鋼結(jié)構(gòu)滑移施工技術(shù)研究及工程應(yīng)用

常璐

摘 要 目前，鋼結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于建筑、鐵路等領(lǐng)域[1]，滑移施工技術(shù)在許多鋼結(jié)構(gòu)中也得到了廣泛的應(yīng)用，是解決大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工問題的有效途徑。滑移施工技術(shù)是一個大類，根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，可分為幾種方法。本文對鋼結(jié)構(gòu)的滑移施工技術(shù)及工程應(yīng)用進(jìn)行了分析和探討，結(jié)合四個工程應(yīng)用實例，旨在對人們加深對滑移施工技術(shù)的認(rèn)識有所裨益。

關(guān)鍵詞 鋼結(jié)構(gòu) 滑移施工技術(shù) 建筑結(jié)構(gòu)

中圖分類號：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）06-0013-03

鋼結(jié)構(gòu)存在于我們生活的每一個角落，起著重要的作用[2]。大興區(qū)鋼結(jié)構(gòu)采用濕滑施工技術(shù)，提高了施工的可靠性和穩(wěn)定性。為了滿足大跨度鋼結(jié)構(gòu)安裝的需要，各種施工方法應(yīng)運而生，滑移施工技術(shù)是眾多施工技術(shù)之一，隨著滑移理論計算、設(shè)備和手段的不斷改進(jìn)，越來越多的工程采用滑移施工，本文結(jié)合工程的成功應(yīng)用，對滑移施工技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的總結(jié)。

1 滑移施工技術(shù)的分類與特點

1.在實踐中，滑動框架中包含滑動結(jié)構(gòu)，滑動結(jié)構(gòu)可分為單（塊）滑動和累積滑動。根據(jù)滑行軌跡可分為三種類型：平面直線滑行法、平面曲線滑行法和空間曲線滑行法。根據(jù)受力的不同，可分為提升滑行法、千斤頂滑行法和液壓手動滑行法。

2.本發(fā)明涉及一種建筑結(jié)構(gòu)的滑移方法，在建筑結(jié)構(gòu)滑移方法中，將建筑結(jié)構(gòu)沿建筑結(jié)構(gòu)的縱向分為若干滑移單元，在建筑結(jié)構(gòu)的端部或中部的某一滑移單元輪架可以設(shè)置在底盤的范圍之外。在準(zhǔn)備好其他各種滑動條件后，結(jié)構(gòu)單元可從裝配位置滑離，直至達(dá)到最終使用位置，輪胎保持在原來的位置從而通過反復(fù)循環(huán)完成整個結(jié)構(gòu)的施工任務(wù)。本實用新型的特征在于：所述的框架為不動框架，結(jié)構(gòu)為滑動結(jié)構(gòu)。

3.當(dāng)采用滑動框架法施工時，結(jié)構(gòu)沿結(jié)構(gòu)縱向分為多個組裝單元，在結(jié)構(gòu)的端部或中部的某個組裝單元的下方設(shè)置有框架輪框架的一個部件或一部分裝配在裝配單元中。因此，輪胎可以滑動到車架上，將原來的裝配位置留給下一個相鄰的裝配單元的下部，然后松開輪胎，車架桿就可以恢復(fù)到原來的狀態(tài)，開始裝配。相鄰單元之間，通過反復(fù)循環(huán)完成整個結(jié)構(gòu)的施工任務(wù)。其特征在于：所述結(jié)構(gòu)固定，所述框架為滑動框架。

4.設(shè)計了平面直線、平面曲線和空間曲線的滑移方法，形成滑移時的滑移軌跡。液壓千斤頂、滑動千斤頂、滑動方法、滑動導(dǎo)軌（或起重機）滑動法是針對一種滑動驅(qū)動力而提出的，其中前兩種方法廣泛應(yīng)用于框架結(jié)構(gòu)的滑動法，而人工滑動法只能用于一些小項目。

2 滑移施工技術(shù)簡介

由于滑動結(jié)構(gòu)的特點，滑樹位于不同區(qū)域，滑帶中心不在同一直線上。因此，必須設(shè)計兩套玻璃營地，以解決手動修改問題。固定在液壓滑道結(jié)構(gòu)鋼框架內(nèi)的特殊滑動閥滑軌上可設(shè)置滑靴。根據(jù)工程特點，在B軸和H軸上分別在剪力墻上方設(shè)置兩個滑軌。在剪力墻上方設(shè)置一個整體板，液壓同步爬行施工技術(shù)。

1.和傳統(tǒng)的用絞車和鋼絲繩牽引一樣，對爬行機器人的推進(jìn)力和前進(jìn)速率均可進(jìn)行精密的檢測和監(jiān)控。計算機系統(tǒng)通過利用傳感器測量機器人的推進(jìn)力和爬行速率，控制自動化機器人間的協(xié)調(diào)同步能力，在出現(xiàn)超載或同步過載情況發(fā)生時及時調(diào)整速度和發(fā)送報警信號，使滑行過程變得更加安全。

2.通過模塊化和擴(kuò)展相結(jié)合的方法，對履帶式機器人設(shè)備的重量、尺寸和滑動距離進(jìn)行了有限元分析。

3.本實用新型體積小，重量輕，負(fù)載能力高，自動化程度高，使用舒適靈活，安全可靠，特別適用于電池。在小空間或難以安裝懸掛機構(gòu)的施工現(xiàn)場進(jìn)行大量滑動安裝。

3 鋼結(jié)構(gòu)滑移施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 施工及調(diào)整

3.1.1 鋼拱肋整體縱推滑移問題是施工管理中的難題

在一切準(zhǔn)備工作完成后，按鋼拱整體頂推方式施工進(jìn)行。先利用液壓缸的推動保證夾軌器夾軌，夾軌器反作用于夾軌器上，在夾軌器前端再由液壓缸的同步推動。液壓缸上的校準(zhǔn)標(biāo)記可以用來調(diào)節(jié)向前推的距離，并在開始點與定位點之間把每個路徑分為一個小單元。在向頂推過程中，可以通過對智能鋼軌表面噴砂的方式，來維持鐵軌和平衡塊之間的摩擦力。車輪箱組人員在被動監(jiān)控前后通過內(nèi)部通訊保持聯(lián)系，一旦其他區(qū)域出現(xiàn)了異常狀況時，應(yīng)立即停機檢查支付設(shè)備，并報告。

3.1.2 鋼管支架的調(diào)整方式

將鋼管支架推到位后，對鋼管支架進(jìn)行精確調(diào)整，通過滑動量修正縱向位置偏差，通過調(diào)整軌道高度和水平偏差，并通過輪箱與輪軌之間的間隙進(jìn)行滑動到位。鋼管支架就位后，將滑動系統(tǒng)的整體支架腳與支架肋之間的閉門安裝在焊接鎖上，將格柵板等附件安裝在完成的安裝全鋼管支架。

3.2 施工中的安全措施

為確保關(guān)鍵鋼管拱沿軌道側(cè)曲線的安全性和穩(wěn)定性，應(yīng)進(jìn)行橫向防轉(zhuǎn)檢查，以提高SSR的安全系數(shù)，并防止鋼管拱自動滑動。平衡裝置設(shè)置在滑動系統(tǒng)的后部，以增加摩擦功率，從而增加整個系統(tǒng)與軌道之間的摩擦力。防側(cè)傾檢查，橋區(qū)平均強風(fēng)日數(shù)為8級156.sd，最大瞬時風(fēng)速40.7m/s，主風(fēng)向與交匯線夾角較小。鋼管支架安裝完成后，斜向荷載主要為橫向風(fēng)荷載。

4 滑移施工技術(shù)的適用條件

1.對象構(gòu)造函數(shù)必須能夠被劃分成多個相同或相似的獨立模塊，以便它們可以在一個固定或輕微變化的框架中重用，而這些模塊必須沿軌道空間有規(guī)律地排列，使它們可以沿同一軌道（結(jié)構(gòu)滑動）或輪胎（滑動輪胎）滑動到指定位置。

2.所用動力設(shè)備簡單，在一般工程中，動力設(shè)備往往只需要一個或多個慢速液壓千斤頂或手拉蒙陸，甚至手動推完成施工任務(wù)。

3.現(xiàn)有建筑物、構(gòu)筑物或者其他堆積物置于需要安裝的構(gòu)筑物下面時，在施工過程中不會相互干擾。

5 滑移施工技術(shù)的基本原理

滑動施工技術(shù)的基本原理是當(dāng)物體的推力或拉力大于或等于物體所受各種阻力之和時運動，即：92A3BC87-AD0F-4243-BC79-3E3FF4B32073

R動力≥γ0S阻力

式中，R動力為動力設(shè)備產(chǎn)生的總動力之和;S阻力為物體所受的各種阻力之和;γ0為安全儲備系數(shù)，取2～4。

當(dāng)物體為滑動摩擦?xí)r：S阻力=μ1δ1G0k。μ1為滑動摩擦系數(shù)，在自然壓制表面，經(jīng)粗除銹表面充分潤滑的鋼與鋼之間可取0.12～0.15;δ1常為阻力系數(shù)，當(dāng)有其它因素影響動力時，取1.3～1.5;G0k為滑移對象自重標(biāo)準(zhǔn)值。

物體為滾動摩擦?xí)r：S阻力=（k/r1+μ2r/r1）G0kδ2）。k為鋼制輪與鋼軌之間的滾動摩擦力臂，當(dāng)圓頂軌道車輪直徑為100～150mm時，取0.3mm，車輪直徑為200～300mm時，取0.4mm為車輪軸承摩擦系數(shù)，滑動開始軸承取0.1，稀油潤滑取0.08，滾珠軸承取0.015，滾珠軸承、圓錐滾子軸承取0.02;δ2為阻力系數(shù)，由小車制作安裝精度、鋼軌安裝精度、牽引的不同步程度等因素確定，取1.l～1.3;r1為滾輪的外圓半徑/mm;r為軸的半徑/mm。

6 滑移施工技術(shù)應(yīng)用中應(yīng)考慮的因素

1.在滑移階段，一些構(gòu)件的內(nèi)力會發(fā)生變化，一些構(gòu)件的荷載會發(fā)生變化，一些構(gòu)件的卸載會發(fā)生變化，一些構(gòu)件會出現(xiàn)反作用，在滑移階段，必須根據(jù)邊界條件和滑動階段的載荷，保證滑動階段構(gòu)件的內(nèi)力不超過構(gòu)件的最大承載力，使滑動部件處于安全狀態(tài)。

2.由于滑移階段結(jié)構(gòu)形狀、邊界條件和載荷條件的變化，滑移時結(jié)構(gòu)的變形會發(fā)生變化。滑動構(gòu)件的變形驗算應(yīng)根據(jù)施工實際情況進(jìn)行，以確保結(jié)構(gòu)變形與相鄰構(gòu)件完全吻合。

3.為了保證鐵路輪胎在滑動階段的安全，必須對鐵路輪胎的強度、剛度和穩(wěn)定性進(jìn)行檢查。

4.在滑動結(jié)構(gòu)單元或車輪框架時，必須在滑動前進(jìn)行徹底檢查，以確保在整個安裝過程中完全自由。在滑動過程中，應(yīng)檢查抗傾覆能力，以確保滑動階段的安全狀態(tài)。

5.電力設(shè)備在滑行前必須進(jìn)行全面檢查，以確保電力設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)。當(dāng)多臺設(shè)備同時提供動力時，在滑動過程中，必須不斷檢查滑動是否同步，防止滑動體扭傷。

6.在滑行前，必須嚴(yán)格掌握天氣，在有強風(fēng)、暴雨、雷暴等惡劣天氣時，必須停止施工，并采取各種固定措施。

7.在滑行前必須有統(tǒng)一的密碼，滑行程序必須一致。

7 滑移施工技術(shù)在工程中的應(yīng)用

實例1：以華能北京熱電廠干煤棚1號網(wǎng)殼為例，采用三芯圓柱網(wǎng)殼螺栓球節(jié)點。網(wǎng)殼平面尺寸120m× 210m，總投影面積25200m2，高度43.75m，是我國最大的柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。網(wǎng)殼分為東西兩部分，網(wǎng)殼支撐是一種兩端有上下繩的雙支撐形式，每個樓層節(jié)點都有支架。由于機組施工要求在安裝網(wǎng)殼時，電站的發(fā)電不受自然影響，因此最終工程采用了累積滑移法，各扇區(qū)的安裝結(jié)構(gòu)都取得了成功。在施工過程中，首先在東西兩端設(shè)置一個寬度為4.2m×5=21m的組合式支架，在滑動單元中采用兩個寬度為8.4m的網(wǎng)架，將整個結(jié)構(gòu)分為10模塊化，最后，其余網(wǎng)殼在高空組裝在組裝平臺上，無需滑動。牽引設(shè)備選用2套300kN四門滑輪組，鋼絲繩直徑25mm。

在整個滑移過程中，對結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的內(nèi)力和變形進(jìn)行監(jiān)測。滑動軸承的特殊設(shè)計，滑動到位后更換支架也是保證結(jié)構(gòu)在滑動過程中安全的關(guān)鍵控制。

實例2：南京奧林匹克游泳館位于南京市河西區(qū)奧林匹克體育中心，國際標(biāo)準(zhǔn)游泳池50米長，跳池25m×25m，訓(xùn)練池50m×15m，場地面積600m2。根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況，通過反復(fù)論證，將桁架結(jié)構(gòu)在現(xiàn)場外分段拼裝，然后吊裝到拼裝支架上，焊接成整體桁架，上部空間曲線結(jié)構(gòu)滑動法。

由于本工程采用斜坡滑行，軌道有傾角，施工時采用兩臺20kN的索道牽引，索道上端設(shè)置有索道，滑行時滑行緩慢，時間同時，還做好了防止?fàn)恳O(shè)備故障引起結(jié)構(gòu)快速滑移的措施。

實例3：青島流亭機場三期3號航站樓鋼結(jié)構(gòu)屋蓋由6個主桁架組成，主桁架之間填充有弧形網(wǎng)殼。每個主桁架由兩個橫截面為倒三角形的管桁架組成。主桁架頂部支撐高度為+19.100m，支撐高度為人字英尺+21.434m，6個主桁架呈扇形分布。在施工中，將框架的一端、主框架和第一網(wǎng)架穹頂組裝焊接。組裝完成后，將爬行裝置12安裝在第一桁架上，使第一桁架滑動，同時對第二桁架進(jìn)行組裝焊接。沿曲軌3-9滑動后，桁架的第一個滑動停止。沿曲線軌道滑動3-9后，兩個桁架停止滑動，第三個桁架與第一個桁架連接后，三個桁架一起滑動。3-9沿曲線軌道滑動后，第1、3桁架停止，第4、3桁架連接后，3、4桁架上安裝液壓履帶累積滑動。4根累積桁架在4根累積桁架上爬行后滑動3-9，停止滑動，5根桁架連接，5根累積桁架連接后滑動。在蓄能器滑動3-9后，停止滑動，將第六桁架與桁架連接，再將蓄能器滑動6-Cotton桁架連接到位后進(jìn)行滑動。

在滑行過程中，應(yīng)重點控制等速角，即保持內(nèi)外圓弧輪軌的滑行速度為8.310m/h，分別通過滑油流量控制系統(tǒng)和滑油流量計算機自動控制系統(tǒng)，確保2套滑油系統(tǒng)抓取、3組抓取、2組抓取、4組抓取誤差在10mm以內(nèi)，從而控制整個結(jié)構(gòu)的同步切換。

實例4：嘉興電廠二期工程位于浙江省平湖市黃山鎮(zhèn)，位于已投產(chǎn)的一期電廠工程南側(cè)。本工程為煤場上部9#，10#干煤棚網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。網(wǎng)殼采用螺栓球與焊接球節(jié)點相結(jié)合的三芯柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，全長140m，跨度103m，拱高40.539m，覆蓋面積14420m2，擴(kuò)展面積20160m2，為大型工業(yè)建筑。本工程采用下部滿堂腳手架、上部滑動胎架的直線滑動技術(shù)。下部全廳操作架立桿置于木墊塊上，立桿高度為12m（兩側(cè)），18m（中間）。在其上方安裝了一個滑動工作平臺。滑道采用120鋼制作，滑道下方設(shè)置間距40cm的面桿。工字鋼交錯布置，采用8×3.5鋼管整體連接。滑道上部為滑動夾具架。第一塊網(wǎng)殼安裝檢查完成并合格后，拆除放置在型鋼上的腳手架底部立桿和頂部腳手架各部分的連接立桿，用手拉出壓簧向前推滑動胎架，滑動到位后，將底部立桿伸出。固定滑動夾具框架并安裝上部網(wǎng)殼。依此類推，直到所有工作完成。

在工程中，采用下全腳手架、上全腳手架直線滑行技術(shù)施工，下全腳手架為上全腳手架的滑行座，從而使下全腳手架必須嚴(yán)格控制，以保證上部框架的滑動和網(wǎng)殼的安裝要求。

8 結(jié)語

該滑移施工技術(shù)具有施工方便、設(shè)備簡單、經(jīng)濟(jì)性能好、安全文明等優(yōu)點，是對稱重復(fù)單元空間鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)可行的選擇。但是，在采用滑移施工技術(shù)時，有必要對框架結(jié)構(gòu)的施工狀況進(jìn)行檢查，以保證滑移過程的安全，從而降低施工成本，以達(dá)到最佳效果。

參考文獻(xiàn)：

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