滑移脚手架在车站网架屋盖施工中的应用

刘 晓 杰

(中铁三局集团建筑安装工程有限公司，山西 太原 030006)



滑移脚手架在车站网架屋盖施工中的应用

刘 晓 杰

(中铁三局集团建筑安装工程有限公司，山西 太原 030006)

以某铁路站房候车厅网架屋盖施工为背景，从滑移拼装单元、轨道、支座、顶推千斤顶等方面，介绍了滑移脚手架的设计方法，并阐述了滑移施工的技术要点，指出滑移脚手架实现了网架滑移系统的同步控制，取得了良好的经济效益。

钢结构，网架，滑移脚手架，同步控制技术

0 引言

钢结构网架因其具有跨度大、自重轻、造型美观、施工方便等优点，在铁路站房、工业厂房、体育场馆、展览馆等工程中被广泛应用。目前，网架现场安装主要分为高空散装法、滑移法、吊装法、综合安装法等。

滑移法是在滑轨上通过牵引装置，将安装好的网架牵引到位，完成安装成型，其具体分为单条滑移法和累积滑移法两种。滑移法施工主要适用于面积大、长度长的以条状单元组合的网架，尤其在因场地限制无法搭设移动脚手架的情况下，采用滑移法施工更具有明显优势。

1 工程概况

长春站改扩建工程站房钢结构主要由四大部分组成，分别为大截面钢管柱、高架候车层部分、商业夹层部分和屋盖部分。屋盖焊接球网架为双坡屋面，网格尺寸分为3.6 m×3.6 m和4 m×4 m两种。网架檐口厚度2.7 m，屋脊厚度5.1 m。网架中间跨度72 m，两侧各18 m，总宽度108 m，总长度220.23 m，屋顶标高36.1 m。网架平面布置见图1。

网架结构形式采用正交正放四角锥网架。根据支座设计情况，网架最大的支座跨度网格为41.03 m×72 m，支座位置与下部结构的柱位置相同。网架结构设计见图2。

2 滑移脚手架设计

滑移式钢管架主要用于平面网架结构形式的安装。由于平面网架结构网架下弦标高相差不大，因此可以最大限度地发挥滑移脚手架的速度优势。

2.1 滑移拼装单元划分

根据现场施工情况，屋盖焊接球网架采用累计滑移的方法进行安装。考虑到网架Ⓕ轴～轴的跨度太大，将其分成五个拼装单元进行拼装和累积滑移。网架滑移单元划分如图3所示。

2.2 滑移轨道设置

2.3 滑移支座布置

考虑到本工程网架结构支座之间跨度较大，网架滑移过程中，第一个滑移单元滑移、第一个和第二个滑移单元累积滑移时，网架结构处于易失稳状态，因此需在滑移过程中增加滑移支座，以保证结构顺利滑移。

2.4 顶推千斤顶布置

本工程屋盖网架滑移过程中设置了4条滑移轨道，若在每条轨道上都设置顶推千斤顶，易导致各顶推器不同步，因此将最外侧①轴和⑥轴的滑移轨道作为辅助轨道，使屋盖网架结构在②轴和⑤轴的顶推千斤顶作用下累积滑移就位。

为实现网架顶推滑移，配置10台50 t液压爬行器，每条轨道上安装5台，并配置4台15 kW液压泵源系统，采用计算机自动控制系统实现同步滑移。

液压爬行器直接通过轨道传递反力，不需反力架，滑移准备工作少，顶推作业速度快，最高可达6 m/h～8 m/h。此外，液压爬行器体积小，安装、拆除方便。

3 屋盖网架滑移同步控制

3.1 液压滑移同步控制技术

液压滑移同步控制技术是指通过计算机自动控制系统，完成数据的反馈和控制指令的传递，并根据相应的控制策略和算法，对应力及荷载进行控制，从而实现同步滑移，其具有过程显示、姿态矫正、故障报警等多项功能。

在网架滑移过程中，实现同步控制需满足以下两个条件：一是各台液压爬行器受载均匀；二是各个滑移点同步滑移。

在本工程网架滑移设计方案中，将10台液压爬行器通过并联的方式在滑移轨道上连接在一起，并将其中1台液压爬行器设定为主令点A，其余9台设为从令点B。在计算机自动控制系统的调节下，从令点始终以相对固定的位移差紧跟主令点，使各滑移点相对同步，从而将滑移同步精度控制在±5 mm以内，以确保整个滑移过程中屋盖的稳定和平衡。

3.2 滑移同步控制措施

如果液压牵引滑移过程中牵引点推进不同步，就会引起网架杆件内力产生变化，达到一定极限后，将导致整个网架遭到破坏，故必须对两端头的滑移状态实施动态监测，对其加强控制，确保施工安全。

本次滑移采用液压滑移计算机控制系统实现油缸的同步，将同步精度控制在10 mm以内，为此采取如下监测控制措施。

网架在滑移过程中速度较慢，因此将4个反射棱镜分别固定在4个滑移点上，通过调整使四点之间的连线垂直于滑道方向。将1台全站仪安装在位于滑道前方的临时观测平台上，对4个反射棱镜分别进行观测。网架滑移过程中，四点同时开始计时，每间隔一段时间测量全站仪与反射棱镜之间的距离，并记录测量数据，通过绘制时间—距离表，了解、掌握整个牵引过程的状态。

此外，还可利用1台全站仪对4个棱镜的平面坐标进行观测的方法实现监测，即以观测点原始位置为坐标原点，以平行于滑道的方向为X轴，以垂直于滑道的方向为Y轴，通过显示在仪器显示窗的两个X坐标结果，判断4个点的不同步位移差，从而实现对液压滑移速度的控制和调整，保证网架滑移过程的安全。

本工程使用TC2000莱卡全站仪对网架滑移实施监测，该全站仪测量精度高、反应速度快，测边精度达3 mm+2 ppm，测角精度达1″，可实现观测数据的自动记录及处理，满足滑移监测对精度的要求。

4 滑移脚手架运行

4.1 滑移施工总体流程

针对本工程屋盖特点，滑移施工总体上分为以下几个步骤：埋设滑移轨道预埋件→铺设滑移轨道→液压同步控制系统安装就位→网架逐榀累积滑移→网架就位→滑移设施拆除。

4.2 滑移牵引工艺

滑移开始时的牵引加速度取决于流量增量，通过计算机控制速度曲线，使滑板初始运动加速度非常小。滑移过程中，滑移点停止工作后，滑板与滑道之间发生摩擦，进而产生滑移单元的制动力。滑移液压同步控制系统安装就位后，需对以下几方面进行检查确认：1)对液压泵所有阀门或硬管接头进行检查，确认无松动；2)对溢流阀调压弹簧进行检查，确认处于放松状态；3)对液压泵启动柜与液压爬行器间电缆线进行检查，确认连接正确；4)对液压泵与液压爬行器主油缸间油管进行检查，确认连接正确；5)系统送电后，对液压泵主轴进行检查，确认转动方向正确；6)液压未启动状态下，手动操作控制柜，对截止阀、电磁阀等动作进行检查，确认运行正常，并对截止阀与牵引器的编号进行核对，确认是否一一对应；7)依次启动各台液压爬行器的L-，L+，2L-，2L行程传感器，以及锚具缸的SM，XM行程开关，对控制柜中各对应信号灯进行检查，确认传感器运行正常；8)滑移前，启动液压泵，调整压力至5 MPa，伸缩牵引油缸，对截止阀进行检查，确认正常截止对应油缸；对A，B腔油管进行检查，确认连接正确；对比例阀进行检查，确认电流变化时正常调节油缸伸缩速度。

系统启动前，通过计算确定滑移过程中液压滑移器所需伸缸及缩缸压力，然后预加载至2 MPa～3 MPa，系统经检测无误后，进行正式滑移。

滑移开始后，液压滑移器按设计伸缸压力的20%，40%，60%，80%逐级加压，在80%设计压力下经检查无异后，继续加压至设计伸缸压力的90%，100%。当滑移单元处于即将移动状态时，暂停滑移推进，并保持系统压力，对液压滑移器、设备及结构系统进行全面检查，确认整体结构处于安全稳定状态后，继续进行滑移。

5 结语

随着钢结构产业的发展，网架结构在大型公共建筑中的应用越来越广泛，如何针对工程实际，因地制宜地制定合理的网架施工方案是保证钢结构网架施工质量和安全的关键。

在本工程网架屋盖施工中，结合施工现场实际条件，通过采用滑移脚手架施工方案，克服了施工场地狭小等不利因素，在保证施工质量和安全的同时，取得了较好的经济效益，为今后类似工程施工提供了借鉴和参考。

[1] 冯国军，张 振，朱雪亮，等.南京南站屋面网架滑移支撑体系设计[J].建筑施工，2014，36(8)：945-946.

[2] 杨国松，吴文平，王小宁，等.成都双流国际机场T2航站楼钢结构滑移施工技术[J].施工技术，2014，43(20)：54-57.

[3] 陈阿文.高空滑移法在网架安装施工中的应用[J].江西建材，2016(9)：83.

[4] 李 鹏.滑移式脚手架技术在大跨度厂房屋面钢网架工程施工中的应用[J].建筑施工，2016(3)：303-305.

Application of sliding scaffolding in the construction of grid roof of the station

Liu Xiaojie

(China Railway No.3 Construction and Installation Engineering Co., Ltd, Taiyuan 030006, China)

Taking the grid roof construction of a railway station waiting hall as the background, from the slip assembly unit, rail, bearing, pushing jack and other, introduced the design method of sliding scaffold, and elaborated the technical key points of sliding construction, pointed out that the sliding scaffold realized the synchronization control of grid sliding system, achieved good economic benefits.

steel structure, grid, sliding scaffold, synchronous control technology

1009-6825(2016)34-0103-02

2016-09-23

刘晓杰(1981- )，男，工程师

TU745

A