大跨度空间结构整体滑移技术应用

胡传宝，邵 鑫，郝玉杰，董新华

北京天润建设工程有限公司，北京 100062

1 工程概况

银帆·西雅图工程商业楼中央天井顶部为钢管桁架，主桁架为Ф219*8+Ф159*6无缝钢管相贯线连接，屋面钢索张拉玻璃幕墙结构，结构高度位于屋面64.5m标高位置，天井最大跨度28.2m，最小跨度21.5m，覆盖面积640m2，钢结构与混凝土结构为预埋件销栓连接，钢结构间为焊接。四榀钢管桁架及周边附属钢架总重约37.0t，该钢结构下部的混凝土结构及预埋件已提前施工完毕，将钢管桁架及周边钢架拼装后的结构一次性整体滑移就位。

本文主要介绍了在高空中央天井位置无法使用机械安装的情况下，可采用先拼装后整体滑移就位的施工方法，对类似工程提供了切实有用的施工经验。

2 方案的选择

因本工程桁架跨度比较大（最长处28.2m），考虑制作、运输、吊装等方面的问题，将采用桁架工厂断开，现场拼接后整体滑移的方法进行施工，具体安装方法如下：

考虑桁架所处位置在标高64.5m，并综合考虑安全等因素，采用整体拼装滑移的方法进行施工，这种施工方法多用于钢网架安装。安装前先将待滑移钢结构用手扳葫芦固定于拼装面的滑道上，滑道采用现场原有20a槽钢加工制作，钢桁架拼装成整体后滑移到指定的安装位置。滑道梁及滑道梁支柱均采用双20a槽钢加工制作，滑道支柱与屋面混凝土结构可靠连接。

现场拼装位置平面图

3 钢管桁架的运输

钢管桁架在制作车间应分解制作，每榀桁架分解成3小节，周边钢架每1.5m为1节，分解位置在各桁架及钢架的交接处，桁架运至现场前应先进行预拼装，拼装合格后再运至现场。

钢管桁架从制作车间运送到施工现场后，先用15t汽车吊将构件逐个吊至建筑物一层楼面边缘塔吊回转半径以内，因钢管桁架分解后每节重量不大于1.0t，可用塔吊直接吊至屋面钢管桁架拼装区域，吊至拼装区域时应分散摆放，使楼板均匀受力。

4 钢管桁架的拼装及滑移

4.1 钢桁架的拼装

由于钢桁架整体重量较大，钢桁架滑道下方需支顶，支顶采用钢管脚手架，要求立杆横纵向间距均不大于900mm，步距1200mm。钢桁架的滑道均采用20a槽钢制作，每侧3个滑道，滑道钢梁及支柱采用双20a槽钢背对背焊接，支柱与混凝土通过1块250mm×250mm×15mm的钢板连接，钢板用4M16化学锚栓固定在原混凝土梁上；支柱与滑道钢梁通过1块200mm×200mm×15mm的钢板焊接连接。具体方式见下图：

本桁架整体滑移时下部共设6个支撑点，每个支撑点位置设1个小滑车，在小车固定之前事先应在滑道上空载往返数次，检查通轨情况，发现受阻立即处理，滑移车应经常检查，及时检查轮轴等，检查无误后用木楔将滑车固定在滑道上的指定位置。

因桁架整体拼装后总重约37.0t，每个支撑点重约6.17t，需对钢梁强度进行验算；

钢滑道梁的受力计算(按简支梁考虑)：

式中，M为钢梁跨中弯矩；

P为钢桁架轨道每个支点力的设计值，P=1.2×61.7KN=74.04kN；

q为槽钢自重设计值， q=1.2×3×0.23kN/m=0.83kN/m；

l为钢梁滑道的净跨， l=2.80m。

w为钢梁抵抗矩， w=2×178000mm3=356000mm3

由于钢桁架跨度较大，桁架拼装总体上分两步；

第一步：主桁架的拼装；

井字形钢管桁架为钢结构的主要受力构件，先拼装此部位主桁架，拼装采用塔吊配合施工，钢桁架每个端部用1个5t的手扳葫芦临时固定，防止钢桁架移位；

第二步：主桁架周边附属钢架的拼装；

第二步拼装是在第一次拼装的基础上进行，拼装时注意各节点的焊接质量、位置、尺寸的正确，拼装时应对称拼装，避免桁架拼装时一侧过重产生倾覆，钢桁架焊接时固定在6个滑车上，钢桁架通过枕木将荷载传至滑车上

第一步拼装完成后

第二步拼装完成后

4.2 钢桁架的整体滑移

现场屋面布置图

钢桁架整体安装结束后检查钢桁架在滑道上的定位、滑车和枕木的固定情况，确定无误后在桁架的尾部前、后各安装两个5t的牵引手扳葫芦，滑移前去掉桁架四个端部临时固定用的5t手扳葫芦，并逐个去掉滑车限位用的木楔，拉动手扳葫芦滑移桁架，边松动桁架后方手扳葫芦边拉动桁架前方手扳葫芦，当手扳葫芦需要向前移位置时，需停止滑动并逐个移动手扳葫芦在原结构上的固定位置，整体桁架的同步差≤50mm，滑车速度≤1.0m/min，使得整体钢结构缓慢匀速的滑移到待安装位置，滑移过程中检查滚轮与滑轨的接触状态，若发现单轨承重，轮侧强烈摩擦轨侧，滑道钢梁变形等应及时处理，滑移到位后根据事先确定的安装位置对钢桁架进行纠偏，用千斤顶和手扳葫芦将其轴线和标高调整到位，确定位置无误后通过升降千斤顶逐个去掉滑车和枕木，将桁架与与结构预埋件销栓连接，至此完成钢桁架整体滑移安装的全部工序。

牵引力的计算：

式中，f2为钢制轮与钢之间的滚动摩擦系数，取0.05；

r为轴半径；

R为钢轮半径；

f3为滚动轮与轴间摩擦系数，取0.10；

R2为钢桁架总重量标准值；

桁架用两个5t的手扳葫芦共100kN的力满足牵引力要求。

5 钢桁架拼装滑移注意事项

由于现场属于多作业队交叉作业，所以必须确定危险源，设置安全标志牌、拉警戒线，设专人监管负责，以免现场人员遭到无意的损害。

吊装作业前，必须先行检查索具、支架，不得超过额定载荷。被损伤的钢绳，一律不得使用。正常磨损股丝应按规定更新。考察场地，确定拼装滑移路线。滑移时，必须正确把握构件重心，滑移应缓慢匀速进行。桁架两侧设置专用滑道，由专人控制，避免构件脱轨引发事故。

现场设专职电工负责安装、维修和管理用电设备，严禁私拉乱接电器，拆接电必须找电工，临时接线不得使用裸线，电路架设要按规范要求进行，防止电线被碾压或被冰雪冻结面造成漏电，断电事故。电源开关、控制箱等设施要加锁，并设专人负责管理，防止漏电触电。

施工机具接入电源，必须经漏电开关、配电线路至用电设备实行二级到三级漏电保护，其末端漏电开关额定漏电动作电流不大于30mA，漏电不动作电流不小于15mA。手持电动工具和危险场所（潮湿或易导电的地方）漏电开关额定动作电流不大于15mA，漏电不动作电流不小于7mA。

6 结论

本文通过介绍银帆·西雅图工程商业楼中央天井大跨度钢骨结构的整体拼装滑移全过程，在高空无法使用吊车（塔吊或汽车吊）的情况下，采用整体滑移安装。该方案灵活机动，安全高效，所有施工人员均非高空作业，非常适合本工程的特点，对类似工程提供了切实有用的施工经验。

[1]建筑施工手册（第四版）缩印本[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.