胡張軍

（北京市北泡輕鋼建材有限公司，北京 101113）

0 緒論

微創(chuàng)生產(chǎn)廠房位于北京市，地上三層（局部四層），建筑高度29.4m,建筑面積37414.56㎡。鋼結(jié)構(gòu)工程主要分布在屋面，為H型鋼屋面桁架及桁架間的H型鋼支撐、連系桿件。本工程鋼結(jié)構(gòu)與其他單位工作面劃分復(fù)雜，交叉施工的協(xié)調(diào)與管理為本工程施工中重點(diǎn)控制內(nèi)容。

鋼結(jié)構(gòu)工程屋面桁架單榀構(gòu)件比較重，桁架全長83.6米，跨度41.445米，鋼結(jié)構(gòu)安裝時(shí)下部混凝土結(jié)構(gòu)已完工，作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，安裝難度高。有些場(chǎng)合，作業(yè)半徑受限，用傳統(tǒng)吊裝無法操作，對(duì)這類鋼結(jié)構(gòu)的吊裝工程要采用特殊施工方法。

用結(jié)構(gòu)分塊軌道滑移的施工方法可以解決上述問題。滑移法分為腳手架滑移和軌道滑移。腳手架滑移適用于場(chǎng)地平整、施工高度不高、施工面積大的大跨度鋼網(wǎng)架及管桁架鋼結(jié)構(gòu)工程。軌道滑移比較靈活，適用于復(fù)雜環(huán)境，不受高度影響，尤其是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)桁架頂部的施工效果好。軌道滑移主要是在鋼結(jié)構(gòu)安裝前，先配合土建單位完成預(yù)埋件等的施工，土建完成之后，鋪設(shè)滑移軌道，搭設(shè)拼裝胎架，對(duì)屋面桁架滑移單元分塊拼裝，分塊滑移施工。

1 基礎(chǔ)預(yù)埋件埋設(shè)及鋼構(gòu)件和材料的要求

鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)預(yù)埋工程非常關(guān)鍵，它直接關(guān)系到整個(gè)安裝質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)線、軸線的放線和測(cè)量首當(dāng)其沖，依據(jù)是土建提供的基準(zhǔn)點(diǎn)。同時(shí)要編制進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃書，內(nèi)容涉及機(jī)具、設(shè)備、工具、材料等，安裝專用工具要提前預(yù)備好。

1.1 預(yù)埋件驗(yàn)收

驗(yàn)收到場(chǎng)后的埋件和錨栓，例如合格證、清單等，數(shù)量、規(guī)格、質(zhì)量是否符合圖紙要求。如有構(gòu)件缺陷，現(xiàn)場(chǎng)能修改的現(xiàn)場(chǎng)修改，不能修改的返回工廠重新制作修改。

1.1.1 測(cè)量定位

測(cè)量工根據(jù)圖紙定位用專用儀器導(dǎo)出柱基中心和標(biāo)高控制線，要反復(fù)校核確保無誤。再根據(jù)圖紙，計(jì)算出地腳錨栓間距、埋件中心和標(biāo)高的具體觀測(cè)數(shù)據(jù)。

1.1.2 預(yù)埋錨栓

錨栓預(yù)埋前制作相應(yīng)的錨栓定位套架是用來精確定位固定錨栓，防止錨栓位置出現(xiàn)差錯(cuò)以及對(duì)錨栓造成破壞。

錨栓定位套架主要由上下兩塊橫隔板組成，而預(yù)留孔洞是用來定位錨栓。

1.1.3 預(yù)埋錨栓埋設(shè)

錨栓埋設(shè)流程：預(yù)埋件進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收→按圖紙尺寸進(jìn)行測(cè)量放線→安裝定位套架→復(fù)測(cè)標(biāo)高、軸線→安裝錨栓→復(fù)檢、驗(yàn)收→混凝土澆筑→測(cè)量校正→完畢后復(fù)檢→記錄測(cè)量數(shù)據(jù)。

錨栓同定位套架一起吊裝就位后，經(jīng)測(cè)量校正，將錨栓固定支架固定在模板上。

1.1.4 預(yù)埋件安裝注意事項(xiàng)

①應(yīng)將所有埋設(shè)好的螺栓予以保護(hù)，錨栓的螺紋保護(hù)相當(dāng)重要，螺紋上要涂黃油并包上油紙，外面再裝上套管。

②預(yù)埋件的施工屬于隱蔽工程，在進(jìn)行預(yù)埋時(shí)首先要進(jìn)行測(cè)量，將其X、Y軸線及標(biāo)高控制在規(guī)范規(guī)定范圍內(nèi)；在完成埋設(shè)后，砼澆注前，要對(duì)其進(jìn)行復(fù)測(cè)；當(dāng)土建在澆注砼時(shí)，需現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，防止砼澆注時(shí)引起埋件偏移等。

③鋼結(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量與進(jìn)度受錨栓的埋設(shè)精度影響。

1.2 材料保管

為了便于運(yùn)輸，螺栓應(yīng)放在托板上，采用防水包裝，不要輕易打開包裝，要分類存放。在使用焊條和焊絲前，要放在隔離的托板上的容器內(nèi)，并蓋帆布。存放襯板、引弧板和熄弧板要注意防水。

2 鋼結(jié)構(gòu)滑移施工

鋼結(jié)構(gòu)安裝在土建結(jié)構(gòu)基本完成后開始，根據(jù)本工程特點(diǎn)，擬采用分塊滑移進(jìn)行安裝。屋面桁架共7榀，兩兩劃分為一個(gè)滑移單元，將屋面桁架分為3個(gè)滑移單元；分別在5軸、15軸、25軸設(shè)置3條水平滑移軌道；在兩榀桁架分段處下方設(shè)置拼裝平臺(tái)，胎架上方設(shè)H型鋼梁。用1臺(tái)350t汽車吊拼裝滑移單元，胎架H型鋼梁上方設(shè)千斤頂調(diào)整標(biāo)高；滑移單元拼裝完成后，使用頂推器將滑移單元頂推滑移至安裝位置，卸載；然后拼裝下一個(gè)滑移單元；第二個(gè)滑移單元拼裝完成后，使用頂推器將滑移單元頂推滑移至安裝位置，卸載；進(jìn)行兩個(gè)滑移單元之間的結(jié)構(gòu)吊裝；同時(shí)進(jìn)行第三個(gè)滑移單元的拼裝；第三個(gè)單元拼裝完成后，使用頂推器將滑移單元頂推滑移至安裝位置，卸載；進(jìn)行兩個(gè)滑移單元之間的結(jié)構(gòu)吊裝；最后一榀桁架不參與滑移，直接在拼裝平臺(tái)上高空原位拼裝；用現(xiàn)場(chǎng)塔吊及汽車吊補(bǔ)齊剩余桁架與山墻梁連系桿件。

2.1 滑移操作要點(diǎn)

1）滑移同步控制。

2）滑移軌道設(shè)置

滑移軌道采用H型鋼。鋼梁設(shè)置間距為1m的20mm厚的加筋板，鋼梁兩端與混凝土柱通過預(yù)埋件連接。軌道與屋面桁架連接處采用易滑動(dòng)裝置。型鋼軌道與下部混凝土框架梁、鋼梁采用剛性連接。

3）屋面桁架結(jié)構(gòu)頂推部位加強(qiáng)

在滑移過程中，頂推力直接設(shè)置在屋面桁架結(jié)構(gòu)上，在設(shè)計(jì)時(shí)并沒有考慮，因此在施工前對(duì)頂推部位進(jìn)行加強(qiáng)，以保證結(jié)構(gòu)在滑移時(shí)不被破壞。

4）支座落位

屋面桁架滑移就位后，兩端分別設(shè)置千斤頂，借助千斤頂使支座落位。

5）滑移施工驗(yàn)算

對(duì)屋面桁架各階段累積滑移過程中，必須對(duì)最大內(nèi)力、最大撓度進(jìn)行驗(yàn)算；屋面桁架局部和整體變形均應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，否則必須對(duì)結(jié)構(gòu)采取加固措施。

2.2 滑移單元?jiǎng)澐?/h3>

參與滑移的屋面桁架共劃分為3塊：

滑移第一單元：F軸-H軸；

滑移第二單元：K軸-M軸；

滑移第三單元：P軸-R軸。

2.3 滑移單元的拼裝

2.3.1 屋面桁架的分段

擬將屋面桁架分為7段，分段時(shí)上、下弦桿錯(cuò)開，分段長度及重量通過計(jì)算得出，滿足設(shè)計(jì)及拼裝平臺(tái)的搭設(shè)要求。

2.3.2 拼裝平臺(tái)的設(shè)計(jì)與計(jì)算

為便于滑移單元的高空拼裝，在S-V軸間桁架分段處下方設(shè)置拼裝平臺(tái)，平臺(tái)平面尺寸為9.6m*4.2m,為鋼框架結(jié)構(gòu)，鋼柱截面為H250X250X9X14、H200X200X8X12，鋼梁截面為H250X250X9X14、H150X150X7X10，鋼柱之間設(shè)置柱間支撐，截面為H200X200X8X12。平臺(tái)鋼柱在12.6米標(biāo)高處混凝土柱頂使用埋件生根，在平臺(tái)梁頂部設(shè)置工字鋼墊塊、千斤頂調(diào)節(jié)屋架標(biāo)高。

2.4 屋面桁架的拼裝

2.4.1 拼裝工況分析與吊車選用

根據(jù)屋面桁架分段及重量情況，最重分段為第六段，長15.6米，重23.931噸，位于S軸，選用1臺(tái)350噸汽車吊站位于V軸北側(cè)，主臂工況（支腿全伸+142t配重）即可滿足拼裝起重要求。

2.4.2 屋面桁架段的吊裝工藝

為防止桁架段吊裝過程中產(chǎn)生扭曲，吊裝時(shí)保證整段屋面鋼桁架在吊裝過程中的穩(wěn)定性，吊裝完畢后，馬上用纜風(fēng)繩將其進(jìn)行臨時(shí)固定。

吊點(diǎn)在綁扎吊繩時(shí)，為避免起吊過程中構(gòu)件與鋼絲繩之間的摩擦造成鋼絲繩磨損，故在吊點(diǎn)處設(shè)置橡膠墊，確保鋼絲繩不被磨損，避免因鋼絲繩過度磨損造成突然斷裂，保證吊裝過程中的安全。

主桁架吊裝就位后，先進(jìn)行安裝位置的復(fù)測(cè)，用臨時(shí)螺栓進(jìn)行固定，及時(shí)進(jìn)行測(cè)量校正，合格后進(jìn)行焊接，以此作為穩(wěn)定體系，向后再拼裝下榀桁架。

單榀主桁架吊裝就位后，吊車不松鉤，桁架兩側(cè)在上弦次梁連接板上使用16號(hào)槽鋼支撐進(jìn)行加固，槽鋼支撐下端設(shè)置在拼裝平臺(tái)的鋼梁上，槽鋼支撐與水平面夾角為40°。

3 屋面桁架安裝質(zhì)量控制

1）加工時(shí)嚴(yán)格控制構(gòu)件的加工質(zhì)量和精度，確保進(jìn)場(chǎng)安裝的每個(gè)構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的精度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2）屋面桁架安裝測(cè)量及誤差控制

本工程的屋面桁架安裝線路長，存在安裝溫度變形、安裝精度變形，因此在安裝過程中會(huì)產(chǎn)生安裝累計(jì)誤差。因此，在屋面桁架安裝時(shí)必須利用全站儀、經(jīng)緯儀控制屋面桁架的安裝精度。

3）滑移軌道的設(shè)置

分別在5軸、15軸以及25軸分別設(shè)置三道滑移軌道。15軸滑移軌道直接設(shè)置在標(biāo)高為18.1m的混凝土框架梁上，并與混凝土框架梁以埋件方式進(jìn)行剛性連接，埋件高于混凝土框架梁50mm。5軸、25軸滑移軌道放置在混凝土柱牛腿上，下翼緣與支座埋板焊接，并穿過屋架預(yù)埋錨栓。

4）滑移軌道鋼梁的設(shè)計(jì)與計(jì)算

滑移軌道鋼梁采取焊接H 型鋼，截面為H500X400X20X24，材質(zhì)為Q345B,15軸滑移軌道鋼梁由于其兩端焊接在桁架埋板上，滑移軌道鋼梁支撐在15軸混凝土柱頂鋼埋件上，埋件高于混凝土梁50mm,在柱間距4.8m處圓管柱回頂，故施工工程中工況較好。而5軸和25軸滑移軌道鋼梁，其兩端焊接在桁架埋板上，屬于簡(jiǎn)支梁，故需對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性驗(yàn)算，如果5軸和25軸滑移軌道鋼梁滿足施工要求，則15軸滑移軌道鋼梁一定滿足施工要求。

在對(duì)滑移軌道鋼梁H500X400X20X24驗(yàn)算之前，需用軟件求出滑移單元該部位最大支座反力，作為滑移軌道鋼梁荷載取值數(shù)據(jù)。并且考慮滑移單元滑移至該鋼梁跨中時(shí)，為最不利工況。即求出滑移單元最大支座反力，再將此集中力施加在滑移軌道鋼梁跨中。

對(duì)于15軸滑移軌道鋼梁，應(yīng)設(shè)計(jì)要求，滑移鋼梁不得影響其下方的結(jié)構(gòu)混凝土梁，故使用P300X8鋼管對(duì)15軸18.1米標(biāo)高混凝土梁進(jìn)行回頂加固。

5）滑移軌道鋼梁側(cè)擋塊及滑靴的設(shè)置

為保證頂推器的正常使用，需在滑移軌道鋼梁H500X400X20X24上翼緣設(shè)置側(cè)擋塊?；栖壍澜Y(jié)構(gòu)在滑移過程中，起到承重、導(dǎo)向和橫向限制支座水平位移的作用。

滑移軌道的側(cè)擋塊在滑移梁兩層兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置，側(cè)擋塊規(guī)格為-24×40×150mm,起到抵抗滑移支座推力的作用。側(cè)擋塊與滑移梁焊接，焊縫采用雙面角焊縫，焊腳高度不小于10mm。

6）滑移軌道鋼梁的安裝要求

本工程中單條滑道的最長長度約為62.4m,為保證滑道內(nèi)表面的水平度，減少滑移過程中的阻礙、降低滑動(dòng)摩擦系數(shù)，滑道在鋪設(shè)時(shí)應(yīng)做到：

①滑移梁拼接位置應(yīng)保證其平整度，不得存在高差；

②滑移梁與混凝土柱搭接位置應(yīng)保證滑移底板能夠順利通過；

③滑移梁中心線與滑移中心線偏移應(yīng)控制在±3mm以內(nèi)；

④鋼滑塊及滑移梁上表面應(yīng)在滑移之前應(yīng)涂抹黃油潤滑。

根據(jù)計(jì)算，荷載最大的15軸頂推點(diǎn)所需的頂推力大小為46.67t。每個(gè)滑移單元共設(shè)置3個(gè)頂推點(diǎn)，每個(gè)頂推點(diǎn)布置1臺(tái)YS-PJ-60型液壓頂推器，單臺(tái)頂推器可頂推60噸，能夠滿足滑移施工的要求。

表1 液壓頂推器配置表

7）滑移到位后卸載

表2 卸載步驟

①將滑移單元滑移到指定位置，將千斤頂放到每個(gè)基礎(chǔ)支座上（為穩(wěn)定考慮，千斤頂左右循環(huán)布置），頂緊桁架卸載牛腿；

②緩慢加壓，將底座頂起2-5cm,逐個(gè)將所有千斤頂頂起，觀察穩(wěn)定性；

③切割軌道鋼梁，抽出軌道；

④去除底座下?lián)醢宀⒌鬃虑謇砀蓛簦?/p>

⑤緩慢放下千斤頂，盡量保持各底座下降速度一致；

⑥焊接固定底座，拆除多余的軌道梁；

⑦每個(gè)滑移單元的卸載選用50噸薄型液壓千斤頂共計(jì)8臺(tái)，其中5軸和25軸布置千斤頂各2臺(tái)，15軸布置千斤頂4臺(tái)；

⑧卸載過程見表2。

4 滑移單元之間的鋼梁補(bǔ)裝

4.1 鋼梁安裝工況

本工程滑移單元上、下弦之間鋼梁主要為焊接H型鋼梁。上弦H鋼梁截面有H450X250X8X16、H450X250X10X26，下弦H鋼梁截面有H350X250X6X14、H350X250X8X16，單支鋼梁最重不超過2 噸，現(xiàn)場(chǎng)3 臺(tái)塔吊STP160可覆蓋全部施工區(qū)域，故鋼梁吊裝全由3臺(tái)塔吊STP160完成。

4.2 鋼梁安裝順序

1）同平面鋼構(gòu)件吊裝，采用由里向外、對(duì)稱吊裝的方法進(jìn)行。

2）立面上鋼構(gòu)件吊裝，采用由下至上、順序安裝的方法進(jìn)行。

總體按照先梁、后水撐的吊裝順序進(jìn)行吊裝。

5 液壓同步頂推滑移原理

該技術(shù)采用液壓頂推器，其頂緊裝置具有單向鎖定功能。當(dāng)主液壓缸伸出時(shí)，頂緊裝置工作，自動(dòng)頂緊滑道側(cè)面；主液壓缸縮回時(shí)，頂緊裝置不工作，與主液壓缸同方向移動(dòng)。

6 結(jié)語

液壓頂推滑移的施工工藝選用是步進(jìn)式液壓頂推器，采用該設(shè)備，后部頂緊，主液壓缸產(chǎn)生頂推反力，與之連接的被推移結(jié)構(gòu)向前平移。在操作啟動(dòng)過程中無延時(shí)，動(dòng)作精確度好，且不會(huì)在滑移過程中產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。步進(jìn)式的工作過程中，同步誤差在每個(gè)行程完成后自然消除，無累積誤差，同步精度很高。優(yōu)點(diǎn)總結(jié)如下：

1）可施工大跨度鋼結(jié)構(gòu)，技術(shù)成熟，有大量豐富經(jīng)驗(yàn)可供借鑒，安全性有保證；

2）過程中采用計(jì)算機(jī)同步控制，系統(tǒng)傳動(dòng)加速度極小、且可控，能夠有效保證整個(gè)安裝過程的穩(wěn)定性、安全性；

3）液壓同步頂推設(shè)備、設(shè)施體積、重量較小，機(jī)動(dòng)能力強(qiáng)，倒運(yùn)和安裝方便；

4）滑移頂推、反力點(diǎn)等與其他臨時(shí)結(jié)構(gòu)合并設(shè)置，加之液壓同步滑移動(dòng)荷載極小的優(yōu)點(diǎn)，可使滑移臨時(shí)設(shè)施用量降至最小。