大跨度的钢结构张弦桁架液压同步顶推滑移施工技术.pdf

onstructionTechnology建筑工程大跨度的钢结构张弦桁架液压同步顶推滑移施工技术简丽萍福建闽东建工投资有限公司福建厦门36 10 0 0摘要以厦门市某体育中心篮球场为例，通过制定详细的液压同步顶推滑移技术保障措施，明确施工技术重点和难点，加强施工过程质量安全控制，顺利完成了该工程蓝球场张弦管桁架的施工，为类似工程提供了参考。关键词大跨度钢结构滑道顶推滑移技术吊装中图分类号TU741.1文献标识码B文章编号16 7 2-9 32 3(2 0 2 3)0 5-0 10 0-0 4厦门市某体育中心篮球场部区域为大跨度的钢结构张弦桁架形式，上弦层为现浇钢筋混凝土楼承板。平面尺寸7 2 m63m，分别由7 榻格构桁架及2 山墙普通钢梁组成。格构桁架最大安装标高为2 2.0 50 m,结构最大跨度为6 3m,每榻中心间距为9 m、面宽为3m、高8 m。焊接箱型杆件截面为40 0 mm300mm600mm600mm不等，壁厚16 30 mm不等，热轧H型钢杆件截面为300mm 150mm 6.5mm 9mm 600mm 300mm 12mm18mm不等，钢圆管杆件截面为P76450mm不等，壁厚52 0 mm不等，桁架材质采用Q355B。桁架总重量为6 8 0 t（不含条及马道）。单棉桁架吊装时最大重量约7 9.9 5t。本工程吊装拟采用双台50 0 t汽车吊，通过累计滑移安装、拉索张拉的方式施工，吊点定于钢梁与撑杆交叉位置上，采用钢丝绳8 点绑扎进行吊装。1施工特点和难点(1）本工程钢桁架单榻跨度大，吊装重量较重，施工部位较高，钢桁架就位、累计滑移施工成为难点，同时如何1001石油化工建设2 0 2 3.0 5保证吊装、累计滑移安全是本工程的重点。(2）高空施工面条件有限，施工难度大，危险性大。(3）施工季节不利：需要加强季节性施工措施，特别是针对台风、暴雨等不利条件，需要合理安排组织施工,尽量避开不利季节的分项工程施工顺序。(4）吊装高空作业风险大，不能安排在夜间、异常天气进行吊装。本工程为新建项目，工期紧张，施工现场环境特殊。鉴于现场土建作业与钢结构现场环境作业联系紧密，需要紧密配合施工做好进度、材料、设备计划等一系列准备工作，例如轴线的交接及复测、机械设备的准备、拼装胎架的准备、构件进场及验收、安装辅助材料的准备、吊装场地和道路准备。2吊装前准备工作（1）钢桁架起重吊装前，仔细检查每个砼柱顶支座的活动(固定)方向是否与设计方向相符，并仔细复核墩顶支座标高。对墩顶支座必须严格检查后才能吊装钢桁架。(2）每个吊装区的吊车站位、行走通道的地基承载滑移单元7拼装单元Construction Technology建筑工程力均要报送设计单位复核确认。W0006(3）准备好所需的吊具、吊索、钢丝绳、电焊机及劳V0006顶推点保用品，为调整构件的标高准备好各种规格的钢垫片。UT-0006000600063吊装工况S-蓝球场划分为一个吊装区和一个拼装区，采用大型R-吊机（两台50 0 t汽车吊）由N轴吊装就位后作为起始点向W轴推进，利用“液压同步顶推滑移技术”采用“累积滑移”的施工工艺进行安装。根据桁架布置共划分为7 个滑移单元和1个拼装单元（图1)。同时，分别在标高19.500m的5线、12 线利用现有混凝土结构各铺设1条N轴一V轴滑移轨道,共计2 条，总长为12 9 m,单条滑移轨道的长度约为6 4.5m。滑移施工时N轴向W轴方向滑移，先主后次依次吊装完成。桁架滑移具体流程如下：(1）在5线、12 轴线利用标高19.50 0 m混凝土结构铺设2 条N轴一V轴长12 9 m的滑移轨道；(2）用吊车安装滑移单元1,预留2 50 0 mm距离安装爬行器，在滑移单元1尾部安装液压滑移顶推系统并进行调试；(3）调试结束后，按照设计顶推力逐级加载，直至滑移单元1开始滑动；利用顶推滑移系统将滑移单元1整体顶推滑移9 m后,暂停滑移；(4）开始安装滑移单元2，并与滑移单元1连成整体；(5）安装完成后，利用顶推滑移系统将滑移单元1和滑移单元2 整体顶推滑移9 m后，暂停滑移；按照相同方法完成滑移单元3一滑移单元7 的安装及滑移工作；(6）滑移到位后，安装两侧滑移单元1、7 与山墙间次构件，完成屋面桁架安装作业；(7）拆除液压滑移系统；(8）在各个桁架单元按卸载方案安装千斤顶，千斤顶比桁架高5mm；拆除滑靴、支座处轨道，安装支座，千斤顶卸载，桁架就位在支座顶部，复核架标高；桁架标高合格后将桁架与支座焊接固定；(9）完成屋面桁架卸载、支座安装作业。4液压同步爬行滑移施工技术保障措施4.1关键技术本工程篮球场主要采用“液压同步爬行滑移”的施工滑移单元1顶推点一滑移单元2滑移单元3滑移方向一滑移单元4滑移单元50006滑移单元6P00060006工艺，液压同步爬行系统主要由液压爬行器、液压动力系统，以及与之配套的传感检测和计算机控制系统等组成。其工作原理为：爬行器楔形自锁装置夹持于地面轨道，通过计算机网络协调控制，其推进液压缸交替伸缩，使建筑构件沿轨道向前同步推进，实现大体量构件的累积滑移拼装。该技术不仅可以减少施工前的准备工作，省时省力，而且由于与被移动构件刚性连接，同步控制较易实现，滑移平稳性好，就位精度高。液压爬行同步滑移主要设备包括XY-PX-100型液压爬行器、XY-BY-7.5型液压泵源系统和XY-KZ-01型计算机控制系统。4.2液压同步顶推滑移原理“液压同步爬行滑移技术”采用液压爬行器作为滑移驱动设备。液压爬行器为组合式结构，一端以楔型夹块与滑移轨道连接，另一端以铰接点形式与构件连接，中间利用液压油缸驱动爬行。液压爬行器的楔型夹块具有单向自锁作用。当油缸伸出时，楔型夹块工作(夹紧)，自动锁紧滑移轨道；油缸缩回时，夹块不工作(松开)，与油缸同方向移动。4.3液压同步顶推滑移系统配置4.3.1液压爬行器配置本工程选用的液压爬行器的型号XY-HY-100型，额定顶推力为10 0 t。屋面桁架滑移总重量约为6 8 0 t，滑移底座与滑移轨道间的摩擦系数取0.15，荷载不均匀系数取1.2；所需总顶推力：F=1.20.15680=122.4t；屋面桁架滑移时共设置2 台液压爬行器，总顶推力为2 0 0 t化工建 2 0 2.5 1 0 1900090009000900090009000900063000?图1屋面平面图（滑移单元划分）(1)(2)onstruction Technology建筑工程122.4t,满足滑移施工的要求。4.3.2液压泵源系统液压泵源系统为液压爬行器提供液压动力，在各种液压阀的控制下完成相应动作。为了提高液压顶推设备的通用性和可靠性，泵源液压系统的设计采用模块化结构。根据顶推重物顶推点的布置，以及液压爬行器数量和液压泵源流量，可进行多个模块的组合。每一套模块以一套液压泵源系统为核心，可独立控制一组液压滑移器，同时可用比例阀块箱进行多个顶推点扩展，以满足各种类型滑移工程的实际需要。本工程共配置2 台XY-BY-7.5型液压泵源系统。4.3.3电气同步控制系统电气同步控制系统由动力控制系统、功率驱动系统、传感检测系统和计算机控制系统等组成。液压同步顶推施工技术采用行程及位移传感监测和计算机控制，通过数据反馈和控制指令传递，可全自动实现同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能。操作人员可在中央控制室通过液压同步计算机控制系统人机界面进行液压顶推过程及相关数据的观察和(或)控制指令的发布。本工程中共配置一套XY-KZ-01型计算机同步控制及传感检测系统5液压同步爬行滑移施工临时措施5.1滑移临时措施滑移施工时，在5线和12 线混凝土柱梁顶各设置一条滑移轨道。选用43kg滑移轨道，轨道压板及限位板选用t=20mm的钢板，侧挡板及限位板材质为Q355B。滑移临时措施如图2 所示。滑移加固(PV轴)顶推耳板爬行器19.500川MJ1支座埋件道压板4砼梁砼柱图2 滑移立面布置示意图5.2滑移轨道滑移轨道结构在屋面桁架滑移过程中，起到承重、导1021石油化工建设2 0 2 3.0 5向和横向限制支座水平位移的作用。本工程利用标高19.500m混凝土结构设置43kg轨道（滑移轨道），材料材质为Q355B。顶推滑移施工过程中，由于钢桁架跨度及重量较大、安装高度较高，如何在保障安全的前提下完成吊装工作成为了本工程的重中之重。顶推滑移施工最怕碰到“卡轨”“啃轨”的状况，本工程中单条滑道的最长长度约6 4.5m，要保证滑道内表面的水平度，减少滑移过程中的阻碍、降低滑动摩擦系数。同时，滑道侧挡板起着直接抵抗顶推反力及滑移精度控制的作用。因此,在滑移轨道安装过程中应注意以下几方面：(1）滑移轨道底部与接触面必须垫实压牢，防止轨道弯曲变形；(2）使用旧轨道需保证轨道截面与国标相符，不得使用破损、残缺、轨道面不平整、侧面坑洼不平等不符合滑移条件的旧轨道；(3）对滑移面的平面度进行变形矫正；(4）对滑移轨道垂直方向弯曲矢高应控制在0 8mm;(5)滑移轨道上表面应进行手工除锈，打磨光滑；(6）每段滑移轨道接头高差目测为零，焊缝接头处应打磨平整；(7）正式滑移前轨道与滑靴各接触面需均匀涂抹黄油润滑；(8)清滑移轨道两侧需设置轨道压板固定；(9）轨道每隔1m用油漆画上标记，以在滑移过程中进行辅助监测同步情况，以利于及时调整。(10）轨道压板厚度不得小于2 0 mm，轨道压板安装距离8 0 0 mm,压板共2 7 0 块。5.3滑移底座桁架杆件桁架滑移时底座采用滑靴，滑靴由2 0 mm的钢板制滑移方向作，滑靴高度为18 0 mm、长宽均为6 50 mm；材料材质均为滑靴43kg轨道Q355B，滑靴数量2 8 个。滑移过程中，为防止出现“卡轨”和“啃轨”现象，将滑靴底板的前端(滑移方向)设计为坡面限位板形式，可以有效防止滑靴与侧挡板顶死滑靴因滑道不平整卡住一“啃轨”的情况出现。5.4顶推耳板桁架滑移时，在顶推点处的桁架杆件上设置顶推耳板，用以连接液压爬行器。顶推耳板采用t=20mm钢板制作，共计2 8 组，材料材质Q355B。顶推耳板与桁架支座底一“卡轨”,以及(7）液压爬行器具有逆向运动自锁性，使滑移过程onstruction Technology建筑工程板采用双面角焊缝，焊缝高度不小于16 mm。其具有以下优点：5.5新增滑移梁(1）滑移设备体积小、自重轻、承载能力大，特别适由于5线与V轴相交砼柱前端没有砼梁，所以需要宜于在狭小空间或室内进行大吨位构件、设备的水平滑搭设1.5m临时滑移钢梁。临时钢梁材质选用的移；HW3003001015热轧H型钢，斜撑材质选用(2）抛弃传统反力架，采用夹紧器夹紧轨道，充当自HW3003001015的热轧H型钢，材料材质均为动移位反力架进行推移；Q355B。图3为新增滑移梁平面图。(3）可多点推拉，以分散对下部支承结构的水平载荷；滑移轨道(4）推移反力作用点距滑移支座支承点很近，对轨道安装要求低；新增滑移梁(5）液压爬行器与被推移物刚性连接，传力直接，就位准确性高；水平加固杆(6）工作可靠性好，故障率低；斜撑YMJ2图3新增滑移梁平面图5.6桁架临时加固杆件及新增滑靴因滑移施工需求，将V轴桁架ZHJ-3向外延伸加固，作为临时支座。临时加固措施选用B600mm600mm30mm,B400mm300mm28mm焊接箱型截面钢及H300mm300mm10mm15mm的H型钢,材料材质均为Q355B。5.7卸载屋面架滑移到位后，在桁架支座设置千斤顶，同时将水平加固杆件(H300mm300mm10mm15mm的H型钢，材质Q355B)作为临时支撑牛腿。千斤顶下部设置钢垫块，钢垫块高度36 0 mm。利用千斤顶将桁架顶起5mm后，拆除滑靴及滑移轨道，安装桁架支座；再利用千斤顶将榻桁架同时卸载至支座上，完成安装。卸载时卸载最大高度2 5mm，单个支座最大反力为2 8 9 kN；卸载时单个支座处采用2 台2 5t螺旋式千斤顶，各榻桁架同时卸载。6液压同步顶推滑移技术特点本工程钢桁架采用“液压同步爬行滑移施工”技术，十分安全，并且构件可以在滑移过程中的任意位置长期可靠锁定；(8）设备自动化程度高，操作方便灵活，安全性好，可靠性高，使用面广，通用性强。7结语本工程篮球场已经顺利完成施工，为以后类似项目的施工累积了丰富的经验。随着累积顶推滑移施工技术越来越成熟，在实践建设中的应用将越来越广泛，同时也推进了对新工艺、新技术的研究及推广。参考文献1白雪,姚传琴，白蓉.大跨度钢桁架滑移施工技术研究及应用 .四川建筑科学研究，2 0 13，39（4)：38 7-3402王远，郭福元，冯辉，等.大跨度张弦架钢屋盖结构施工技术.钢结构,2 0 17,(0 6):9 4-9 8.3GB6067-2010,起重机械安全规程.4GB50755-2012,钢结构工程施工规范.5JGJ7-2010,空间网架结构技术规程。6JGJ2762012,建筑施工起重吊装安全技术规范.(收稿日期:2 0 2 3-0 3-2 7)石油化工建设2 0 2 3.0 551103