大跨度钢桁架滑移顶升施工技术研究滑移顶升技术在大跨度钢结构安装中的应用

发表时间:2021/4/16   来源:《建筑实践》2021年第2期   作者:杜明兴
[导读] 介绍了在场地狭小的情况下,大跨度重型钢桁架整体滑移提升施工技术,针对工程特点
        杜明兴
        中建二局第一建筑工程有限公司     北京市     102600
        【摘要】介绍了在场地狭小的情况下,大跨度重型钢桁架整体滑移提升施工技术,针对工程特点,采用地面拼装成整榀桁架,通过设置轨道进行滑移至设计位置,利用千斤顶及行程转换装置进行顶升就位,安全、质量可得到有效保证的前提下施工难度较小,可为同类结构的滑移提升提供参考依据。
        【关键词】大跨度钢桁架;滑移;顶升;同步控制
0引言
        随着经济的快速发展,大跨度钢结构在各种体育场馆、大剧院、机场的公共建筑中得到广泛应用,滑移提升技术作为近年来的一种新型大跨度钢结构安装方法,对整体提升工程的应用研究分析可起到有效的促进作用。本文通过查阅国内外相关文献,分析归纳出整体提升施工技术的有点及现阶段需要研究解决的难点,根据本工程的特点,进一步优化传统的整体提升技术,采用千斤顶进行顶升施工,极大的降低了施工成本。
1.概述
1.1材料简介
         本工程主体部分框架为混凝土结构,其中2区三层、四层局部为钢桁架结构,位于2区A5轴~A9轴/AD轴~AJ轴之间,其总重量为512.8t,桁架的高度为5.3m,最大跨度为36m,杆件的截面形式为H型钢和圆管。
         连体钢结构主要由纵横正交的4榀主桁架和3榀次桁架组成,4榀主桁架主要为AJ轴桁架1榀、AF/AH轴桁架共2榀、AE轴桁架1榀;
         3榀次桁架主要为A6、A8轴桁架共2榀,A7轴桁架1榀,屋盖桁架分布情况如下图:


1.2安装方案概述
        钢连廊为桁架结构体系,4榀主桁架跨度为36m,高度5.3m,桁架最重一榀桁架重量达40余吨。桁架下方为一层混凝土结构,吊车无法进入,也无法就近站位吊装,吊车若在结构外侧站位吊装,则吊装半径过大,需要大型履带吊方能完成吊装,机械成本较高,且对现场场地要求较高。
        根据结构特点,综合考虑经济性,主桁架拟采取滑移就位的方式,滑移轨道布置在混凝土柱外侧、桁架上弦正下方,每榀桁架均在AJ轴处进行拼装,桁架分三段在地面上拼装好后,在空中对接成整榀桁架,对接点处设置临时支撑架,支撑架下方回顶两层至基础底板,次桁架采用简易提升架提升就位,提升架设置在已安装好的主桁架上,其余钢次梁采用现场布置的塔吊及建议提升架进行提升安装。
2工艺流程及操作要点
2.1工艺流程
流程一:主桁架均在北侧地面上分三段进行拼装。首先将AE轴桁架高空对接成整榀桁架,采用130t汽车吊吊装,坦克车提前放置在轨道梁上,桁架两端落在坦克车上。
流程二:在牵引支架上设置好电动葫芦,通过葫芦缓慢牵引,将桁架滑移至AE轴处。
流程三:通过千斤顶将桁架向上顶升至设计标高,与牛腿对接起来,对接口按设计要求焊接并探伤,完成第一榀桁架的安装。
流程四:按照同样的方法依次将AF、AH轴桁架滑移就位,AJ轴桁架原位进行高空分段拼装即可。
流程五:采用简易提升架将主桁架间的钢次梁吊装就位,焊接完成,高强螺栓全部终拧。
流程六:在下方一层楼板上提前将A6、A8轴的两榀次桁架拼装好(采取立拼方式),在主桁架上分别设置提升架,将次桁架提升就位。
流程七:提升就位后的次桁架焊接完成,然后在AE轴主桁架上分别设置提升工装,将悬挑部分次桁架提升就位。
流程八:AF~AH轴间钢次梁采用简易提升架依次吊装完成,并完成焊接及高强螺栓施工。悬挑桁架与主桁架上牛腿对接好后焊接。
流程九:最后采用简易提升架将悬挑部分钢次梁依次吊装完成。
流程十:钢桁架整体施工完成,进行后续钢筋桁架楼承板施工。
2.2主桁架滑移顶升施工
2.2.1滑移设备简介
        (1)滑移坦克车
        本工程以单榀桁架为一个滑移单元进行滑移,采用滑移坦克车(25吨)进行滑移,由倒链和电动葫芦(20t)组成的牵引系统牵引坦克车向前滑移。

        轨道梁位于已有结构外侧,需要设置单独的支架用以支撑滑移轨道梁。采用热轧H型钢制作支架,与已有结构柱可靠连接。
        轨道梁采用变截面H型钢,两端简支在轨道支架上,跨度9m,中部区域截面H800*300*14*35,在支架位置为H400*300*20*35,材质Q355B。

(4)电动牵引葫芦支架
        滑移牵引动力设备选用挂钩式电动葫芦,电动葫芦需要有稳定可靠的牵引点,根据土建结构特点,牵引点布置在AD轴交A5、A9轴处,由于两侧框架结构的混凝土柱顶均为14.88m,低于滑移轨道标高,因此需要设置一个牵引支架,支架立柱通过预埋件固定在混凝土柱顶,立柱上设置外挑支架及牵引横梁,横梁上设耳板用于系挂电动葫芦。立柱在两个方向上设置后拉杆,确保牵引支架的稳定。

2.2.2滑移同步控制措施
        滑移轨道上设刻度线,刻度线采用钢卷尺直接固定在轨道上面,放弃了在轨道上用记号笔画刻度线的方式,提高监控精度的同时避免了二次误差,同时设指挥长,并且有专人监视刻度线,通过对讲机将滑移数据报给指挥长,一旦发现滑移不同步超过计算模型结果,即停车调校误差。
2.2.3滑移就位顶升措施
        每榀桁架滑移就位后,需要进行卸载并将桁架向上顶升至原设计标高,与劲性柱上预留牛腿对接起来。如下图所示,采用2个40t千斤顶进行顶升就位,千斤顶放置在滑移轨道梁上,在桁架上弦腹板两侧设置顶升临时箱型钢垫块,千斤顶作用在水平水平临时箱型钢垫块上,设置加劲板与上翼缘焊接起来。千斤顶行程有限,无法一次性顶升到位,因此在千斤顶完成一个行程的顶升后,需要在上弦梁下方设置临时箱型钢垫块将桁架临时支撑住,千斤顶缓慢卸载回缩,然后在千斤顶下方垫设箱型钢垫块,使得千斤顶重新顶住钢板,稳定后继续下一个行程的顶升,如此反复进行直至将桁架顶升至设计标高就位。

4小结
        综上所述,在钢结构施工项目中,需要实现钢结构技术的完善应用以确保钢结构的质量与性能充分发挥,在实际施工过程中,要在充分了解钢结构技术要点的基础上,结合当前钢结构技术应用所存在的问题,实现相应解决对策的完善落实,为确保钢结构技术的规范落实并提高整个工程质量、延长建筑使用寿命、提高建筑企业的综合效益奠定基础。
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