大吨位及大跨度室内钢大梁滑移法拆除施工

陈淑丽

(山西一建集团有限公司钢结构分公司，山西侯马 043000)

1 概述

我公司承接的晋国博物馆工程，其中的1号车马坑是目前发现的西周时期最大的车马坑，跨度东西33 m，南北25.8 m，为遗址保护厅的主要部分，现已挖开，并且坑壁横向裂纹明显，局部土皮剥落。1号车马坑屋盖设计的结构形式呈矩形，采用钢筋混凝土井字梁，浇筑混凝土井字梁需要搭设满堂红脚手架。

本文所说的拆除的钢大梁的作用有两个:

1)保护1号车马坑的文物不受屋盖施工的影响;

2)为了保证满堂红脚手架不对车马坑覆盖层产生竖向荷载压力，满堂红脚手架搭设在由主次钢梁组成的钢承托平台上。

钢大梁拆除时的周围环境:

1)根据工程结构、装修施工要求和总体进度安排，1号车马坑支模钢承托平台拆除的前提条件是在屋面结构工程(屋盖混凝土结构楼板底标高为9.9 m，混凝土梁底标高为8.5 m)、框架标高6.4 m的圈梁都已浇筑完成，室内屋顶装修工程全部完工，所以无法借助屋盖混凝土井字梁进行拆除。

2)1号车马坑四周有4 m外廊，高度和车马坑一样，无法采用吊车。

3)坑壁横向裂纹明显，局部土皮剥落，周围的土体不允许有额外的侧压力，无法采用大型设备拆除。

4)车马坑文物覆盖层不能承重，不能将钢大梁就地分解拆除。

5)钢大梁较长、较重。1号车马坑支模钢承托平台是由31榀1 800 mm高焊接H型钢钢大梁用上下弦水平、垂直支撑等连接起来的。其主次梁中每根长为26.04 m，单根最重约10.54 t，最轻约6.2 t。

钢平台平面布置图见图1。

图1 钢平台平面布置图

2 施工技术难点和施工工艺的研究与改进

通过研究分析可知，钢大梁滑移法拆除施工技术难点主要如下:1)钢大梁拆除时顶升点的确定和加固的问题;2)滑移过程中钢梁的稳定性问题;3)滑移过程中的同步控制问题;4)滑移设备的选用问题。

针对上述四个主要难点，我们会同有关技术人员组成科研小组，开展技术攻关，认真查阅相关技术资料、讨论、确定方案，进行专家论证，采取有效对策，并找到了解决难点的突破口。

刚开始时我们借鉴网架滑移法的经验，采用轨道钢作为滑移轨道，钢梁滑移到端头后进行解体拆除的方案，即在车马坑两边铺上枕木、滑道，利用倒链将钢梁滑出，采用的是滑动摩擦。经分析研究，车马坑坑壁已经出现裂纹，不允许有震动荷载，该方案满足不了工程实际的要求，被否定。

为了解决拆除过程中不产生较大的震动问题，我们将滑道摩擦改为滚动摩擦，用滚杠替代滑道，减小摩擦震动。但方案的缺陷是无法保证滚杠直线运动和钢梁两端同步前进，且滚杠始终处于钢梁下面，施工安全无法保证。

方案一次一次确定，又一次次被否定，经过反复讨论、多次攻关，最后找到了解决难点的突破口，对工艺和施工方案进行改进，设计采用了一种组合式重物移运小车进行拆除。

3 工作原理

将钢梁两榀一组利用倒链和组合式重物移运小车将其滑移到○21轴和○22轴之间靠近○21轴处，然后利用卷扬机和滚杠向北滑移，等移出一半时，将两根钢梁之间的高强度螺栓拆除，用25 t吊车将两根钢梁的一半吊走，然后滑移另一半，再用25 t吊车调走。经过实践所有的质量、安全指标都满足要求，形成了成熟的施工方案用来指导施工。

4 工艺的实施过程

1)工艺流程见图2。

2)滑道加固。

为减轻滑移对车马坑坑壁的压力，确保坑壁的稳固，在距两侧柱子轴线(或柱边)1 500处设置混凝土灌注桩。地基采用3∶7灰土夯实再做素混凝土找平层，并在其上依次铺设枕木、钢板、橡胶垫、槽钢滑轨(见图3)。在西侧(○21轴线)混凝土找平层上依次铺设枕木、钢板、滚杠(见图4)。要求所有构件支撑点必须和滑轨中心线重合。同时两个滑轨的平行度必须控制在10 mm内。

钢梁滑出方向的地面也要进行地基处理。

3)滑移设备的选择。

a.根据钢梁重量、滑移方式进行计算，钢大梁滑移拆除每端采用一个组合式重物移运小车(如图5所示)，每端采用一个5 t倒链进行牵引。

图2 工艺流程图

图3 加固桩的布置图

图4 滚杠铺设平面图

图5 组合式重物移运小车

b.组合式重物移运小车。

组合式重物移运小车，由两根平行承重横梁和若干移运小车组成。移运小车由车架以及与承重横梁螺栓连接的转盘、滚轮组成。

重物移运时，承重横梁和被移运重物之间采用卡件连接，保证了重物、承重横梁在滑移过程中与移运小车之间的相对位置及共同工作。

本设备设计合理可靠，保证了多台移运小车同时使用时的相对位置和稳定性，解决了滑移过程中不能均匀受力和不同步的安全隐患，具有结构简单、操作方便且成本低的优点。此设备已获得实用新型专利。

c.钢梁下平标高为+0.350，而小车上附加钢梁的标高为+0.400，为了使钢梁落到小车钢梁上，就需要将钢梁起升至少大于50 mm。根据现场实际情况，本工程选用4台JRC-102单作用液压千斤顶(每个钢梁端部支1台)，本体高度121 mm，行程54 mm。每端两台千斤顶公用一台手动泵，保证了两台千斤顶的同步。两端千斤顶操作人员由小组长统一指挥，保证4台千斤顶的同步起升。

4)钢梁起升、小车就位、落梁。首先将第3榀钢梁与第4榀钢梁之间的所有连接件拆除，然后再进行滑移。

第一步:用4个千斤顶(千斤顶支设在钢梁的中心位置，距离轨道中心300 mm)将钢梁顶升50 mm后，将两个组合式重物移运小车放到梁两端下面中心位置(见图6)。4个千斤顶同时落下，使梁上的十字线与小车承重横梁的中心线完全重合后，重物移运时，承重横梁和被移运重物之间采用卡件连接，保证了重物、承重横梁在滑移过程中与移运小车之间的相对位置固定及共同工作。

图6 千斤顶顶升

第二步:将钢大梁两端从距轨道中心向外400 mm位置处将梁端切除(见图7)。为确保安全，在两边端头上部6.4 m连系梁上和截梁的相应部位挂钢丝绳，利用1 t倒链向上牵引先进行稳固。切割后再用三轮车运出。

图7 落梁，切梁头

5)钢梁向西滑移。将倒链的钢丝绳绑在小车把手中间进行牵引。滑移启动时，用千斤顶进行辅助启动。两个倒链牵引必须统一指挥，同步进行。滑移过程中随时观察小车，如发现有偏移，及时调整。

为保证小车运行的同步，在两根滑道边上通长各放一把卷尺，两把卷尺的刻度和起始点都一样，滑移过程中，按卷尺标注刻度，统一指挥滑移速度，就能很好的控制梁的两端滑移的平行度。

6)换滚杠。等钢梁滑移到西侧铺设的钢板上时，用4个千斤顶和前面方法一样将梁顶升20 mm后，放滚杠，将小车撤出，然后落千斤顶，使梁落到布设的8根直径为203的滚杠上，滚杠上标高比梁的混凝土支座高13 mm。

7)钢梁向北滑移。卷扬机的牵引钢丝绳必须设在两个钢梁的中心位置，即滑道中心。钢丝绳绑在两根钢梁的第一个筋板的下螺丝眼上。牵引启动时用撬棍进行辅助启动。钢梁向北滑动过程中，后面滑出的滚杠向前铺设继续前行。等钢梁滑出轴钢梁2/3长度时，将两根钢梁从高强螺栓处切割开，然后用25 t吊车先将两榀钢梁的一半吊走，再滑移吊另一半。

等这两榀钢梁拆除完后，用同样方法进行下一组钢梁拆除。

5 结语

原计划整个钢大梁拆除需用时30 d，由于前期方案和措施考虑详尽、周全，实际仅用了15 d的时间就安全、顺利拆除完成，在拆除滑移的过程中，在车马坑内四周设了10个监测点，随时观察坑壁的动态，如有异常立即停止。在整个过程中，坑壁检测未发现异常，既确保了车马坑文物的安全，也保证了混凝土结构安全、顺利的施工完成。