初探大跨度钢结构屋面主梁滑移安装技术

发表时间:2020/12/17   来源:《建筑实践》2020年7月第21期   作者:武旭邦 高景然 叶智岭 赵琦
[导读] 过去几十年中,空间结构在结构形式、材料、设计方法与施工工艺上都获得了突破性进展,在一些重大的、特别是标志性的工程中,无不见到空间钢结构的应用。
        武旭邦 高景然 叶智岭 赵琦
        中建二局第三建筑工程有限公司华东分公司 江苏南京  210019
        摘要:过去几十年中,空间结构在结构形式、材料、设计方法与施工工艺上都获得了突破性进展,在一些重大的、特别是标志性的工程中,无不见到空间钢结构的应用。大跨度结构的建造及其所采用的技术往往反映了一个国家的建筑水平,一些规模宏大、形式新颖、技术先进的大型空间结构已成为一个国家经济实力和建设技术水平的重要标志。纵观空间结构的发展历史,它的跨度与面积也有不断增大的趋势。当前建筑工程建设中,大跨度复杂钢结构是其中重要的工作内容,一些新兴的复杂钢结构的项目数量在不断地增加,大跨度钢结构中构件安装成为钢结构成功与否的关键,其中力学知识和其中的重要技术逐渐受到了人们的广泛关注。大跨度钢结构与大型构件施工安装时,为加快施工进度、减少胎架用量、节约大型设备、提高焊接安装质量,可采取滑移施工技术。本文就对当前大跨度复杂钢结构的施工特点、采用滑移法的优势和施工工艺以及影响滑移法施工的因素深入的分析和研究。
        【关键词】大跨度钢结构;滑移法
一、大跨度钢结构的施工特点
        1.1构件施工难度大
        大规模空间复杂钢结构,一般情况下指的就是跨度较大,工程量大,结构相对复杂的施工,要想能够顺利地完成施工,就需要使用较多的构件来完成。其中构件的形式以及构造存在一定的差异,大小有所不同,所以在进行施工放样的时候工作难度较大,施工时期选择的建筑材料也比较特别。因此在进行施工的时候,需要先检测各种施工材料,保障投入使用的稳定性。
        1.2材料要求相对严格
        现阶段新技术得到了广泛的使用,在进行大规模空间复杂钢结构设计施工的时候,对于材料有着较高的要求。其中国家的鸟巢跨度将近三百米,至于水立方的跨度则是一百七十米,这种建筑规模较大,只有选择使用高质量的建筑材料可以更好地保障建筑物的安全以及稳定。
1.3构建加工精度高
        大规模空间复杂钢结构工程,属于市政项目,有着较大的工程量,对于技术有着较高的需求,属于国家建筑行业的标志。在进行工程建设的时候,大规模大空间复杂钢结构工程存在较多的构件,所以为了保障构件加工的精度,就需要在开展焊接施工 的过程中,增强对于焊接的要求,确保焊缝指标能够满足相关的规定。
二、滑移法的施工工艺
2.1结构滑移法
        结构滑移法将结构整体(或局部)先在具备拼装条件的场地组装成型,再利用滑移系统整体移位至设计位置的一种安装方法。采用这种安装技术,拼装场地和组装用机械设备可集中于一块相对固定的场地,与原位安装法相比,可减少临时支承与操作平台的措施用量,节约场地处理和管理成本。先用结构滑移法,其关键的考虑是结构直接在设计位置施工有难度,例如场外周边施工场地有限,跨内不能满足吊装设备的正常行走。这一工法的基本构成要素只是将"整体提升工法"中的地面组装、反力支承、整体提升置换为"横向移动",所以本质上与提升工法相同。
        采用结构滑移法应注意的要点:(1)结构支承处有利于铺设滑移轨道,滑移路线长,效率越高;(2)滑移单元应为几何不变体系,滑移过程中有足够的刚度和稳定性,尽可能减少滑移时的抵抗力;(3)当采用多点牵引来实现滑移时,为避免结构在滑移过程中发生扭转,牵引的同步性须得到控制,若难以保证,则应充分计算评估因牵引不同步给滑移单元造成的影响必要时可为滑移单元进行临时加固;(4)滑移单元在最后固定之前,结构在移动方向与其正交方向存在着"容易滑移"的趋势,因为与设计支承条件不同,要防止设计外(即滑移平面外)的变形,有必要采取防止"滑落"的对策,比如在两侧支承附近设置自平衡的刚性拉杆或柔性拉索。


2.2支承滑移法
        支承滑移法是在结构的设计基础搭设支承架,以给结构在原位安装提供支承和操作平台,待该部分结构安装完成后,支承滑移即与已装毕的结构脱离。这样就为相邻结构的原位安装创造了条件,如此循环,直至结构完成整体安装。由此可见,与结构滑移法不同,支承滑移法可总结为“结构不滑而支承机构滑”,而结构滑移法则是“结构滑而支承机构不滑”。采用支承滑移法时,支承构架的设计除满足常规的整体及局部稳定外,还要考虑水平动荷载(启动及刹车作用引起的水平惯性力),必要时可增设大斜撑以提高其抗侧刚度。
        总结起来,由于此法需占用结构跨内场地,故当周边环境难以提供结构拼接场地时,支承滑移法可作为解决方案之一。值得注意的是,无论结构滑移还是支承滑移法,其滑移轨迹除了常规的直线平移外,曲线滑移也屡见不鲜,频频应用在工程实践中。
2.3高空滑移法
        高空滑移法是先将分散的网架肢体通过搭设好的脚手架平台组装成单条状,两端部设置支点,然后将切割完毕的结构单元在事先设置的滑轨上滑移到设计位置,再逐条组合的安装方法。
        该施工方法能有效的将散件吊运散拼、滑移、组装、等施工程序同时进行,提高了施工进度,节约大量工期,且施工灵活多变,适合各种大小工程的施工。
2.4分级加载滑移
        液压同步滑移系统安装完成并检测无误后开始正式滑移。通过计算确定液压爬行器所需的伸缸压力和缩缸压力。开始滑移时,液压爬行器伸缸压力逐渐上调,依次为所.需压力的40%、60%、90%,在一.切正常情况下,可继续加载到100%。滑移单元即将移动时,暂停滑移推进,保持同步滑移系统压力。对液压爬行器及设备系统、结构系统进行全面检查,在确认整体结构的稳定性及安全性绝无问题的情况下,才能继续滑移。支座安装滑移采用直接就位,轨道通长布置,在滑移到距离柱头位置100mm后停止滑移,将滑动支座处轨道割除,安装好滑动支座,桁架直接滑移到滑动支座.上固定。桁架在Y轴就位时需要逐点顶高桁架,再安装滑动支座。各点顶升的高度根据计算数据确定,为防止局部破坏,需进行多点同时顶升,以保证结构及构件的安全。
三、影响滑移法施工的因素
3.1高空拼装平台的稳定性
        (1)高空拼装平台位置选择。高空拼装平台位置选择是决定滑移方向和滑移重量的关键。应视现场条件、支承结构特征、起重机械性能等诸多因素选定高空拼装平台位置。高空平台一般搭设在网架端部;可搭设在网架中部;或搭设在网架侧部。
        (2)高空拼装平台搭设要求。搭设宽度应视网架分割条状尺寸确定,一般应大于两个网架节间的宽度,再加上周边不少于4m的操作走道宽度。
        (3)高空拼装平台与滑道连结。高空拼装平台标高应由滑轨顶而标高确定。滑道架子与拼装平台架子要固定连接,互相构成整体稳定架,对于单独设置的中间滑道架子两侧要拉缆风绳,确保侧向稳定,滑道端部架子应与框架固定,无框架时应设斜抛撑和缆风绳同时固定。
3.3网架落位的准确程度
        网架滑移到位后,经检查各部分尺寸、标高、支座位置符合设计要求后,即可按规定落位。可用千斤顶或起落器抬起网架支承点,抽出滑轨,使网架自重平稳过渡到支座上,待网架下挠稳定,装配应力释放完后,即可进行支座固定设在混凝土框架或柱顶混凝土连系梁上的滑轨拆除后,预留在混凝土梁面的预埋板应除锈涂装或用砂浆、细石混凝土覆盖保护,防止预埋板锈蚀结构物。
三、结束语
        综上所述,在当前的建筑施工过程中大跨度钢结构的使用非常广泛,与此同时,相关的新技术也在不断发展,建筑整体的稳定性得到了进一步的提高。但是当前我国大跨度钢结构的施工还存在一定的技术问题,所以本文分析了大跨度复杂钢结构的施工特点、滑移法的施工工艺以及影响滑移法施工的因素,进而提高整体的施工质量,为建筑行业的进步和发展提供保障。
参考文献
[1]林志野;大跨度空间钢结构滑移法施工全过程力学行为研究[D];沈阳建筑大学,2011.
[2]刘宝宽;现代大跨度空间钢结构施工技术[J];门窗,2014,(3).153.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: