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大跨度桁架单榀直立滑移施工技术

1、概述
本工程**剧场舞台顶采用钢桁架结构,大剧场舞台桁架共6榀，从21轴至26轴，位于标高46.400米~51.200米，跨度为25.050米，中剧场舞台桁架共4榀，从22轴至25轴，位于标高37.9米~42米处，跨度为22.55米，桁架两端伸入砼剪力墙内，单榀舞台桁架上下弦杆规格为：H450*300*18*22、H300*300*10*16，桁架整体结构重约133吨，每一榀桁架自重17.1吨，各榀桁架之间均有系杆和支撑相连接，水平方向和竖直方向均有角钢支撑。
经综合考虑经济技术因素后，现场安装的塔吊对大、中剧场舞台桁架而言只能保证一条轴线处抬吊总重约11吨，无法保证单榀桁架吊装就位，如采用高空散拼法，无法满足工期要求并长时间占用脚手架管不经济，经过多次技术研讨后，确定采用高空半榀拼装，单榀滑移就位的总体施工思路。以下以中剧场钢桁架滑移施工为例说明。
2、剪力墙施工缝留设
由于钢桁架嵌入剪力墙内安装（支座处剪力墙预留结构洞），剪力墙竖向钢筋阻碍钢桁架滑移，怎样既满足剪力墙钢筋连接要求，又满足钢桁架滑移就位的要求。对此，经与设计沟通，将桁架支座剪力墙水平施工缝留设成城墙样式。详见下图剪力墙施工缝留设：
由于桁架必须在舞台塔台南北侧剪力墙上整体拼装，并从该剪力墙向塔台中心滑移，故该剪力墙水平施工缝也必须综合考虑钢筋连接、滑移、拼装的要求。详见下图剪力墙施工缝留设：

3、剪力墙预拼装平台搭设
由于剪力墙施工操作架搭设高度大、中剧场分别达48.8m、40.4m，架体设计竖向承载力小，不能满足拼装平台承受拼装工具箱、焊机、零星工具、作业人员等荷载的要求，同时拼装平台应考虑意外情况下能支撑桁架自重，为此，将拼装平台设计成直接传力给剪力墙的挑架形式，详见下图：

4、滑道安装施工
滑道采用25号槽钢开口向上安装，如前所述，滑道立柱下端与剪力墙上预埋件钢板焊接，上端与滑道刚性连接，立柱间距500mm。滑道安装的关键是确保水平并平行，由于滑道内小车宽度230mm，与滑道间隙小，这便于桁架准确定位，但对于滑道的间距和平行度要求较高，施工中要求特别予以重视。

5、测量控制
5、1 测量控制要点
本工程应严格控制舞台区域剪力墙的轴线、垂直度以及桁架组拼、支座顶面标高、桁架垂直度。
5、2 地面及高空组拼时的测量精度控制
舞台桁架均为半榀起吊，在地面组拼时应搭设拼装平台，为保证安装精度，拼装台应放线抄平，控制拼装时构件的几何尺寸和轴线位置。
由于桁架高空拼装为立拼，高度达4m，因此桁架两侧须用型钢支撑固定，拼装时严格控制靠放支架的垂直度，是保证构件几何尺寸的关键，加固后要全面复测。
5、3 施工现场的定位测量
舞台区域剪力墙定位放线，须严格控制，各方均自检及复检，相互校核。
5、4 钢桁架垂直度的测控
1) 利用焊接收缩来调整钢桁架预先控制的垂直精度。
2) 严格控制第一、二榀钢桁架的安装精度（标高位移）。
3) 钢桁架施焊时，焊缝的收缩变形对钢桁架的垂直偏差和跨度几何尺寸影响最大，要严格控制施焊方向和顺序。
4)为了控制和减少温差对测量钢桁架的垂直影响，除了考虑温差效应产生的偏差值外，应尽量避开高温施测。
5、5 校正垂直度的测控
1) 每榀钢桁架垂直度的校正，可用经纬仪投点校正。
2) 安装时应先调整钢桁架标高，再调整钢桁架位移，最后调整垂直偏差的顺序，按规范规定或设计确认的数值进行校正。
3) 用缆风绳或液压千斤顶校正时，必须以松开缆绳或千斤顶的测量为最终验收结果。

6、桁架半榀拼装
由于桁架截面高度大，跨度长，整体运输无法实现，故工厂只制作杆件并进行预拼装，杆件运到现场后再进行拼装。由于整榀无法吊装到位，而半榀只能在塔吊一定吊装范围内方能吊起，故中剧场选折在-0.5米室外平台J-M/33-34轴线位置设置拼装平台，大剧场选折在25.9米标高楼板M-P/31-32轴线区域设置拼装平台。
舞台桁架在制作时为便于运输将中间腹杆切断，上下弦杆各分两段，散件拼装，故需搭设拼装平台。拼装平台采用枕木和钢梁搭设，如下图所示：

拼装完成后形成如下半榀：

7、桁架的吊装
桁架采用地面拼装与高空拼装相结合，先在地面拼装1/2榀桁架，再高空拼装成整榀桁架，半榀桁架的自重约为8.5吨，满足塔吊起重量的限制。
桁架在脱模和吊装中吊点选择见下图所示：

8、桁架高空拼装
拼装平台上沿桁架中间3根立腹杆位置放置3个5吨机械式千斤顶，用于调节桁架起拱和下弦平直度，千斤顶与桁架下弦采用顶托连接支撑。如图所示：

上弦杆及竖向腹杆采用脚手架管与操作平台进行固定，拼装时将桁架两端直接放置于滑行小车上进行拼装，滑行小车如下图：

图5.3-2
滑轨布置图：

滑轨节点图：

提升架示意图

9、桁架的滑移就位
9、1 滑移准备工作
1) 将相关所有埋件在砼浇筑时埋设到位；
2) 待砼拆模后将埋件表面砼剔除并清理干净；
3)焊接埋件上的耳板及钢支座；
4) 将滑轨铺设于钢支座和砼剪力墙支座上方；
5)用水准仪调整滑轨平直度，用垫铁调整；
6)将滑轨与钢支座和埋件等焊接固定；
7)搭设拼装平台，将千斤顶放置到位，注意砼墙浇筑时要留出千斤顶高度；
8)将滑行小车放置于剪力墙滑轨上；
9)在滑轨侧面每隔10cm用红漆标记。
9、2桁架的滑移
桁架在小车上固定完后将拼装平台靠筒体内侧架管拆除，并用手拉葫芦和钢丝绳将桁架与对面墙埋件上的耳板连拼拉平成直丝状但不受力，去除制动斜铁，在离21轴0（26轴）3.5米处9.5米处焊接一块10*50*50挡板以定位桁架。开始滑移，滑移步骤如下：
1) 两条滑轨上各坐2个工人拉葫芦，每拉一次长度为10cm，以一个标记单元为准，由工长统一吹哨指挥；
2) 当第一榀24（23）轴桁架滑移至离26（21）轴3.5米处时停止；
3) 在滑行同时拼装第25（22）轴桁架，此时滑行小车由于前一榀桁架小车的限制，滑行小车只能安装外侧；
4) 用另外一根斜撑杆将25（22）轴桁架上弦与24（23）轴桁架下弦连接；
5) 安装两侧架间上下弦联系梁、杆件，所有螺栓安装完后进行初拧终拧；
6) 在两榀桁架的中间分两边腹杆上各装一对剪刀撑；
7) 24（23）轴的定位钢板割除、磨平；
8) 整体滑移此两榀桁架至各自轴线位置。
9、3桁架的就位
1) 安装门式架并焊接完成，割去桁架与小车的固定钢板；
2) 在桁架两端各加一个剪刀撑；
3) 利用2个10吨手拉葫芦和两钢丝绳同时提升西端桁架上弦，提高高度为10cm；
4) 将滑行小车移去，并割除桁架底部的滑轨；
5) 安装橡胶支座，并调整焊接完成；
6) 将桁架与橡胶支座连接就位，并焊接桁架间的梁和支撑杆件，除剪刀撑外；
7) 安装23轴与24轴间的支撑杆件和梁并焊接完成；
8) 筒体剪力墙施工至桁架上弦顶标高并使砼强度达到80%后安装桁架与砼剪力墙之间的支撑和梁。
10、经济效益分析
桁架滑移施工方法节约施工成本达40%以上，省去了满堂脚手架的搭设，直接经济成本节约架管租赁费及搭设费用近40万元，且施工速度比高空散拼加快了近四分之一，提前1个月完成安装，达到了安全、快速、节能的目的。