復雜空間結構弧形網架滑移施工技術

趙永澤

（山西五建集團有限公司　030032）

復雜空間結構弧形網架滑移施工技術

趙永澤

（山西五建集團有限公司030032）

通過工程實例，介紹了某文體活動中心主體育館屋面鋼結構網架在大空間、大跨度整體滑移施工技術的運用。施工時在建筑物的一側搭設施工平臺，建筑物二邊或跨中鋪設滑道，所有鋼構件在施工平臺上組裝，分條組裝后用牽引設備向前牽引滑移。從實施的情況看，完全能滿足相關的要求，為類似工程提供參考。

大空間；弧形；鋼網架；滑移；質量控制

隨著國民經濟的騰飛，大跨度空間結構造型越來越新穎、別致，結構越來越復雜。傳統的施工工藝已無法滿足施工的需要，各施工單位采取各種手段進行施工改革：增加大型機具設備，改革管理體制，增加勞動力及勞動時間，但所有這些方案都無法使施工條件得到根本上改變。施工工藝上的變革成為必然，滑移、整體提升等以往用于橋梁的工藝開始應用于大跨度結構的施工中，集團公司近年來不斷的在這些工藝的基本思路上，結合了工程本身的特點推陳出新。取得了較好的經濟效益和社會效益。

1　工程概況

襄垣縣文體活動中心主體育館是襄垣縣民心工程及標志性建筑，位于襄垣縣府前南路，建筑面積11553.97m2，可納觀眾4065人，高度為23.65m，基礎采用柱下條形基礎和獨立基礎，主體為混凝土框架結構，屋蓋為正方四角錐弧形鋼網架結構，螺栓球節點連接采用下弦柱點支承，支撐點為鋼筋混凝土柱頂支承，長跨85m，短跨40m，失高14.7m。屋面為彩鋼板直立鎖邊屋面系統。地上三層，局部四層，一層為比賽區、熱身區，二層三層為看臺、辦公及功能用房。是一個能滿足國際單項籃球、排球、乒乓球等比賽的體育場館。

2　施工特點及難點

（1）大跨度桁架體系直接就位在設計位置，支座安裝精度易于保證。

（2）行走式塔吊和胎架沿同一方向同步退吊。整個屋蓋鋼結構吊裝僅由兩臺以下行走式塔吊和一組胎架即可完成。

（3）可充分利用桁架下部的樓面或地面結構，降低了結構的安裝高度，同時不需要大量的腳手架及腳手架搭拆人員，降低了設備投入成本。

（4）采用該工藝使屋蓋鋼結構的吊裝、組對、焊接、測量校正、油漆等工序都可在同一胎架上重復進行，即可提高屋蓋的安裝質撾、改善施工操作條件，又可以增加施工過程中的安全性。

3　施工工藝流程及關鍵技術要點

3.1施工工藝流程（如圖1）

3.2施工關鍵技術要點

3.2.1軌道設計

（1）滑道做法：用行車梁連接成整體，直接固定在管網架底座的短柱上。

（2）軌道的固定方式：軌道分別固定在平行于1-D軸與3-D軸的柱軸線上，用壓板壓住軌道的下翼板，并在原有地腳螺栓上將螺母擰緊固定，同時將軌道焊接固定在預埋鐵板和壓板上。

（3）軌道之間的鏈接：每段吊車軌道之間腹板用2個M16× 55高強螺栓連接固定，翼板焊接固定，滑移過程中節點位置用20#工字鋼支撐。

（4）軌道側移的防止：保證軌道與柱子預埋件上的連接牢固、可靠。在走道上用腳手架鋼管支撐軌道，防止側移。

（5）滑移接觸面處理：每個網架支座底部焊接兩條φ20mm圓鋼，與軌道平行放置，用以減少網架支座與軌道的接觸面積。在滑移過程中添加黃油以減少接觸面摩擦系數。

3.2.2滑移就位控制

（1）平移過程控制，采用單條滑移法，調整好高度，控制好速度，同時應時刻注意網架變化情況。

圖1　

（2）網架滑移速度的控制：由于網架跨度大，指揮員在中間平臺上對兩側的滑移速度進行協調控制，保證兩邊網架支座在軌道上以相近的速度滑移。兩側軌道上的工作人員需要聽從指揮員的指揮，確保兩側的相對位移控制在5cm以內。

（3）網架到位后的安裝：網架滑移到位后，每個球支座上以一只10t的手動葫蘆牽引網架進行提升吊裝，一側起吊需要2只10t葫蘆。

（4）就位控制：就位時應放松千斤頂使網架支座緩慢落在弧形支座上，并控制好支座下落速度。

（5）下弦、上弦就位、調整后，將所有的副桿組裝就位，點固焊接，用經緯儀和水準儀測量記錄相應的數據，認為合格后進行焊接主弦和副桿的相貫線焊縫，焊接的順序應按相應的焊接工藝規程進行，以防產生嚴重的焊接變形和桁架的扭曲變形。

3.2.3多頭牽拉同步控制

采用二臺以上卷揚機設計的牽拉軸線處同時牽拉系統，如因牽拉支座處摩阻力及牽拉力不同影響滑移同步，施工就應采取相應的措施來保證滑移同步。

（1）采用二臺以上改裝卷揚機，設計專用的控制柜，多臺卷揚機既可以同時啟動，又可以單獨工作糾偏。

（2）在滑移軌1道上設置刻度標尺。每5cm一格，1m為一大區格，各柱間為一個控制單元，多條軌道上同時向卷揚機控制總臺報數，如不同步值超出限值，即可作相應的停滑處理。

（3）合理設計滑輪組機構，在減小單繩牽拉力的同時，盡量減小各臺卷揚機牽拉力的差距。

3.2.4變形觀察及控制

網架的變形控制：網架跨度大、重量大，在滑移中容易發生變形，因此采取了如下措施預防桁架變形：

（1）每兩端榀網架上弦管由5根系桿連接固定；

（2）下弦4個支座間共設置4條對拉、斜拉鋼絲繩素，用葫蘆拉緊，防止網架下弦向外側展開，并確保軌道滑移平面的穩定性。

4　質量控制

4.1滑移過程的質量控制

（1）控制卷揚機轉速，保持滑移速度在300mm/min以下，盡量減小動態結構的影響。

（2）同步控制及水平偏差控制：各滑移支座軸線偏移≥控制目標時，發現警告；各滑移支座軸線偏移≥計算極限偏移量時，停滑。各軸線支座間不同步<50mm時，不間斷修正；各軸線支座間不同步≥100mm時，停滑。

（3）在軌道上滑移時，滑移單元到位前應采取限位措施，限位精度控制在10mm以內。

4.2結構單元拼裝精度控制

表1　結構單元安裝允許偏差

4.3結構單元的穩定控制

在軌道上滑移施工時，軌道需要重復使用，因而在網架未形成整體結構，就將軌道撤離結構單元，尤其是開始施工時的第一個單元，結構單元往往穩定性不足，需要加強控制。

（1）進行結構分析，在結構穩定的基礎上進行結構單元劃分。

（2）將單元網格間所有結構連接件全部連接好，支座按設計要求進行固定好后，方可將滑移軌道移走。

（3）如結構單元無法滿足穩定要求，按照設計進行加固。

（4）安裝第一個單元時，在結構單元兩側（剛度較弱方向）增加數道纜風，以增加結構穩定和抗風能力。

5　安全注意事項

因本工程為大噸位、大體積高空吊裝作業的特點，因此施工中除嚴格執行國家及地方有關安全操作規程外，還應認真個貫徹執行下列特殊的安全保證措施：

（1）組裝胎架是本工法實施的主要場所之一，滑移單元的組裝、焊接、測量、油漆均在胎架上完成。因此，拼裝胎架應連成整體，使其強度、剛度、穩定性均可滿足施工操作及安全需要，各胎架間鋪設走道板，胎架及走道板下滿鋪安全網。

（2）胎架滑移前，應認真檢查各部位，以防局部產生障礙，影響結構和胎架滑移，導致結構產生過大內力和造成人員傷亡。

（3）滑移時應派專人對滑移過程的軌道、滑移單元的變形，滑移單元的水平偏移，各牽拉點的同步偏差進行觀測，發現問題及時處理。鋼網架是良好導電體，四周應接地良好，施工用的電源線必須是膠皮電纜線，所有電動設備應裝漏電保護開關，嚴格遵守安全用電操作規程。

（4）滑移過程中如遇臺風、大雨等惡劣氣候影響時，應中斷滑移，將支座點鎖固在最近的柱頂。

6　結語

采用整體滑移腳手架作為拼裝屋面鋼網架結構時支承網架，控制了高程和操作平臺之用，高空滑移工藝成功的施工，取得了顯著的經濟效益和社會效益，具有施工安全、快速、經濟、可靠的優點。

[1]《鋼結構工程施工質量驗收規范》（GB50205-2001）.

[2]《建筑鋼結構焊接規程》（JGJ81-2002）.

TU758.15

A

1673-0038（2015）41-0006-02

2015-9-29

趙永澤（1972-），男，工程師，本科。