大跨度屋架高空滑移安装技术

邵丹

摘 要：本文通过对某大跨度屋架滑移安装方法的选择，滑移顺序的确定、辅助设施的设置、拉力的计算及牵引、质量控制的方法的总结、分析和论述，总结了滑移安装方法的优点和该安装方法的利用空间。

关键词： 大跨度屋架 高空滑移安装工艺 质量控制

一、工程概况：

本工程属于扩建项目，是在原有生产厂房的中间建设新的厂房，要求在施工时不能影响正常生产。厂房上部钢结构主要钢屋架由H型钢焊接成形跨距为72m（ 最重约117t），屋架之间由上下弦主次梁及垂直支撑连接。屋架坐落在+14.900米标高（二楼楼顶标高）上，最近施工平台为+7.3米标高（一楼楼顶标高）。主要涉及土建混凝土框架柱以上的全部钢结构工程，即（10）～（38）轴线屋面钢结构，厂房总宽度为80m，（A）～（W）轴线，总长度 151.200m，总工程量约为2700吨。

该项目工期要求紧和土建交叉施工配合界面多，现场协调难度大。屋架整体跨度72米，单榀重约117吨，分段吊装高空接口全位置焊接困难及一次性焊接合格控制措施要求高。

屋架超高、超宽，整体或分段运输都难以实现，需要在现场进行二次拼装、焊接，对现场大样尺寸、拱度和焊接质量要求都很高。

二、屋架施工技术要点：

2.1安装方案的选择：

鉴于上述重点和难点，依据同类项目的施工经验，况且由于该屋架跨度大、难度高，且传统的吊装施工方法至少需要占道施工，影响临近厂房正常生产。经过公司总工、技术部门协商和现场勘查，想出适合该项目的安装方案主要有：将构件在地面整体拼装后分段分片跨内吊装，直接散件跨内吊装后高空进行焊接，地面整体拼装分段吊装后累积滑移。由于屋架分段后仍有近40吨重，一楼楼顶板承载力无法满足地面整体拼装后分段分片跨内吊装的要求。采用直接散件跨内吊装后高空进行焊接则高空焊接质量保证难度很大。而地面整体拼装分段吊装后累积滑移法对场地要求低占地小、工期保证且技术先进，施工现场文明、安全保障性较高。

2.2 滑移单元及顺序：

根据厂房的特点及业主总包的要求，结合现场实际情况（仅允许在38轴线外申请封道路一半施工），决定采用TC2000型300T汽车吊端头跨外吊装后滑移。该项目共计13榀屋架，依据计算分成三个滑移单元（12-18/20-26/28-34），滑移方向由38线→10线，分三次滑移到位。拼装滑移过程为：

1）. 在38轴线外侧作为屋架组装场地（如图），采用300T 汽车式起重机吊装，一个站位，300T 汽车式起重机站位（如下图）。

2）. 屋面结构滑移顺序从（38）线向（10）线的方向滑移，四榀为一个滑移单元，分三个单元，（36）轴线屋架和（38）轴线连系结构最后采用300t汽车式起重机直接安装就位。

3）. 屋面结构采取每四榀屋架和主次梁及支撑组成一个滑移单元，中心线对正后焊接固定。

2.3牛腿、过梁及滑道设置：

1）. 钢牛腿及埋件设置：

由于土建过梁偏离砼柱中心，无法用于滑道支撑，所以要设置钢过梁。但由于钢梁为临时性辅助措施，待工程结束必须拿掉，所以都要设置支撑临时H型钢梁牛腿，同时需要在混凝土柱上增加埋设铁件，每个钢牛腿要焊到埋设铁件上，待滑移结束后，对每个钢牛腿进行切除，恢复厂房原貌。

2）. 钢过梁设置：

在（B）、（L）、（V）列钢屋架支座中心设3道H型钢过梁（钢过梁承载力经过计算满足滑移单元荷载），且L轴线砼梁下面加钢管支撑（防止在滑移受力时钢梁局部下挠的变形使砼梁本体受损）。

3）. 滑道设置：

在（B）、（L）、（V）列钢屋架支座中心设3条滑道，滑道长118m。滑道采用18#重型槽钢，滑道接口处两侧用连接板焊接，接口平面要保证平整。（L）列的滑道安装在标高标高14.900m的临时钢梁上，与该临时钢梁焊接。钢梁与砼梁紧密在一起，在砼梁下面加支撑，（B）、（V）列的滑道也安装在标高14.900m标高临时钢梁上。

2.4牵引设备：

本工程以四榀钢屋架系统组成一个牵引单元，最大重量为70Ot，由12条腿支撑，屋架两端各两条腿每条腿支撑37.5t，屋架中间两条腿每条腿支撑75t。滑动摩擦系数采用0.16，采用32吨4×4滑轮组，V、B轴线各放一台卷扬机，L轴放两台卷扬机，选用四台5t慢速卷扬机作为牵引设备。并配备四套32吨4×4滑轮组，分别固定在已经组拼好的滑移单元和7V、7L和7B 列线的混凝土柱上，卷扬机钢丝绳选用φ19.5（6×37规格）。

三、质量控制：

3.1 滑移单元的整体稳定控制

滑移单元的整体稳定采用多个支承点连为整体共同滑移的方式进行控制。

① 在滑移单元的刚度较差向增设支撑，通过增加支承点的方式来增加其整体稳定性。

② 同一轴线相邻柱底座及对应的侧弦杆位置用大刚度槽钢沿水平方向焊接连接，使屋架、柱底板、水平次梁形成稳定的三角形刚体。

③ 各轴均设牵挂点同时牵拉，以减小各牵挂点的局部牵拉力及杆件的附加应力，以增加其稳定性。

3.2 多头牵拉同步控制

① 采用四台改装卷扬机，设计专用的控制柜，保证多台卷扬机既可以同时启动，又可以单独工作纠偏。

② 在滑移滑道上设置刻度标尺，每10mm一格，1m为一大区格，各柱轴线间为一个控制单元，多条滑道上同时向卷扬机控制总台报数，如不同步值超出限值，即可作相应的停滑处理。

③ 合理设计滑轮组机构，在减小单绳牵拉力的同时，尽量减小各台卷扬机牵拉力的差距。

④ 7L轴线处由于设置2台卷扬机，为了保证能够有足够的平衡，在此处设置一平衡单元。

3.3 滑移过程的质量控制

① 控制卷扬机转速，保持滑移速度在50cm/min以下，尽量减小动态对结构的影响。

② 同步控制及水平偏差控制。各滑移底座轴线偏移≥控制目标时：发出警告；≥计算极限偏移量时：停滑。

3.4 滑移施工精度控制

单元滑移时，滑移单元到位前采取限位措施，限位精度控制在10mm以内。

3.5 滑移就位控制

在12轴线设置限位板，钢屋架系统牵引顶到限位器，屋架到位。由于屋架地脚板下部有抗剪健，高350mm，如滑块太高，滑移单元在滑移过程中不稳定，螺栓孔及抗剪健同时对正下落很难，所以采用地脚板与屋架分离办法。首先把所有地脚板安装上，找好标高，对好中心与柱头板连接在一起，滑道标高与屋架地脚板标高相同，这样滑移到位同时屋架就位，省去千斤顶顶升回落这不安全过程。

四、安全注意事项：

因本滑移技术与安装方法有高空作业，大吨位、大体积构件运动作业的特点，因此施工中除严格执行国家及上海市有关安全操作规程外，还应认真执行下列特殊的安全保证措施。

① 组装胎架是本施工法实施的主要场所之一，滑移单元的组装、焊接均在胎架上完成。

② 滑移单元落放及滑移前，应认真检查各部位，以防局部产生障碍，影响结构的落放和滑移，导致结构产生过大的内力和造成人员伤亡。

③ 滑移时应派专人对滑移过程的滑道、滑移单元的变形，滑移单元的水平偏移，各牵拉点的同步偏差进行观测，发现问题及时处理。

五、总结：

1、滑移累积法施工可以不影响原有周边厂区的正常施工。

2、本工程实践证明，屋架结构累积滑移法施工技术经济效益显著，与传统满堂脚手架相比可明显缩短工期，节约4/5的脚手架费用。

3、屋架结构累积滑移法施工技术占地空间小，施工区域比较集中。