大跨度鋼結(jié)構(gòu)屋蓋頂推滑移施工技術(shù)研究

楊建倫，葉騰茂，胡皞

（重慶建工第二建設(shè)有限公司，重慶 400030）

大跨度鋼結(jié)構(gòu)屋蓋頂推滑移施工技術(shù)研究

楊建倫，葉騰茂，胡皞

（重慶建工第二建設(shè)有限公司，重慶 400030）

該文基于整套傳統(tǒng)大跨度鋼結(jié)構(gòu)屋蓋頂安裝技術(shù)的不足以及對工程施工的總結(jié)，講述了一種新型工具式拼裝胎架，它可自由調(diào)節(jié)高度與寬度、自由拆卸、重復(fù)周轉(zhuǎn)，保證滑移前鋼結(jié)構(gòu)屋蓋拼裝精度，并采用液壓頂推器進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)屋蓋頂推滑移安裝，計算機(jī)同步協(xié)調(diào)控制，大大提高安裝精度，保證施工質(zhì)量，提高施工效率。

大跨度鋼屋蓋；工具式胎架；頂推滑移

0 前言

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)建筑漸漸成為主流[1]，而許多鋼結(jié)構(gòu)建筑為滿足美觀、使用等要求，跨度越來越大，造型越來越新穎別致，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜。由此對于鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量及安裝工藝提出更高要求。

傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)屋蓋安裝一般采用“整體拼裝法”和“高空拼裝法”，安裝方法雖簡單，但對起重設(shè)備要求高，高空作業(yè)多，需搭設(shè)大量腳手架，社會經(jīng)濟(jì)效益不佳[2]。對于施工場地內(nèi)受限制的情況，常規(guī)的方法更行不通[3]。于是，頂推滑移工藝漸漸成為鋼結(jié)構(gòu)施工工藝主流。傳統(tǒng)滑移安裝常采用卷揚(yáng)機(jī)及手動倒鏈、液壓爬行器進(jìn)行推移，這兩種方式安裝精度不高，累計誤差較大。另外，在高空安裝大跨度鋼結(jié)構(gòu)屋蓋時，由于加工誤差、高空對位不準(zhǔn)等原因，難以保證屋蓋準(zhǔn)確安裝至設(shè)計位置，而在高空中進(jìn)行調(diào)整較困難，安裝效率低、進(jìn)度慢。因此，在安裝鋼結(jié)構(gòu)屋蓋之前，進(jìn)行準(zhǔn)確的拼裝或預(yù)拼裝是至關(guān)重要的，傳統(tǒng)的拼裝胎架多數(shù)是根據(jù)屋架的固定尺寸焊接而成，一旦焊接完成，產(chǎn)生的誤差將無法補(bǔ)救，影響屋架拼裝的質(zhì)量，且一次性投入大不可回收，浪費材料。

本文講述了一種新型工具式拼裝胎架，可自由調(diào)節(jié)高度與寬度、自由拆卸、重復(fù)周轉(zhuǎn)，保證滑移前鋼結(jié)構(gòu)屋蓋拼裝精度，并采用液壓頂推器進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)屋蓋頂推滑移安裝，計算機(jī)同步協(xié)調(diào)控制，安裝精度高，有效解決以往施工質(zhì)量通病，保證施工質(zhì)量，提高施工效率。

1 傳統(tǒng)大跨度鋼結(jié)構(gòu)屋蓋頂推滑移施工技術(shù)

1.1 卷揚(yáng)機(jī)牽引法

在場地狹小、難以使用大型設(shè)備吊裝自重大的鋼結(jié)構(gòu)時，常使用卷揚(yáng)機(jī)將鋼桁架（一般兩榀以上為一組）牽引至設(shè)計位置處，然后再對鋼桁架進(jìn)行安裝固定。雖然解決了傳統(tǒng)高空拼裝法及整體拼裝法在高空散裝焊接量大、安裝精度差和安全風(fēng)險高的問題，但是，此種方法常常會造成屋架滑移兩端推進(jìn)力與速度不一致，同步控制難度大，費時費力，安裝精度不高，效率較低，還可能造成返工，施工過程不安全不可靠。

1.2 液壓爬行器頂推法

傳統(tǒng)的液壓滑移設(shè)備采用的是液壓爬行器，主要利用爬行器楔形夾塊與軌道咬合產(chǎn)生的摩擦反力實現(xiàn)滑移施工，而影響摩擦力的主要因素包括摩擦面的粗糙程度、夾塊與軌道的咬合程度和清潔程度、施工天氣狀況等，施工條件復(fù)雜情況下，液壓滑移的反力控制難度相對較大，容易出現(xiàn)楔形夾塊與軌道打滑現(xiàn)象，頂推時同步性相對較差，控制精度低。

綜上所述，本文提出一種精確且高效率的鋼結(jié)構(gòu)屋蓋拼裝工具，以及易于滑移同步、精度高、施工質(zhì)量及效率高的鋼結(jié)構(gòu)屋蓋頂推滑移技術(shù)十分必要。

2 新型工具式拼裝胎架

工具式拼裝胎架（如圖1）拆卸方便，可周轉(zhuǎn)使用，社會經(jīng)濟(jì)效益顯著。工具式拼裝胎架立桿[1]由內(nèi)外帶四道U型滑槽的箱型截面鋼筒組成，而底座[2]由上翼緣帶兩道U型滑槽的H型鋼組成。立桿“1”與底座連接板“3”在工廠預(yù)制時就焊接為一體，每個底座連接板“3”預(yù)留4個孔洞以便于自由調(diào)節(jié)兩立桿間距時與底座滑槽通過螺桿和螺帽穩(wěn)固相連，4個螺桿緊抵著下翼緣，對連接板與立桿起到支撐與分擔(dān)受力的作用，并在立桿背部焊接一塊大加勁肋，立桿側(cè)面焊接兩塊小加勁肋，以保證立桿平面內(nèi)與平面外的穩(wěn)定性（如圖2）。而牛腿“5”提前焊接于牛腿連接板“4”之上（如圖3），每個牛腿連接板預(yù)留2個孔洞以便于自由調(diào)節(jié)牛腿高度時通過螺桿并擰緊兩側(cè)螺帽對拉固定于滑槽之上。

圖1 新型工具式拼裝胎架

圖2 新型工具式拼裝胎架細(xì)部構(gòu)造

圖3 工具式拼裝胎架牛腿連接板

3 鋼結(jié)構(gòu)屋蓋頂推滑移現(xiàn)場實施

3.1 施工準(zhǔn)備

現(xiàn)場進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備、人員組織準(zhǔn)備、材料及機(jī)具準(zhǔn)備、場地準(zhǔn)備，尤其對進(jìn)場的鋼結(jié)構(gòu)屋蓋及其配件進(jìn)行檢查驗收。

3.2 測量與放線

用全站儀放出鋼結(jié)構(gòu)屋蓋的標(biāo)高線、控制軸線等，其中包括桁架安裝位置線、滑靴定位線、液壓頂推器定位線。

3.3 新型工具式拼裝胎架的組裝

根據(jù)實際工程中鋼結(jié)構(gòu)屋蓋的弦桿間距、腹桿高度自由調(diào)節(jié)工具式拼裝胎架的牛腿高度和立桿間距，并根據(jù)屋蓋截面形狀（弦桿根數(shù)）自由靈活選擇牛腿個數(shù)，然后用螺桿對拉于立柱之上，拼裝好之后再次復(fù)核各高度與寬度，若不符合可適當(dāng)松開螺帽，在滑槽上進(jìn)行微調(diào)后再次擰緊。

3.4 支撐架搭設(shè)

按設(shè)計要求在頂推滑移的起點處的混凝土樓面上搭設(shè)臨時支撐架，支撐架與混凝土平臺采用化學(xué)螺栓固定預(yù)埋件相連。

3.5 滑軌安裝

不僅保證軌道方向的軸線精度以及軌道與滑靴的制作精度，還需在滑靴底板處設(shè)置間距大約15mm的兩側(cè)限位擋板。安裝完成后，若發(fā)現(xiàn)滑道不平整（不平度大于5mm），立即用磨光機(jī)打磨平整、光滑。軌道按一定間距設(shè)置側(cè)向擋板（如圖4）與止動擋塊（如圖5）以保證側(cè)向穩(wěn)定性。

圖4 滑動控制擋板

圖5 止動擋塊

由于要采用液壓頂推器進(jìn)行頂推，所以要在支撐架平臺處預(yù)留出大于液壓頂推器總長度的軌道，便于安裝液壓頂推器。

3.6 桁架分段吊裝與焊接

吊裝前，結(jié)合工程實際情況和經(jīng)濟(jì)成本選擇合適的汽車起重機(jī)，并進(jìn)一步根據(jù)吊車能力經(jīng)濟(jì)性、額定起吊量來確定合適的桁架分段數(shù)后進(jìn)行切割，預(yù)拼裝臨時點焊處用磨光機(jī)麿光滑；采用吊車有序地將幾段分割后的桁架分別吊至平臺軌道上進(jìn)行對接，在空中對接時，可在鋼平臺上桁架兩側(cè)位置焊接角鋼，使桁架不發(fā)生側(cè)向翻轉(zhuǎn)，準(zhǔn)確對位后，將分段的桁架重新焊接形成一整榀桁架。

3.7 桁架滑移

圖6 一個滑移單元

根據(jù)工程設(shè)計的結(jié)構(gòu)受力特點與結(jié)構(gòu)滑移方式合理劃分滑移單元（如圖6）。

滑移前，沿滑軌用明顯顏色的油漆對稱標(biāo)記刻度標(biāo)尺，每5cm一格，1m為一大區(qū)格，并在鋼軌道上涂抹一層黃油以減少軌道與桁架的摩擦力。

液壓頂推器后部以頂緊裝置與滑道連接，前部通過銷軸及連接耳板與被推移結(jié)構(gòu)連接，中間利用主液壓缸產(chǎn)生驅(qū)動頂推力。液壓頂推器的頂緊裝置具有單向鎖定功能（如圖7），液壓頂推器頂緊裝置安裝在滑道上靠緊側(cè)向擋板，液壓頂推器主液壓缸伸缸，推動被推移結(jié)構(gòu)向前滑移；液壓頂推器主液壓缸連續(xù)伸缸一個行程，頂推被推移結(jié)構(gòu)向前滑移一端距離（一個步距）；一個行程伸缸完畢，被推移結(jié)構(gòu)不動；液壓頂推器主液壓缸縮缸，使頂緊裝置與滑道擋板松開，并跟隨主液壓缸向前移動；主液壓缸一個行程縮缸完畢，拖動頂緊裝置向前移動一個步距，一個行程的頂推滑移完成。滑移過程中，可以根據(jù)計算機(jī)自身采集系統(tǒng)反饋的滑移速度偏差實時進(jìn)行速度調(diào)整，使得滑移速度保持在≤250mm/min，并保證整個滑移單元的滑移同步性。重復(fù)上述步驟，按滑移單元逐榀滑移到位、固定，完成安裝。

圖7 液壓頂推器

3.8 桁架定位

桁架滑移到位后，用千斤頂將桁架頂離鋼軌道，千斤頂位置應(yīng)該無限接近于支座位置，使其符合原設(shè)計受力模型，釋放時對桁架受力與變形影響極小，可忽略不計。頂起后再將鋼軌道拆除，在預(yù)埋件上安裝上支座再釋放千斤頂，使桁架就位、焊接、固定。

3.9 拆除軌道與支撐架

每一滑移單元就位后，立即拆除該段鋼軌道，待所有滑移單元安裝完畢之后拆除支撐架（平臺）與相關(guān)臨時設(shè)施，即可完成整個鋼結(jié)構(gòu)屋蓋的頂推滑移施工（如圖8）。

圖8 頂推滑移完畢

3.10 驗收

大跨度鋼結(jié)構(gòu)屋蓋頂推滑移施工質(zhì)量檢查驗收應(yīng)滿足《建筑工程施工質(zhì)量統(tǒng)一驗收標(biāo)準(zhǔn)》GB50300、《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205、《屋面工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50207、《鋼結(jié)構(gòu)超聲波探傷及質(zhì)量分級法》JG/T203等規(guī)范規(guī)程的要求。

4 結(jié)語

本文講述的這種新型工具式拼裝胎架與液壓頂推器結(jié)合進(jìn)行整個鋼結(jié)構(gòu)屋蓋安裝的施工技術(shù)，經(jīng)工程實踐，整個過程協(xié)調(diào)同步，機(jī)械化程度高，安裝精度高，有效提高施工效率，保證施工質(zhì)量，節(jié)約資源，綠色環(huán)保，社會經(jīng)濟(jì)效益顯著。

[1]蘇秀玲，張良艷.鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點及發(fā)展前景[J].門窗，2012（12）：281-282.

[2]白雪，姚傳勤，白蓉，等.大跨度鋼桁架頂推滑移施工技術(shù)研究及應(yīng)用[J].四川建筑科學(xué)研究，2013（4）：387-390.

[3]王中軍.大跨度鋼結(jié)構(gòu)屋蓋累積滑移方案設(shè)計與分析[J].鐵道建筑技術(shù)，2010（1）：112-116.

Study on Construction Technology of Pushing and Sliding for Large-span Steel Roof

Based on the defects of the traditional installation technology for large-span steel roof and the summarization of the engineering construction,a new adjustable tool-type assembly tire frame is introduced.Its height and width can be freely adjusted.Also,it can be disassembled freely and rotated repeatedly.So it can ensure the installation accuracy of steel roof assembly.With the application of hydraulic ejector for the installation and the in-step coordination and control,the installation precision can be greatly enhanced,the construction quality can be ensured and construction efficiency can be improved.

large-span steel roof;tool-type tire frame;pushing and sliding

TU74

A

1671-9107（2017）11-0047-03

10.3969 ／j.issn.1671-9107.2017.11.047

2017-04-19

楊建倫（1965-），男，重慶人，研究生，高級工程師，主要從事施工技術(shù)管理工作。

責(zé)任編輯：孫蘇，李紅