè)量工4頂推過(guò)程變形監(jiān)測(cè)4輔助工10滑移過(guò)程巡查、應(yīng)急處理8質(zhì)量要求 8.1桁架滑移到位軸線安裝偏差不大于15mm，跨中垂直度允許為h/250,且不大于15.0mm；8.2桁架安裝到位側(cè)向彎曲矢高不大于10mm，允許偏差為l/1000,且不應(yīng)大于50.0mm；8.3桁架安裝到位支座標(biāo)高允許偏差±5mm。桁架安裝跨中垂直度、側(cè)向彎曲矢高、標(biāo)高、軸線偏差等，應(yīng)符合鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50205-2001相關(guān)質(zhì)量驗(yàn)收要求。9 職業(yè)健康和安全環(huán)保措施 大跨度鋼結(jié)構(gòu)滑移施工主要涉及臨時(shí)結(jié)構(gòu)安裝、高空拼裝、同步滑移、結(jié)

14、構(gòu)卸載等過(guò)程中材料使用、桿件安裝、機(jī)械操作的安全。9.1臨時(shí)措施結(jié)構(gòu)（高空拼裝平臺(tái)支撐、鋼梁、軌道梁等）加工及安裝前，應(yīng)提供材料質(zhì)量證明書(shū)、材料試驗(yàn)檢驗(yàn)報(bào)告；臨時(shí)結(jié)構(gòu)安裝，應(yīng)對(duì)連接節(jié)點(diǎn)或焊縫進(jìn)行重點(diǎn)檢查，對(duì)接焊縫應(yīng)進(jìn)行探傷檢查；9.2高空拼裝平臺(tái)應(yīng)滿鋪鋼條板，下方滿掛安全網(wǎng)，臨邊位置設(shè)置防護(hù)欄，下方拉設(shè)警戒線；高空拼裝作業(yè)時(shí)，應(yīng)在吊裝前設(shè)置牢固的操作平臺(tái)，現(xiàn)場(chǎng)安排專職安全人員進(jìn)行巡查；高空操作架9.3臨時(shí)措施結(jié)構(gòu)安裝、高空拼裝及結(jié)構(gòu)滑移安裝，應(yīng)對(duì)各專業(yè)施工人員進(jìn)行安全交底；9.4頂推千斤頂設(shè)備及油泵系統(tǒng)安裝，應(yīng)有專業(yè)工人進(jìn)行操作；現(xiàn)場(chǎng)滑移計(jì)算機(jī)同步控制系統(tǒng)由專業(yè)技術(shù)人員控制； 9.5頂推千斤頂

15、設(shè)備及油泵系統(tǒng)應(yīng)有檢定報(bào)告，確保處于正常使用狀態(tài)；施工過(guò)程中，經(jīng)常對(duì)頂推千斤頂設(shè)備及油泵系統(tǒng)進(jìn)行檢修，防止漏油污染環(huán)境；9.6高空拼裝施工中，應(yīng)嚴(yán)格遵守安全用電制度，定期檢查電焊機(jī)漏電保護(hù)裝置，焊把線破損情況；拼裝焊接焊位下方增加接火措施，防止焊渣下落飛濺，引起火災(zāi)和土地污染，將現(xiàn)場(chǎng)焊渣、焊條頭進(jìn)行定點(diǎn)回收；9.7卸載過(guò)程采用的千斤頂應(yīng)具有合格證，現(xiàn)場(chǎng)檢查標(biāo)定證書(shū)，全數(shù)檢查所用千斤頂行程是否順暢，防止卸載中個(gè)別千斤頂出現(xiàn)無(wú)法下調(diào)的現(xiàn)象；9.8現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)做好個(gè)人防護(hù)，焊接特種作業(yè)人員須穿戴防護(hù)服佩戴防護(hù)面罩。 10效益分析 在當(dāng)前大型鋼結(jié)構(gòu)會(huì)展及體育場(chǎng)館建筑中，根據(jù)建筑和使用功能的需要，設(shè)計(jì)

16、往往采用大跨度鋼結(jié)構(gòu)，部分受跨度內(nèi)結(jié)構(gòu)或地下室影響，需采用非常規(guī)的累積滑移方法，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝，采用其他方法對(duì)工期影響較大或采取其他措施，經(jīng)濟(jì)費(fèi)用頗高。近年來(lái)，由于社會(huì)進(jìn)步及經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)，國(guó)內(nèi)各地大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程興建方起未艾，因此總結(jié)和推廣大跨度鋼結(jié)構(gòu)頂推累積滑移施工十分必要。大跨度鋼結(jié)構(gòu)頂推累積滑移施工安裝精度較高，施工方法科學(xué)有效，施工速度快，為本企業(yè)節(jié)約施工措施費(fèi)用100萬(wàn)，總工期提前40天。 11應(yīng)用實(shí)例 中山博覽中心工程常年展廳上方屋頂桁架結(jié)構(gòu)為大跨度高截截面鋼管桁架結(jié)構(gòu)，共12榀托架，12榀主桁架，80榀次桁，大量水平支撐及檁條，總重3700t。其中托架跨度為36m，主桁架跨度90m，次桁架跨度18m，按9m間距沿主桁架長(zhǎng)度方向均勻布置。主桁架高低起伏，高度410m，成雙向折線形，鋼管管徑