大跨高空鋼結(jié)構(gòu)滑移施工技術(shù)研究

目前滑移技術(shù)在建筑施工領(lǐng)域還屬于新技術(shù)，而隨著國(guó)內(nèi)大跨度結(jié)構(gòu)（如站房、機(jī)場(chǎng)、大型展館等）的日益增多，該項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越多，可以分為直線滑、曲線滑、水平滑、坡度滑等形式，其中直線平面滑移應(yīng)用比較多。該技術(shù)應(yīng)用于工程具有投入低、速度快、精度高、適用廣泛、延伸長(zhǎng)度大，自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，解決了場(chǎng)地狹窄、半徑過(guò)小、立體遮擋多不適用傳統(tǒng)吊車(chē)直接吊裝的問(wèn)題，滿足了現(xiàn)代化的要求。而且可以帶來(lái)非常好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

為滿足以上條件的要求，對(duì)本課題研究是很有必要。

研究的目的與總體思路

1.研究目的與內(nèi)容

大跨度高空鋼結(jié)構(gòu)滑移作為一種高效、便捷、精確的安裝方式登上了現(xiàn)代化建設(shè)的舞臺(tái)，并在越來(lái)越多的項(xiàng)目上得到了極高保證率的成功。滑移鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼屋面是由雙向正交的平面鋼管組成的空間桁架體系。構(gòu)件在安裝過(guò)程中，由于空間體系尚未形成，原雙向受力，在安裝過(guò)程中為單向受力體系，對(duì)結(jié)構(gòu)的受力體系有所改變，因此需保證施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)的應(yīng)力與撓度在許可的范圍內(nèi)。構(gòu)件吊裝非常復(fù)雜，由于大拱桁架長(zhǎng)度長(zhǎng)、吊裝分段重量重，吊裝階段桁架平面外剛度非常差，吊裝極易產(chǎn)生變形，另外吊裝高度受很多情況限制，吊裝難度極大，吊裝方案的優(yōu)劣直接影響到工程質(zhì)量、工期和安全。因此選擇經(jīng)濟(jì)可靠、快速并有可操作性的吊裝方案，選擇合適的吊裝機(jī)械，確定合理的吊裝順序，就顯得尤為重要。

2.研究?jī)?nèi)容

（1）大跨度高空鋼結(jié)構(gòu)安裝施工設(shè)計(jì)、技術(shù)研究；

（2）大跨度高空鋼結(jié)構(gòu)滑移臨時(shí)軌道設(shè)計(jì)研究；

（3）既有線運(yùn)營(yíng)情況下，大跨度高空鋼結(jié)構(gòu)滑移方案的研究；

（4）大跨度高空鋼結(jié)構(gòu)整體累積滑移位移、應(yīng)力變化監(jiān)測(cè)技術(shù)及誤差糾偏措施研究；

（5）大跨度高空單元未完網(wǎng)殼體系受力變形控制技術(shù)及卸載技術(shù)研究；

（6）大型鋼桁架整榀吊裝技術(shù)研究；

（7）滑移臨時(shí)措施拆除及整體卸載、落位方式的研究。

施工方案與可行性

1.施工方案

（1）方案一

根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)條件，候車(chē)廳屋蓋采用分段吊裝后整體累積滑移的方法進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)安裝，利用5軸和8軸混凝土柱作為支撐柱，設(shè)置二條平行通長(zhǎng)的滑移軌道，1區(qū)（A-H軸）候車(chē)廳屋蓋在（A-C）軸線端搭設(shè)拼接平臺(tái)，大拱桁架分為三個(gè)分段在拼接平臺(tái)上對(duì)接，并安裝好桁架間單層網(wǎng)殼分段，然后2榀桁架與網(wǎng)殼作個(gè)整個(gè)滑移單元，由西向東滑移至下一軸線。2、3區(qū)（F-P軸）候車(chē)廳屋蓋則在（S-U軸）搭設(shè)拼接平臺(tái)，逐步安裝好大拱桁架、網(wǎng)殼分段后，由東向西滑移相應(yīng)的軸間距后，將拼裝平臺(tái)騰空，進(jìn)行下一單元拼接對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行累積滑移；兩側(cè)網(wǎng)架宜采用分塊直接采用履帶吊進(jìn)行吊裝。

（2）方案二

為了各施工階段能有條不紊的進(jìn)行組織施工和管理，根據(jù)本工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及土建施工順序，共分成三個(gè)施工分區(qū)，E-A軸為施工1區(qū)，P-E軸為施工2區(qū)，Q-U軸為施工三區(qū)。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)條件，候車(chē)廳屋蓋采用分段吊裝后整體累積滑移的方法進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)安裝，利用5軸和8軸混凝土柱作為支撐柱，在柱頂混凝土聯(lián)系梁上設(shè)置二條平行通長(zhǎng)的滑移軌道，2區(qū)（E-P軸）候車(chē)廳屋蓋則在（S-U軸）位置設(shè)置拼接平臺(tái)，大拱桁架分履帶吊就近吊裝后，吊裝桁架間單層網(wǎng)殼分段，并焊接，然后2榀桁架與網(wǎng)殼作個(gè)整個(gè)滑移單元，由東向西滑移相應(yīng)的軸間距后，將拼裝位置騰空，進(jìn)行下一單元拼接對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行累積滑移；兩側(cè)網(wǎng)架宜采用高空散拼直接采用塔吊進(jìn)行吊裝。1區(qū)和3區(qū)采用分塊直接采用履帶吊進(jìn)行吊裝（A-E軸）。

2.施工可行性分析

（1）方案一

1）采用大型履帶吊進(jìn)行吊裝，因?yàn)橛屑从芯€列車(chē)通行及站臺(tái)、線路施工， 大型履帶吊吊裝站位受影響，分段難以吊裝到位；

2）由于站臺(tái)下方有人行通道，履帶吊行走時(shí)必須對(duì)其進(jìn)行加強(qiáng)。

（2）方案二

1）采用大型履帶吊配合滑移設(shè)施對(duì)桁架實(shí)行滑移施工，已多次成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)的大型重點(diǎn)工程中和類似工程中，技術(shù)成熟、先進(jìn)。

2）履帶吊布置靈活，對(duì)其他施工單位的影響較小。

施工技術(shù)可行性與經(jīng)濟(jì)性

1.技術(shù)可行性

（1）方案一

1）采用大型履帶吊進(jìn)行吊裝，因?yàn)橛屑从芯€列車(chē)通行及站臺(tái)、線路施工， 大型履帶吊吊裝站位受影響，分段難以吊裝到位；

2）由于站臺(tái)下方有人行通道，履帶吊行走時(shí)必須對(duì)其進(jìn)行加強(qiáng)。

（2）方案二

1）采用大型履帶吊配合滑移設(shè)施對(duì)桁架實(shí)行滑移施工，已多次成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)的大型重點(diǎn)工程中和類似工程中，技術(shù)成熟、先進(jìn)。

2）履帶吊布置靈活，對(duì)其他施工單位的影響較小。

2.經(jīng)濟(jì)性

（1）方案一

通過(guò)上述投入的設(shè)備，經(jīng)過(guò)初步計(jì)算，需要的施工措施費(fèi)相當(dāng)高，屬于不經(jīng)濟(jì)方案。

（2）方案二

通過(guò)對(duì)上述投入設(shè)備的核算，經(jīng)過(guò)初步計(jì)算，投入的施工措施費(fèi)小于其他施工方法。

工期

（1）方案一

由于大型履帶吊對(duì)鋼結(jié)構(gòu)桁架分很多段，則造成了高空焊接作業(yè)量，降低了施工速度。吊車(chē)行走路線較長(zhǎng)，250t的吊車(chē)行走時(shí)間也比較慢。此外，吊車(chē)行走至站臺(tái)面時(shí)，還會(huì)影響線路及站臺(tái)施工。

（2）方案二

桁架在滑移過(guò)程中，可以在地面進(jìn)行很多準(zhǔn)備工作，為下次高空組裝提高速度打下基礎(chǔ)。同時(shí)，由于吊車(chē)行走路線大大降低，在很大程度上提高了施工速率。

（3）方案三

1）桁架高空對(duì)接由于桁架分段較多，高空焊接作業(yè)量大，焊接質(zhì)量難以保證，現(xiàn)場(chǎng)安裝測(cè)量定位較好。

2）增加了大量的高空作業(yè)量，高空安全管理難度較大。

（4）方案四

1）桁架整體吊裝減少高空作業(yè)量，同時(shí)在固定的位置進(jìn)行焊接，焊接質(zhì)量能得到保證；

2）高空作業(yè)量少，施工作業(yè)人員人身安全可以保證。

3）對(duì)滑移過(guò)程的臨時(shí)設(shè)施進(jìn)行各種工況進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬分析，通過(guò)有效的措施，安全能得到保證。

（作者單位：中鐵航空港建設(shè)集團(tuán)北京有限公司）