李衛(wèi)學(xué) 李文松 吳曉龍 曹 凱

(1.北京首鋼國(guó)際工程技術(shù)有限公司，北京 100043; 2.北京市冶金三維仿真設(shè)計(jì)工程技術(shù)研究中心，北京 100043)

1 概述

大跨度預(yù)應(yīng)力管桁架結(jié)構(gòu)與網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝方法，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型、受力形式、場(chǎng)地情況，在確保質(zhì)量，安全的前提下，結(jié)合施工進(jìn)度、經(jīng)濟(jì)及施工現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)條件綜合確定。主要包括高空散裝法，整體吊裝法，整體提升法，整體頂升法、折疊展開(kāi)法，累積滑移法等安裝方法[1]，對(duì)于復(fù)雜項(xiàng)目，亦可采取多種方案組合使用。

其中滑移法施工是將拼裝好的單榀桁架在事先安裝好的滑軌上，利用牽引設(shè)備將結(jié)構(gòu)或胎架滑移到設(shè)計(jì)位置拼接成整體的安裝方案[2]。本文針對(duì)首鋼京唐球團(tuán)料場(chǎng)封閉項(xiàng)目，在場(chǎng)地有限的情況下，采用逆向累積滑移法施工方案保證項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

2 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司球團(tuán)料場(chǎng)改造封閉工程，采用超大跨度拱形預(yù)應(yīng)力管桁架結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)凈跨度達(dá)到245 m，縱向長(zhǎng)度650 m，結(jié)構(gòu)高度63.228 m，結(jié)構(gòu)剖面圖如圖1所示。目前為國(guó)內(nèi)單跨最大的料場(chǎng)封閉項(xiàng)目(在建)[3]，由首鋼國(guó)際工程技術(shù)有限公司總承包，上海寶冶集團(tuán)有限公司和北京首鋼建設(shè)集團(tuán)有限公司共同承建。

結(jié)構(gòu)主桁架采用倒三角拱形空間桁架+預(yù)應(yīng)力拉索的結(jié)構(gòu)形式，每榀桁架間距15.9 m(山墻端部17.5 m)，共42榀，中間設(shè)置一道伸縮縫，左右兩段結(jié)構(gòu)縱向長(zhǎng)度均為

322.1 m，對(duì)稱(chēng)布置；兩端山墻采用三角形格構(gòu)柱與端桁架連接，另設(shè)置11道次桁架，8道屋面斜拉桿水平支撐，其中一段平面圖如圖2所示。

結(jié)合結(jié)構(gòu)本身特性及既有場(chǎng)地情況，項(xiàng)目中存在以下特點(diǎn)：

1)場(chǎng)地受限。結(jié)構(gòu)平面外圍存在舊有建筑物、構(gòu)筑物，影響結(jié)構(gòu)施工。

2)焊接質(zhì)量要求高。主管上存在多支管節(jié)相交情況，節(jié)點(diǎn)處存在多管相交的相貫線焊縫，導(dǎo)致焊縫質(zhì)量難以保障。

3)測(cè)量及吊裝難度高。鋼結(jié)構(gòu)主桁架跨度較大，安裝高度高，導(dǎo)致各構(gòu)件的安裝定位、標(biāo)高測(cè)量控制及安裝校正難度較大。

4)分段對(duì)接精度要求高。主次桁架均需在地面組裝焊接成型后分段進(jìn)行吊裝，高空對(duì)接精度、預(yù)起拱高度控制難度較大。

5)變形控制要求高。管桁架作為屋面系統(tǒng)的下部支承結(jié)構(gòu)，面積廣，跨度大，其整體外形尺寸將直接影響檁托及檁條的安裝定位尺寸，從而影響到屋面體系的安裝和屋面整體線型的控制，因此對(duì)管桁架的拼裝、焊接以及下?lián)献冃慰刂埔蟾摺?/p>

6)安全、環(huán)保要求高。生產(chǎn)區(qū)域堆有大量的物料，周邊設(shè)備處于生產(chǎn)狀態(tài)，對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的保護(hù)要求高，在施工期間，不能因?yàn)槭┕ぴ斐森h(huán)境污染等問(wèn)題。

7)施工工期短。根據(jù)業(yè)主要求，180 d內(nèi)必須完成結(jié)構(gòu)施工(包括圍護(hù)結(jié)構(gòu))。

綜上，本項(xiàng)目采取地面拼裝，高空合龍，累積滑移的施工方案。此外，由于結(jié)構(gòu)平面外圍無(wú)法施工，在所有主桁架全部拼裝合龍完畢后，分段拆除臨時(shí)支撐系桿，采用逆向累積滑移法，將所有桁架滑移到位。

3 施工準(zhǔn)備

3.1 場(chǎng)地布置

根據(jù)場(chǎng)地情況，施工時(shí)按照?qǐng)龅夭贾茫簶?gòu)件堆放區(qū)位于1軸～3軸線之間，構(gòu)件拼裝區(qū)位于2軸～5軸線之間，吊車(chē)及構(gòu)件吊裝區(qū)位于5軸～6軸線之間，6軸～7軸線之間設(shè)置胎架。

3.2 胎架設(shè)置

由于施工場(chǎng)地受限，每榀主桁架分7段拼裝，并在6軸線～7軸線之間，靠近A軸線、B軸線處分別設(shè)置胎架，胎架為鋼桁架結(jié)構(gòu)形式，胎架在拼接點(diǎn)處及預(yù)應(yīng)力拉索張拉端均設(shè)有操作平臺(tái)。胎架操作平臺(tái)每側(cè)寬出軸線3 m，便于主桁架的拼裝及張拉，并且設(shè)置上平臺(tái)走道，胎架軸測(cè)圖如圖3所示。

3.3 滑移軌道設(shè)置

由于沿A/B軸線設(shè)有擋煤墻，項(xiàng)目中將擋煤墻兼做滑移墻，在每榀主桁架短柱間設(shè)置滑移墻及滑軌，并保證滑移墻頂部平整?；栖壍肋x用50 kg/m鐵路用熱軋鋼軌，并與滑移墻頂部預(yù)埋件焊接，滑移施工完畢后拆除滑移軌道。

3.4 液壓頂推技術(shù)

滑移采用計(jì)算機(jī)同步控制的液壓頂推技術(shù)，其工作步驟如下：

1)爬行器夾緊裝置夾緊滑移軌道，爬行器液壓缸前端活塞桿銷(xiāo)軸與滑移構(gòu)件(或滑靴)連接；

2)爬行器液壓缸伸缸，推動(dòng)滑移構(gòu)件向前滑移一個(gè)行程(300 mm)；

3)爬行器一個(gè)行程伸缸完畢后，滑移構(gòu)件不動(dòng)，爬行器液壓缸縮缸，使夾緊裝置松開(kāi)滑移軌道，拖動(dòng)夾緊裝置向前移動(dòng)；

4)爬行器一個(gè)行程縮缸完畢后，拖動(dòng)夾緊裝置滑移一個(gè)行程。一次爬行推進(jìn)行程完畢。

按照上述步驟如此往復(fù)，使構(gòu)件滑移至目標(biāo)位置。現(xiàn)場(chǎng)滑移施工如圖4所示。

項(xiàng)目中采用的液壓頂推技術(shù)具有以下特點(diǎn)：

1)滑移設(shè)備體積小、自重輕、承載能力大，適用于在狹小空間或室內(nèi)進(jìn)行大噸位構(gòu)件、設(shè)備的水平滑移；

2)無(wú)需設(shè)置傳統(tǒng)反力架，采用夾緊器夾緊軌道，充當(dāng)自動(dòng)移位反力架進(jìn)行推移；

3)液壓爬行器與構(gòu)件之間為剛性連接，傳力明確，便于就位，與軌道接近，不易卡軌；也可采用多點(diǎn)推拉，分散對(duì)下部支承結(jié)構(gòu)的水平載荷；

4)液壓爬行器具有逆向運(yùn)動(dòng)自鎖性，滑移過(guò)程較安全，構(gòu)件可以在滑移過(guò)程中的任意位置長(zhǎng)期鎖定；

5)滑移設(shè)備運(yùn)用計(jì)算機(jī)同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，自動(dòng)化程度高，操作方便靈活，安全可靠，通用性強(qiáng)。

4 施工方案

前期工作準(zhǔn)備完畢后，每榀主桁架安裝按照以下施工工序進(jìn)行：構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)，地面拼裝，分段吊裝，中間段起吊合龍，安裝預(yù)應(yīng)力拉索，完成張拉，如圖5所示。

4.1 累積滑移法施工

根據(jù)主桁架施工方案，依次在7軸線完成HJ-21，6軸線完成HJ-20，并安裝HJ-20～HJ-21之間的次桁架及斜拉桿。利用液壓頂推技術(shù)，將HJ-20～HJ-21向右側(cè)滑移15.9 m，將HJ-21移至8軸線，繼續(xù)在6軸線完成HJ-19，并安裝HJ-19～HJ-20之間的次桁架。反復(fù)執(zhí)行上述方法，完成HJ-10～HJ-21及之間的其次桁架，并將HJ-10滑移至7軸線處，此時(shí)HJ-21停留在18軸線。

在6軸線～7軸線之間完成HJ-9，HJ-9與HJ-10間隔6.5 m，并在主桁架上弦桿之間增設(shè)臨時(shí)11道支撐系桿φ180×8，將HJ-9～HJ-21整體向右滑移6.5 m；之后拼裝HJ-8并增設(shè)臨時(shí)支撐，將HJ-8～HJ-21整體向右滑移6.5 m；以此類(lèi)推，直至HJ-21滑移到目標(biāo)位置21軸線，而此時(shí)HJ-3停留在7軸線處，在6軸線拼裝HJ-2，并安裝HJ-2～HJ-3之間的次桁架。自此，除山墻桁架SQHJ-1外，其余所有主桁架均完成拼裝并且形成了一個(gè)穩(wěn)定的整體，如圖6所示。

4.2 逆向累積滑移法施工

為保證逆向累積滑移法的正常實(shí)施，提前將HJ-2與HJ-3形成了穩(wěn)定的滑移體系，此時(shí)斷開(kāi)HJ-3與HJ-4之間的臨時(shí)支撐，結(jié)構(gòu)兩邊始終為穩(wěn)定的滑移體系。將HJ-2～HJ-3向左邊逆向滑移，直到HJ-3與HJ-4之間的距離達(dá)到

15.9 m(主桁架間距)，安裝之間的次桁架，此時(shí)HJ-2～HJ-4形成整體。

以此類(lèi)推，斷開(kāi)HJ-4與HJ-5之間的臨時(shí)支撐，將HJ-2～HJ-4向左邊逆向滑移，直到HJ-4與HJ-5之間的距離達(dá)到15.9 m，安裝之間的次桁架，直至HJ-2～HJ-21形成整體，所有主桁架位于目標(biāo)軸線。

最后，安裝山墻桁架立柱，將其作為胎架，采用地面拼裝，分段吊裝合龍的方式完成山墻桁架SQHJ-1與HJ-2的連接，結(jié)構(gòu)階段性施工圖如圖7所示。

5 結(jié)論與建議

1)針對(duì)大跨度預(yù)應(yīng)力管桁架料場(chǎng)封閉項(xiàng)目，采用累積滑移法施工方案可解決針對(duì)工期緊張，場(chǎng)地受限，施工質(zhì)量等問(wèn)題。

2)逆向累積滑移法作為滑移法的延伸，主要通過(guò)調(diào)整主桁架間距，設(shè)置臨時(shí)系桿，采用逆向滑移，騰出操作空間，適用于場(chǎng)地極端受限的情況，能夠保證結(jié)構(gòu)順利就位。

3)累積滑移施工前，應(yīng)提前對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行規(guī)劃，布置滑移軌道，運(yùn)用液壓同步滑移系統(tǒng)，確保滑移施工有序進(jìn)行。

4)液壓頂推技術(shù)的應(yīng)用，為滑移施工的安全性和可靠性提供保障，對(duì)加快施工進(jìn)度作用顯著。