大跨度空間結構整體滑移技術應用

胡傳寶，邵 鑫，郝玉杰，董新華

北京天潤建設工程有限公司，北京 100062

1 工程概況

銀帆·西雅圖工程商業樓中央天井頂部為鋼管桁架，主桁架為Ф219*8+Ф159*6無縫鋼管相貫線連接，屋面鋼索張拉玻璃幕墻結構，結構高度位于屋面64.5m標高位置，天井最大跨度28.2m，最小跨度21.5m，覆蓋面積640m2，鋼結構與混凝土結構為預埋件銷栓連接，鋼結構間為焊接。四榀鋼管桁架及周邊附屬鋼架總重約37.0t，該鋼結構下部的混凝土結構及預埋件已提前施工完畢，將鋼管桁架及周邊鋼架拼裝后的結構一次性整體滑移就位。

本文主要介紹了在高空中央天井位置無法使用機械安裝的情況下，可采用先拼裝后整體滑移就位的施工方法，對類似工程提供了切實有用的施工經驗。

2 方案的選擇

因本工程桁架跨度比較大（最長處28.2m），考慮制作、運輸、吊裝等方面的問題，將采用桁架工廠斷開，現場拼接后整體滑移的方法進行施工，具體安裝方法如下：

考慮桁架所處位置在標高64.5m，并綜合考慮安全等因素，采用整體拼裝滑移的方法進行施工，這種施工方法多用于鋼網架安裝。安裝前先將待滑移鋼結構用手扳葫蘆固定于拼裝面的滑道上，滑道采用現場原有20a槽鋼加工制作，鋼桁架拼裝成整體后滑移到指定的安裝位置。滑道梁及滑道梁支柱均采用雙20a槽鋼加工制作，滑道支柱與屋面混凝土結構可靠連接。

現場拼裝位置平面圖

3 鋼管桁架的運輸

鋼管桁架在制作車間應分解制作，每榀桁架分解成3小節，周邊鋼架每1.5m為1節，分解位置在各桁架及鋼架的交接處，桁架運至現場前應先進行預拼裝，拼裝合格后再運至現場。

鋼管桁架從制作車間運送到施工現場后，先用15t汽車吊將構件逐個吊至建筑物一層樓面邊緣塔吊回轉半徑以內，因鋼管桁架分解后每節重量不大于1.0t，可用塔吊直接吊至屋面鋼管桁架拼裝區域，吊至拼裝區域時應分散擺放，使樓板均勻受力。

4 鋼管桁架的拼裝及滑移

4.1 鋼桁架的拼裝

由于鋼桁架整體重量較大，鋼桁架滑道下方需支頂，支頂采用鋼管腳手架，要求立桿橫縱向間距均不大于900mm，步距1200mm。鋼桁架的滑道均采用20a槽鋼制作，每側3個滑道，滑道鋼梁及支柱采用雙20a槽鋼背對背焊接，支柱與混凝土通過1塊250mm×250mm×15mm的鋼板連接，鋼板用4M16化學錨栓固定在原混凝土梁上；支柱與滑道鋼梁通過1塊200mm×200mm×15mm的鋼板焊接連接。具體方式見下圖：

本桁架整體滑移時下部共設6個支撐點，每個支撐點位置設1個小滑車，在小車固定之前事先應在滑道上空載往返數次，檢查通軌情況，發現受阻立即處理，滑移車應經常檢查，及時檢查輪軸等，檢查無誤后用木楔將滑車固定在滑道上的指定位置。

因桁架整體拼裝后總重約37.0t，每個支撐點重約6.17t，需對鋼梁強度進行驗算；

鋼滑道梁的受力計算(按簡支梁考慮)：

式中，M為鋼梁跨中彎矩；

P為鋼桁架軌道每個支點力的設計值，P=1.2×61.7KN=74.04kN；

q為槽鋼自重設計值， q=1.2×3×0.23kN/m=0.83kN/m；

l為鋼梁滑道的凈跨， l=2.80m。

w為鋼梁抵抗矩， w=2×178000mm3=356000mm3

由于鋼桁架跨度較大，桁架拼裝總體上分兩步；

第一步：主桁架的拼裝；

井字形鋼管桁架為鋼結構的主要受力構件，先拼裝此部位主桁架，拼裝采用塔吊配合施工，鋼桁架每個端部用1個5t的手扳葫蘆臨時固定，防止鋼桁架移位；

第二步：主桁架周邊附屬鋼架的拼裝；

第二步拼裝是在第一次拼裝的基礎上進行，拼裝時注意各節點的焊接質量、位置、尺寸的正確，拼裝時應對稱拼裝，避免桁架拼裝時一側過重產生傾覆，鋼桁架焊接時固定在6個滑車上，鋼桁架通過枕木將荷載傳至滑車上

第一步拼裝完成后

第二步拼裝完成后

4.2 鋼桁架的整體滑移

現場屋面布置圖

鋼桁架整體安裝結束后檢查鋼桁架在滑道上的定位、滑車和枕木的固定情況，確定無誤后在桁架的尾部前、后各安裝兩個5t的牽引手扳葫蘆，滑移前去掉桁架四個端部臨時固定用的5t手扳葫蘆，并逐個去掉滑車限位用的木楔，拉動手扳葫蘆滑移桁架，邊松動桁架后方手扳葫蘆邊拉動桁架前方手扳葫蘆，當手扳葫蘆需要向前移位置時，需停止滑動并逐個移動手扳葫蘆在原結構上的固定位置，整體桁架的同步差≤50mm，滑車速度≤1.0m/min，使得整體鋼結構緩慢勻速的滑移到待安裝位置，滑移過程中檢查滾輪與滑軌的接觸狀態，若發現單軌承重，輪側強烈摩擦軌側，滑道鋼梁變形等應及時處理，滑移到位后根據事先確定的安裝位置對鋼桁架進行糾偏，用千斤頂和手扳葫蘆將其軸線和標高調整到位，確定位置無誤后通過升降千斤頂逐個去掉滑車和枕木，將桁架與與結構預埋件銷栓連接，至此完成鋼桁架整體滑移安裝的全部工序。

牽引力的計算：

式中，f2為鋼制輪與鋼之間的滾動摩擦系數，取0.05；

r為軸半徑；

R為鋼輪半徑；

f3為滾動輪與軸間摩擦系數，取0.10；

R2為鋼桁架總重量標準值；

桁架用兩個5t的手扳葫蘆共100kN的力滿足牽引力要求。

5 鋼桁架拼裝滑移注意事項

由于現場屬于多作業隊交叉作業，所以必須確定危險源，設置安全標志牌、拉警戒線，設專人監管負責，以免現場人員遭到無意的損害。

吊裝作業前，必須先行檢查索具、支架，不得超過額定載荷。被損傷的鋼繩，一律不得使用。正常磨損股絲應按規定更新。考察場地，確定拼裝滑移路線。滑移時，必須正確把握構件重心，滑移應緩慢勻速進行。桁架兩側設置專用滑道，由專人控制，避免構件脫軌引發事故。

現場設專職電工負責安裝、維修和管理用電設備，嚴禁私拉亂接電器，拆接電必須找電工，臨時接線不得使用裸線，電路架設要按規范要求進行，防止電線被碾壓或被冰雪凍結面造成漏電，斷電事故。電源開關、控制箱等設施要加鎖，并設專人負責管理，防止漏電觸電。

施工機具接入電源，必須經漏電開關、配電線路至用電設備實行二級到三級漏電保護，其末端漏電開關額定漏電動作電流不大于30mA，漏電不動作電流不小于15mA。手持電動工具和危險場所（潮濕或易導電的地方）漏電開關額定動作電流不大于15mA，漏電不動作電流不小于7mA。

6 結論

本文通過介紹銀帆·西雅圖工程商業樓中央天井大跨度鋼骨結構的整體拼裝滑移全過程，在高空無法使用吊車（塔吊或汽車吊）的情況下，采用整體滑移安裝。該方案靈活機動，安全高效，所有施工人員均非高空作業，非常適合本工程的特點，對類似工程提供了切實有用的施工經驗。

[1]建筑施工手冊（第四版）縮印本[M].北京：中國建筑工業出版社，2003.