董雪平、孙成伟
江苏南通二建集团有限公司 邮编：226200
[摘 要]：本文首先介绍了南京奥林匹克体育中心游泳馆主馆屋面钢结构的工程概况，然后比选了钢屋盖的吊装方案，推荐滑移方案并进行计算校核，在此基础上研究了滑移方案的施工工序和吊装过程中的关键点与重点，最后进行总结。
[关键词]：钢屋盖 方案创新 滑移 施工工序
1 钢结构概况
主馆屋面钢结构主体由22榀截面高度不一、曲面半径不一、倾斜角度不一、安装高度不一、安装跨度不一的倒三角倾斜曲面主管桁架和其间的次管桁架、管系杆、管斜撑等次杆件组成。主管桁架最大截面高度为2400mm，最大安装跨度为77.366m，最大安装高度为33.849m，最大单榀重量为44.279T。主管桁架呈南北向布置，两端分别通过250T（北端低处）和200T（南端高处）万向转动支座与混凝土柱顶部的预埋钢板相接。主体钢材材质为Q345B。此外，为了减小主管桁架截面，在每榀主管桁架下弦管中设置了高强度低松弛无粘结钢绞线10UΦS15.2。主馆钢屋盖总用钢量约1700吨。
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图1 钢结构拱绗架示意图
2 屋盖吊装特点、技术难点
① 本工程主桁架跨度大，支座安装高度相差大，构件重量重，为确保馆内已完游泳池、地下室砼结构、看台的成品施工质量，大型吊机不能进入跨内吊装，吊机只能在一侧跨外开行吊装。
② 主馆屋面形状不规则，每榀桁架的跨度、截面高度、曲率都不一样，给制作和安装都带来很大难度，尤其是拼装，每榀桁架的拼装胎架都不一样。
③ 主馆有部分主桁架倾角比较大，在整体结构未形成前不稳定，需要采取抗侧倾临时措施。
④ 拱绗架施工技术在国内极少，尤其如本工程每榀皆不相同的拱绗架施工在国内尚属首例，无相关施工经验借鉴，施工工艺只有改进创新。
3 滑移方案的施工工序
① 滑移吊装方案施工工序
场外散件拼装→分段吊装→高空拼接→分区滑移→桁架整体对接→测量定位→屋架就位。
② 主管桁架吊装顺序
从东向西由低到高由小跨距到大跨距进行，即由第22榀主管桁架向第1榀主管桁架方向进行吊装，次管桁架及管系杆等次杆件适时安装（桁架平面布置见附图三）。
（1）第22、21榀，利用葫芦及千斤顶在原位进行整体升降或平移就位。
（2）第20至13榀，利用50吨汽车吊（A）在中间过道楼面上进行高处段高空拼接，后整体滑移，50吨汽车吊（B）在场外进行低处段的高空原位对口就位。
（3）第12、11榀 利用50吨汽车吊（A）在中间过道楼面上进行高空原位拼接就位。
（4）第10至3榀，利用130吨汽车吊在西端进行高处段高空拼接，后整体滑移，50吨汽车吊（B）在场外进行低处段的高空原位对口就位。
（5）第2榀，利用130吨汽车吊进行分段滑移、高处原位拼接就位。
（6）第1榀，利用130吨汽车吊进行高空原位拼接就位。
③ 桁架滑移轨道及方法
满堂脚手架搭设完成后，根据平面布置图位置设六条轨道。轨道采用20a工字钢，每一组轨道上方设置一个滑轮组合移动平台，六条轨道均平行于中间次桁架，高低坡度均相同。桁架地面整体拼装后分段运至轴线外的吊机回转区域内和各榀的下支承点附近吊机回转区域内，滑移部分吊装从中间向两端对称分段吊装并组装，同时做好预应力拉锁的穿索前期准备和桁架稳定措施。桁架分段吊装至轨道上方的胎架上同时用多只手拉葫芦固定于脚手架平台，并在两侧轨道滑轮处设2台2T卷扬机，待桁架组拼后，一边松卷扬机，一边同步下滑，待桁架下滑到位后，在轨道上锁紧制动器，待桁架定位结束后用卷扬机将组合滑动胎架拉回。
4 滑移吊装过程中的关键点及重点
① 工装结构计算及安装工况计算
在本安装工程中，50吨汽车吊（A）要开上12—13轴线楼面进行吊装，除前面提到的结构计算外，还包括了混凝土结构、上车斜坡道、楼面上支撑钢梁、支撑钢梁上路基箱的设计与计算。
② 高空滑移过程中的同步控制
在高空滑移中，采用了三组六条轨道和三台卷扬机进行控制；因卷扬机的不同步，轨道组的不平行，坡度的不 一致，脚手架受力不均匀，每榀主管桁架曲率半径的不一致等诸多因素的影响，高空滑移中的同步控制是本工程的重点，在滑移中采取的主要同步控制措施有：①把3台滑移小车中的1台做成具有弹性功能的小车，即用钢支架与葫芦系统在滑移中适时调整，以保证滑移过程中3台小车的受力比较均衡和稳定，从而保证构件竖向处于正常受控状态。②将控制中间小车的卷扬机设置为主控卷扬机，利用转向滑轮走动，进一步放慢滑移速度，让两边卷扬机的钢丝绳始终处于半松半紧的状态，从而保证构件侧向亦处于正常受控状态。③自制的滑动小车设计有一定的调节幅度，以保证三台小车的受力状况与预期计算工况相吻合。此控制措施经工程使用，效果良好。
③ 屋面的定位测量
主馆屋面为不规则的曲面结构，定位测量亦为本工程的重点。主要方法就是在构件就位的过程中用全站仪全程跟踪，多次测量、多次汇总和分析测控数据，利用葫芦和千斤顶调整构件确保达到最佳定位效果。
（1）为满足桁架安装定位及预应力张拉前后测量的需要，本工程在施工前，根据现场实际施工环境，合理确定了屋面的测控网点，布设了一条由八个导线点组成的闭合导线，其精度达到一级导线的精度要求。
（2）支座定位：根据设计定位要求，在预埋件上对支座中心定位线进行放样，支座依据预埋件上放样的位置安置。
（3）桁架的安装定位：①桁架的安装定位是通过测量节点的三维坐标是否与设计坐标一致来实现的，而节点中心位于玄杆的中心，不能直接测到，只能通过测量玄杆面上的某一点来确定该节点的三维坐标，这就要求此点垂线通过节点，且到节点的距离为玄杆的半径。只有垂线通过桁架最高节点的玄杆面上的点才能最大限度地满足上述两个条件。②当张拉端桁架的万向球落入支座上托架中，固定端下玄杆对准支座上半球的圆孔时，开始定位测量。③全站仪置于测量控制点上，测定桁架拱顶点（2点）、拱顶至北支座1/2中分点（2点）以及拱顶至南支座1/2中分点（1点）总计五点的三维坐标，根据对应点位的设计三维坐标值，对桁架的安装定位进行校核。桁架校正时，南北两侧同时测校，若遇偏差无法纠正时，取偏差中值，减小单侧的偏差值。④在桁架玄杆上的立镜点是变动的，随着桁架的转动，立镜点要保持在最高点处，并尽可能的定准位置。立镜时，一定要调至镜杆上水准气泡居中。
④ 焊接控制
本安装工程焊缝质量要求高，焊接量大。焊接前，制定切实可行的焊接工艺及焊接专项方案，进行焊工考评和教育及交底，焊接时按审批的焊接工艺及焊接方案严格执行，从焊材的烘焙，到焊口的焊前检查与处理，到施焊时的焊接参数，到节点的施焊顺序，到焊后的打磨、检查等进行严格控制。如工程中，对近2200米长的一级焊缝，首先施工单位100%进行探伤自检，合格后，建设单位委托有资级的检测单位，再随机按20%的比例进行抽检，以此来严格控制焊缝的施工质量。
⑤ 安装过程中的临时钢支撑设置
主管桁架就位后，由于次管桁架等次杆件尚未安装或焊接，要在主管桁架就位后进行三到五处不等（间距约15m）的临时钢支撑设置，并至少保证相邻连续三榀主管桁架处于相对稳定状态。
【作者简介】董雪平（1962—）男，大专 高级工程师
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