宋金晶
中铁上海工程局集团建筑工程有限公司，上海 200000
摘要：当前，在可持续发展的背景下，我国正在大力发展绿色建筑。钢结构建筑物由于重量轻，结构简单，承载力大，回收率高而被广泛用于大跨度建筑物。但是，由于钢结构跨度大，施工难度大，采用滑动施工技术可以有效解决钢结构施工困难，保证施工质量和人员安全，缩短工期。
关键词：大跨度；钢材结构;滑动施工技术；工程案例
一、大跨度钢结构滑移施工技术
大跨度钢结构滑移施工技术意味着可以将结构直接放置在设计位置，并且垂直起重设备和轮胎架可以在一个方向上移动和组装。可以通过滑动轮胎架和步行起重机来安装结构。根据框架和格栅的数量，钢质结构可分为几个单元。卸下轮胎架后，每个单元都可以形成稳定的应力系统。为了满足这些条件，可以尽可能地减少每个单元的桁架和格栅的数量，但是不少于两个格栅和桁架。根据起重机的起重能力，每个单元可以分为几个部分。可以沿着桁架的垂直方向布置步行塔式起重机和轮胎框架滑轨。由每个单元组装的可拆卸轮胎框架也可以分为多个单元。它需要作为一个整体进行连接。当起重机移动到装配单元附近的位置时，可以将所需的节段依次提升到滑动轮胎架上。组装并焊接好单元后，应及时拆除轮胎架支架，然后将组装单元直接放在设计支架的位置，并用吊车作为动力，滑动轮胎架。沿着轨道通过滑轮组到达下一个组装单元。然后调整位置，以形成下一个单元的组装轮胎架，并暂时固定在地面和地板上。塔式起重机移动到装配单元附近的拉点，以相同高度拉动和滑动。滑动单元到达设计位置后，应卸下滑轨并固定支架。然后逐个组件组装并分段滑动。一般来说，施工方法是指高空分段装配，单元的整体滑移和积累的施工技术。
二、大跨度钢结构滑移施工技术的主要特征及分析
目前，大跨度钢结构的安装方法多种多样。采用安装方式时，有必要对结构系统的受力特性，工期要求，工地条件，机械选型，施工环境等因素进行综合分析，根据工程的具体特点进行筛选，最后选择合适的安装方式。更高级的方法包括高空曲线打滑方法，网壳结构折叠和展开整体提升方法以及滑动框架方法。对于更复杂的项目，可以使用多种施工方法的组合来实现安全，可控，经济和合理的施工目标。
1.改善材料等级要求
从机械角度来看，大跨度结构需要抵抗更大的外部载荷响应，这需要较大的横截面构件，因此用于克服自身重量的材料所占比例增加，经济性下降。从建筑的角度来看，它还需要轻巧美观的结构，这就需要更高的材料质量来克服较大的横截面形式。另外，国内外建筑钢结构材料的加工技术还远远不能满足大跨度钢结构的要求。 Q345和Q390等材料已广泛用于大跨度钢结构中。
2.复杂多样的节点形式
空间结构的特性，特别是大跨度空间钢结构系统，决定了结构在力和变形方面的特性。因此，要求结构的力传递路径清晰，并且某些节点需要抵抗一定的变形和位移才能与设计模型保持一致。因此，实际结构中的节点需要尽可能地与理论模型收敛，因此节点结构更加复杂，例如单向和双向盆式轴承，通过销轴连接的纯铰链节点以及多个杆相交处的刚性框架铸钢节点。
3.零件加工精度高
加工精度不仅影响建筑物的几何形状，而且影响施工进度和项目质量。更重要的是，它涉及工程安全问题，尤其是结构中重要节点和组件的处理精度，这直接决定了项目的成败。对于大跨度和复杂的空间钢结构，零件和形式的数量很大，并且加工困难。不正确的加工精度将直接导致问题，例如未对准，重叠或零部件连接处出现缝隙，这将影响项目的进度和质量。
4.施工过程困难，空间钢跨度大
结构是在充分发挥材料和结构系统优势的基础上开发的结构系统。它的各个组成部分经常相互作用并相互影响，以形成一个不可分割，协调一致的统一极限应力系统。但是，在实际的施工过程中，需要按照一定的施工步骤进行安装，这使得施工过程中的受力状态与最终的设计受力状态存在一定的差异。
三、方案比选
方案1：
钢箱梁采用整体吊装，总体自重48T，全长40.7米，在生产车间制作该钢梁时，每根钢梁平均分成3段制作，每段的分段点，设置在跨中1/3处，每段长中间段13.6米，二边段各长13.55米，每段的重量约为16吨，分段运输至站房北侧临时拼装场地，由50T汽车吊吊装进行最后总拼，制作完成后，拟采用500T履带吊进行吊装，履带吊配备135t转台配重及43吨中心杯中，回转半径52米，臂长84米，额定起重量76吨，满足吊装要求。
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图3.3.1-1 钢箱梁整体吊装示意图
方案2：
钢梁采用分段滑移，与整吊装分段样式相同，为满足运输要求，在生产车间制作该钢梁时，每根钢梁平均分成3段制作，每段的分段点，设置在跨中1/3处，每段长中间段13.6米，二边段各长13.55米，每段的重量约为16吨，利用500T汽车吊分段吊装至预先安装完成的临时支架上方，利用100T重物移运器分段滑移至钢梁设计指定位置，待3节均滑移到位后，焊接整体后落位，拆除支架。支架的安装及拆除工作均利用现场现有塔吊完成。
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经济性比选
方案1和方案2就可操作性，施工难度、工期及安全性等几个方面对比均无太大差别，现单独就经济性进行比选分析。
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通过比较可知，方案一、二不计安装人工等通用费用外，只计算不同点的费用差，方案二对比方案一节省约25.4万元，因此方案二在经济性上优于方案一，故选用方案二为本工程最终的安装方案。
四、施工过程跟踪仿真计算与分析
1.皮带轮的机械问题及分析
在提升过程中，结构或组件通常配备有多个滑轮。一种是调整结构的提升力，另一种是调整结构或组件在空中的位置，以支持相邻组件和连接的精度。从原始结构，绳索和滑轮的角度来看，新结构的形成是独特的。它的力和位移计算非常复杂，需要应用刚体力学和解决关节弹性问题。为了解决结构的平衡条件并满足现场配置和内力分布，可以在结构的两端添加水平分析杆以进行有限元分析。结构达到平衡构型的条件是反复迭代以使水平连杆的内力为零。
2.无需支撑的高空总成施工技术
高空无支撑支架施工技术的施工原理是：结构系统的分段，选择和吊装。因此在施工过程中不使用塔架来建造支撑平台。单元部件的刚性结构本身形成一个稳定的单元，最后形成一个完整的单元。在施工阶段，框架分析的挠度很难控制。当空间分析系统用于单杆吊装时，在施工阶段的载荷与最终载荷之间会有很大的间隙。采用高空无支架组合施工技术。通过扩展稳定的结构单元部件，最终形成整体结构。厦门国际会展中心的悬臂结构就是以此方案建造的。充分利用结构本身的优点，减少建筑投资，为较低空间创造工作面，并加速高空无支撑装配技术的发展，已成为空间结构悬臂建筑技术的一项重要创新。
3.多头牵引同步控制
该方案采用同时设计有两个以上绞车的牵引轴和牵引系统。如果在牵引支架上的摩擦阻力和牵引力影响滑动的同步性，则在施工过程中应采取相应的措施以确保滑动的同步性：一种是通过设计特殊的控制装置，另一方面，可以同时启动多个绞车，可以独立工作以纠正偏差。其次，可以在滑轨上设置刻度尺。通常，网格为5cm，大面积网格为1m，每列为一个控制单元。在多个轨道上，可以同时报告绞盘控制站的数量。如果异步值大于其极限值，则应执行滑动停止处理。
4.同步控制
牵引滑动单元可以由多个提升机控制，因为牵引托架的摩擦和牵引将影响滑动同步。在施工过程中，应采取相应措施以确保滑动同步。可以设计特殊的控制柜，以便可以同时启动大跨度钢结构滑移的一侧，而另一侧可以独立工作以纠正偏差。通过与激光测距仪的距离差，可以反映每个后续拉点和主拉点的位置。主控制计算机可以根据从动拉点的位置差确定相应的比例阀，以确保每个从动拉点的位置与主拉点同步。
结语：
综上所述，在实际施工过程中，大跨度钢结构滑移技术具有施工方便，经济性好，设备简单，安全文明等优点。对于对称重复单元的空间钢结构，特别是在需要穿越既有建筑物的情况下。滑动施工技术较为经济，具有明显的优势。但是，在滑动施工技术的应用中，必须检查固定装置和结构的施工状态，以确保滑动过程中的安全。因此，在施工过程中，有必要综合考虑场地，技术，经济等诸多因素，以获得更好的效果。
参考文献：
[1] 张家国 , 赵祖芳 , 高启博 , 等 . 某大跨度钢结构滑移施工监测和施工建议[J]. 钢结构 , 2018(10) :120-125.