王開(kāi)平

0 引言

為適應(yīng)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的需要，提升屋架安裝品質(zhì)，選擇合適的屋架安裝方法至關(guān)重要。本工程存在場(chǎng)地狹窄，工期緊，交叉施工，擬安裝位置存在夾層，所需吊裝作業(yè)范圍大的特點(diǎn)。在屋架的安裝范圍內(nèi)，既不能布置起重設(shè)備，又不能進(jìn)行屋架的拼裝，若采用“現(xiàn)場(chǎng)拼裝，整體吊裝”的屋架安裝方法，施工困難，造價(jià)較高，因此本工程采用液壓固步頂推滑移法安裝屋架，能很好地解決起重設(shè)備及屋架的拼裝均不能進(jìn)入屋架安裝范圍的安裝問(wèn)題。

1 工程概況

重慶渝北某垃圾發(fā)電廠中的垃圾坑工程，長(zhǎng)為144.3 m，寬為 38.4～42.2 m。在已建成的主體結(jié)構(gòu)內(nèi)存在夾層，主體結(jié)構(gòu)頂部，標(biāo)高為 42 m 處布置有屋架，共重 481.71 t。屋架包括主桁架和次桁架，其中主桁架為高 3 m 的倒三角形鋼管桁架，跨度最大為 35.9 m，次桁架為四邊形鋼管桁架及平面鋼管桁架。因屋架整體運(yùn)輸困難，因此，屋架部件由專(zhuān)業(yè)加工廠制作，施工單位在場(chǎng)內(nèi)完成鋼管桁架的組裝。根據(jù)工程特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，應(yīng)認(rèn)真編制滑移法安裝屋架的專(zhuān)項(xiàng)施工方案，并通過(guò)專(zhuān)家論證后方可實(shí)施。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 施工平面布置

2.1.1 吊裝設(shè)備的布置

本工程設(shè) 260 t 履帶吊 1 臺(tái)，25 t 汽車(chē)吊 1 臺(tái)，QTZ80A（6012）塔式起重機(jī) 1 臺(tái)，其中履帶吊及汽車(chē)吊設(shè)于工程旁的地面上，塔式起重機(jī)設(shè)于接收大廳工程內(nèi)，如圖 1 所示。

圖1 吊裝設(shè)備、組裝（拼裝）平臺(tái)施工平面布置圖（單位：mm）

2.1.2 拼裝平臺(tái)的布置

根據(jù)場(chǎng)地狹窄的特點(diǎn)，本工程設(shè)置組裝平臺(tái) 2 個(gè)，拼裝平臺(tái) 1 個(gè)，其中主桁架組裝平臺(tái)設(shè)置于接收大廳工程主體結(jié)構(gòu)標(biāo)高 8.0 m 的屋面上，次桁架組裝平臺(tái)設(shè)置于工程旁的地面上，滑移單元高空拼裝平臺(tái)設(shè)置于工程主體結(jié)構(gòu)標(biāo)高 40.5 m 的屋面上，如圖 1 所示。

2.1.3 滑移軌道結(jié)構(gòu)的布置

滑移軌道結(jié)構(gòu)包括軌道梁、滑軌及側(cè)向擋板等。軌道梁設(shè)置于已建成的主體結(jié)構(gòu)框架柱的頂部，滑軌固定于軌道梁上。

2.1.4 液壓泵站系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)布置

液壓泵站應(yīng)就近布置，盡量縮短與頂推器之間的油管管路。液壓泵站系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)布置于建筑物標(biāo)高為 25.0 m 的室內(nèi)，室內(nèi)應(yīng)潔凈，通風(fēng)，便于觀察、維修、調(diào)試。

2.2 滑移軌道結(jié)構(gòu)安裝

2.2.1 軌道梁安裝

軌道梁采用材質(zhì)為 Q235B 的 H 型鋼，規(guī)格為390 mm×300 mm×10 mm×16 mm，布置于已建成的主體結(jié)構(gòu)框架柱標(biāo)高位為 42.0 m 的頂部，軌道梁與柱頂墊板采用角焊縫焊接，焊腳尺寸為 10 mm。軌道梁應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性，因此，應(yīng)嚴(yán)格按審定的施工方案，采用鋼管架、型鋼等加固。

2.2.2 滑軌及側(cè)向擋板的安裝

1）滑軌采用 16a 槽鋼，側(cè)向擋板采用材質(zhì)為 Q235B的鋼板，厚 20 mm，規(guī)格為 150 mm×40 mm×20 mm?；壓附佑谲壍懒喉敳?，既起承重、滑移時(shí)的導(dǎo)向、限位，又起直接傳遞被滑移屋架荷載作用。側(cè)向擋板承受頂推器的推力。

2）在滑軌外側(cè)面，應(yīng)用油漆按最小刻度 100 mm，涂刷黑黃相間的刻度線(xiàn)，并按每 500 mm 進(jìn)行編號(hào)，以更能直觀、更準(zhǔn)確地觀察滑移過(guò)程中，屋架在滑軌上的準(zhǔn)確位置。

3）滑軌底面及側(cè)面應(yīng)保持光滑，滑軌底面應(yīng)涂刷潤(rùn)滑油脂。

2.2.3 滑移軌道結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量要求

1）滑軌及側(cè)向擋板安裝允許偏差［1］如表 1 所示。

表1 滑軌及側(cè)向擋板安裝的允許偏差

2）軌道梁安裝允許偏差如表 2 所示。

表2 軌道梁安裝的允許偏差

2.3 滑移時(shí)的穩(wěn)定加固措施

包括鋼滑塊、頂推耳板、卡板等，均由厚 20 mm 鋼板制作。

2.3.1 頂推耳板

液壓頂推器前端通過(guò)銷(xiāo)軸與被滑移屋架上的耳板進(jìn)行連接固定，用以傳遞水平滑移頂推力，頂推耳板厚 20 mm。

2.3.2 鋼滑塊及卡板

鋼滑塊前端（即順滑移方向）應(yīng)制作成“雪橇”式，鋼板間采用角焊縫連接，焊角尺寸為 10 mm。卡板用于桿件與鋼滑塊的固定，卡板與支座間采用雙面角焊縫連接，焊腳尺寸為 10 mm，材質(zhì)均為 Q235B。

3 滑移頂推系統(tǒng)

滑移頂推系統(tǒng)由液壓頂推器、液壓泵站、傳感器及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成。根據(jù)本工程的特點(diǎn)，采用液壓固步頂推滑移法施工。

3.1 液壓頂推器

3.1.1 液壓頂推器的選擇

采用額定頂推力為 50 t 的液壓固步頂推器，共設(shè) 6 臺(tái)。安裝完成后，應(yīng)確保液壓油缸前后兩個(gè)銷(xiāo)軸連接能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。

3.1.2 液壓固步頂推器的設(shè)置

屋架滑移施工共設(shè)置 2 條滑軌，分別設(shè)置在2-20 軸、2-24 軸，滑軌長(zhǎng) 141 m（2-A 軸～2-X 軸）。屋架滑移區(qū)共設(shè)置 6 個(gè)頂推點(diǎn)，每個(gè)頂推點(diǎn)設(shè)置 1 臺(tái)液壓固步頂推器，共計(jì) 6 臺(tái)液壓固步頂推器。

3.2 液壓固步頂推滑移原理

“液壓固步頂推滑移技術(shù)”采用液壓固步頂推器作為滑移驅(qū)動(dòng)設(shè)備。液壓頂推器采用組合式設(shè)計(jì)，后部以頂緊裝置與滑軌連接，前部通過(guò)銷(xiāo)軸及連接耳板與被滑移結(jié)構(gòu)連接，中間利用主液壓缸產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)頂推力。

液壓頂推器的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)頂緊側(cè)向擋板；主液壓缸縮缸時(shí)，頂緊裝置不工作，與主液壓缸同方向移動(dòng)。液壓頂推器工作流程如下所述。

第一步：液壓頂推器頂緊裝置安裝在滑軌上，靠緊側(cè)向擋板；主液壓缸通過(guò)銷(xiāo)軸及耳板與被滑移結(jié)構(gòu)連接，此時(shí)，被滑移結(jié)構(gòu)處于待頂推狀態(tài)。

第二步：液壓頂推器主液壓缸伸缸，頂緊裝置頂緊側(cè)向擋板；推動(dòng)被滑移結(jié)構(gòu)向前滑移；液壓頂推器主液壓缸連續(xù)伸缸一個(gè)行程，頂推被滑移結(jié)構(gòu)向前滑移至一個(gè)步距。

第三步：被滑移結(jié)構(gòu)不動(dòng)，主液壓缸開(kāi)始縮缸，拖動(dòng)頂緊裝置向前移動(dòng)；當(dāng)頂緊裝置離開(kāi)原側(cè)向擋板并跨越相鄰側(cè)向擋板后，再次與側(cè)向擋塊靠緊時(shí)，主液壓缸一個(gè)行程縮缸完畢，拖動(dòng)頂緊裝置向前移動(dòng)一個(gè)步距，此時(shí)，被滑移結(jié)構(gòu)又處于待頂推狀態(tài)。

3.3 液壓泵站系統(tǒng)

液壓泵站系統(tǒng)為液壓頂推器提供動(dòng)力，并通過(guò)就地控制器對(duì)液壓頂推器進(jìn)行控制和調(diào)整，執(zhí)行液壓頂推器計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的指令并反饋數(shù)據(jù)。本工程采用 11 kW 液壓泵站系統(tǒng)，配 31.5 MPa 高壓油管。液壓泵站系統(tǒng)與液壓頂推器的油管，應(yīng)按照專(zhuān)項(xiàng)施工方案進(jìn)行連接，確保正確，連接完成后應(yīng)進(jìn)行全面復(fù)查。

3.4 計(jì)算機(jī)同步控制及傳感檢測(cè)系統(tǒng)

設(shè)備采用 CAN 總線(xiàn)控制，主控器、液壓頂推器三級(jí)控制，操作人員可通過(guò)液壓同步計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)人機(jī)界面進(jìn)行液壓頂推過(guò)程及相關(guān)數(shù)據(jù)的觀察和控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。通過(guò)計(jì)算機(jī)人機(jī)界面的操作，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、順控（單行程動(dòng)作）、手動(dòng)控制以及單臺(tái)頂推器的點(diǎn)動(dòng)操作，從而達(dá)到屋架整體滑移安裝中所需要的同步滑移、安裝就位調(diào)整、單點(diǎn)毫米級(jí)微調(diào)等特殊要求。

4 滑移單元的高空拼裝

4.1 滑移單元拼裝平臺(tái)的設(shè)置

為滿(mǎn)足高空拼裝的需要，在標(biāo)高 40.5 m，屋架滑移的起點(diǎn)處，應(yīng)設(shè)置滑移單元拼裝平臺(tái)。平臺(tái)由鋼管腳手架支撐，應(yīng)平整、牢固、滿(mǎn)足安全要求。平臺(tái)不承受屋架的自重等荷載，僅作為拼裝滑移單元施工的操作平臺(tái)。

4.2 滑移單元的拼裝

4.2.1 滑移單元的劃分

屋架共分為 9 個(gè)滑移單元，2-W 軸～2-X 軸屋架采用原位安裝?；茊卧膭澐郑鐖D 2 所示。

圖2 滑移單元?jiǎng)澐质疽鈭D（單位：mm）

4.2.2 滑移單元的組成

第一滑移單元由 2 榀主桁架及其次桁架組成；其余 8 榀滑移單元由 1 榀主桁架及其次桁架組成。

4.2.3 滑移單元拼裝要點(diǎn)

1）對(duì)已吊裝就位的主桁架，應(yīng)認(rèn)真檢查其跨度、起拱值、側(cè)向彎曲、跨中垂直度、兩端支座偏差等。當(dāng)側(cè)向彎曲、跨中垂直度及兩端支座偏差不符合要求時(shí)，應(yīng)用葫蘆及千斤頂進(jìn)行糾偏，為拼裝創(chuàng)造條件。

2）為消除主、次桁架組裝偏差的影響，按照設(shè)計(jì)要求，在主、次桁架交界處，次桁架端部應(yīng)設(shè)置較大的鋼管套管，根據(jù)已就位的兩榀主桁架及次桁架的實(shí)際尺寸及位置，水平移動(dòng)套管位置，在其交界處形成足夠的間隙，確保主、次桁架的順利拼裝。

3）焊接順序應(yīng)先下弦節(jié)點(diǎn)，后上弦節(jié)點(diǎn)，從中間向兩邊擴(kuò)散施焊。焊道應(yīng)多道成型，由下往上逐層堆焊，以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求及規(guī)范要求。

5 試滑移

5.1 確定伸缸壓力和縮缸壓力

根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定液壓固步頂推器所需的伸缸壓力（考慮壓力損失）和縮缸壓力，待液壓頂推系統(tǒng)設(shè)備系統(tǒng)檢測(cè)無(wú)誤后開(kāi)始試滑移。

5.2 試滑移的監(jiān)測(cè)與調(diào)試

5.2.1 分級(jí)加載滑移

開(kāi)始試滑移時(shí)，液壓固步頂推器伸缸壓力逐漸上調(diào)，依次為所需壓力的 40 %、60 %，在一切正常的情況下，可繼續(xù)加載到 80 %、90 %、100 %。

5.2.2 試滑移檢查

滑移單元?jiǎng)傞_(kāi)始移動(dòng)時(shí)暫停頂推作業(yè)，保持液壓設(shè)備系統(tǒng)壓力，全面觀察各設(shè)備運(yùn)行及滑移屋架情況，如液壓固步頂推器、鋼滑塊、縱向連系桿件等，檢查并記錄屋架的變形情況及整體穩(wěn)定性等情況。

5.2.3 滑移一個(gè)步距檢查

在一切正常情況下，將結(jié)構(gòu)向前滑移 200～450 mm 后停止，對(duì)液壓固步頂推器、液壓泵站系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、屋架、滑軌系統(tǒng)、支承系統(tǒng)、傳感檢測(cè)系統(tǒng)等進(jìn)行全面檢查，并作好檢查記錄。

6 正式滑移

6.1 滑移順序

試滑移符合要求后，應(yīng)進(jìn)行正式滑移，按照屋架布置特點(diǎn)及滑移施工工藝要求，屋架滑移施工采用“累積滑移”施工工藝。首先將試滑移單元滑移到 2-T～2-V，再滑移第二榀滑移單元，以此類(lèi)推至第 19 榀滑移單元，最后一榀滑移單元采用原位安裝。

6.1.1 第一滑移單元滑移

在高空拼裝平臺(tái)上拼裝第一滑移單元，符合要求后，將第一滑移單元滑移 18 m 到 2-T 軸～2-V 軸，如圖 3、圖 4 所示。

圖3 第一滑移單元拼裝示意圖（單位：mm）

圖4 第一滑移單元滑移示意圖（單位：mm）

6.1.2 第二滑移單元滑移

在拼裝平臺(tái)上拼裝第二滑移單元，符合要求后，將第二滑移單元及第一滑移單元整體滑移 14 m 到 2-R 軸～2-V 軸，如圖 5、圖 6 所示。

圖5 第二滑移單元拼裝示意圖（單位：mm）

圖6 第二滑移單元滑移示意圖（單位：mm）

6.1.3 第三滑移單元等滑移

在拼裝平臺(tái)上拼裝第三滑移單元，符合要求后，將第三滑移單元、第二滑移單元及第一滑移單元整體滑移 18 m 到 2-N 軸～2-V 軸，如圖 7、圖 8 所示，以此類(lèi)推至滑移第九滑移單元，最后一榀屋架采用原位安裝。

圖7 第三滑移單元拼裝示意圖（單位：mm）

圖8 第三滑移單元滑移示意圖（單位：mm）

6.2 滑移速度控制

液壓滑移系統(tǒng)設(shè)備的水平牽引速度，取決于液壓泵站系統(tǒng)的配置及單臺(tái)液壓頂推器所分配的流量、其他輔助工作所占用的時(shí)間。本滑移的步距為 450 mm，一次性連續(xù)不斷地滑移的最大允許滑移距離為 20 m，被滑移屋架的最大水平直線(xiàn)滑移速度不宜大于 12 m/h。

6.3 滑移同步性監(jiān)測(cè)

滑移同步性監(jiān)測(cè)包括位移同步性監(jiān)測(cè)和頂推力同步性監(jiān)測(cè)。位移同步性監(jiān)測(cè)采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制結(jié)合人工觀察屋架實(shí)際位置的方法完成；頂推力同步性監(jiān)測(cè)采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完成。監(jiān)測(cè)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)信息的變化實(shí)行動(dòng)態(tài)管理，為滑移同步性控制提供條件。

6.4 滑移過(guò)程中常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題的處理

6.4.1 滑移不同步處理

滑移不同步作用包括位移不同步作用及頂推力不同步作用。本工程采用位移進(jìn)行同步性控制，位移不同步值取 50 mm。根據(jù)滑移同步性監(jiān)測(cè)情況，當(dāng)結(jié)構(gòu)滑移過(guò)程中出現(xiàn)不同步值＞50 mm 時(shí)，必須立即停止滑移，及時(shí)查明引起滑移不同步的原因，針對(duì)位移不同步現(xiàn)象，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)滯后部位采用頂推器補(bǔ)推，以達(dá)到同步滑移。

6.4.2 卡軌及啃軌的處理

滑移過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格防止“卡軌”和“啃軌”現(xiàn)象的發(fā)生。在鋼滑塊設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將沿滑移方向的鋼滑塊前端設(shè)計(jì)為“雪橇”式，以加大鋼滑塊前端與滑軌的間隙，避免鋼滑塊前端撞擊滑軌發(fā)生“卡軌”現(xiàn)象，并將滑軌接頭處焊縫打磨平整，避免滑軌不平整發(fā)生“啃軌”現(xiàn)象。

7 滑移屋架質(zhì)量驗(yàn)收

7.1 滑移屋架質(zhì)量驗(yàn)收的主要內(nèi)容

滑移屋架質(zhì)量驗(yàn)收，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行 GB 50205－2020《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》，主要內(nèi)容包括：屋架跨中垂直度、側(cè)向彎曲，屋架支座中心對(duì)定位軸線(xiàn)的位移，如表 3［2］所示。分滑移施工過(guò)程中滑移單元的高空拼裝、滑移單元全部滑移完成兩個(gè)階段進(jìn)行。

7.2 滑移單元高空拼裝的質(zhì)量驗(yàn)收

滑移單元高空拼裝質(zhì)量，是滑移能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵。因此，第一階段應(yīng)對(duì)已拼裝完成的屋架跨中垂直度、側(cè)向彎曲、屋架支座中心對(duì)定位軸線(xiàn)的位移，進(jìn)行全數(shù)檢查，不符要求時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理。

7.3 滑移單元全部滑移完成的質(zhì)量驗(yàn)收

第二階段，滑移單元全部滑移完到位后，主、次桁架已形成整體，此時(shí)的質(zhì)量驗(yàn)收以抽查核實(shí)為主。檢查數(shù)量按同類(lèi)構(gòu)件數(shù)抽查 10 %，且≥3 個(gè)，檢驗(yàn)方法包括吊線(xiàn)，拉線(xiàn)，經(jīng)緯儀和鋼尺現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)。

8 結(jié)語(yǔ)

應(yīng)用液壓固步頂推滑移法安裝屋架，設(shè)備簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，操作靈活方便，通用性強(qiáng)，安全性好，對(duì)場(chǎng)地要求不高，對(duì)吊裝機(jī)具要求不高。尤其適合屋蓋呈狹長(zhǎng)平面，屋架跨度大，安裝位置高，擬安裝位置下存在夾層，場(chǎng)地不平，不適合整體吊裝的屋架。借助已建成的結(jié)構(gòu)頂部，此方法能減少施工用地，減少胎模，減少滿(mǎn)堂腳手架，減少高空作業(yè)時(shí)間，加快了施工進(jìn)度，提高了施工效率，減少了施工安全隱患，提高了工程質(zhì)量，對(duì)支持國(guó)家大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)政策起到了積極的推動(dòng)作用。Q