大跨度钢结构屋盖顶推滑移施工技术研究

杨建伦，叶腾茂，胡皞

（重庆建工第二建设有限公司，重庆 400030）

大跨度钢结构屋盖顶推滑移施工技术研究

杨建伦，叶腾茂，胡皞

（重庆建工第二建设有限公司，重庆 400030）

该文基于整套传统大跨度钢结构屋盖顶安装技术的不足以及对工程施工的总结，讲述了一种新型工具式拼装胎架，它可自由调节高度与宽度、自由拆卸、重复周转，保证滑移前钢结构屋盖拼装精度，并采用液压顶推器进行钢结构屋盖顶推滑移安装，计算机同步协调控制，大大提高安装精度，保证施工质量，提高施工效率。

大跨度钢屋盖；工具式胎架；顶推滑移

0 前言

随着我国社会经济的高速发展，钢结构建筑渐渐成为主流[1]，而许多钢结构建筑为满足美观、使用等要求，跨度越来越大，造型越来越新颖别致，结构越来越复杂。由此对于钢结构工程质量及安装工艺提出更高要求。

传统钢结构屋盖安装一般采用“整体拼装法”和“高空拼装法”，安装方法虽简单，但对起重设备要求高，高空作业多，需搭设大量脚手架，社会经济效益不佳[2]。对于施工场地内受限制的情况，常规的方法更行不通[3]。于是，顶推滑移工艺渐渐成为钢结构施工工艺主流。传统滑移安装常采用卷扬机及手动倒链、液压爬行器进行推移，这两种方式安装精度不高，累计误差较大。另外，在高空安装大跨度钢结构屋盖时，由于加工误差、高空对位不准等原因，难以保证屋盖准确安装至设计位置，而在高空中进行调整较困难，安装效率低、进度慢。因此，在安装钢结构屋盖之前，进行准确的拼装或预拼装是至关重要的，传统的拼装胎架多数是根据屋架的固定尺寸焊接而成，一旦焊接完成，产生的误差将无法补救，影响屋架拼装的质量，且一次性投入大不可回收，浪费材料。

本文讲述了一种新型工具式拼装胎架，可自由调节高度与宽度、自由拆卸、重复周转，保证滑移前钢结构屋盖拼装精度，并采用液压顶推器进行钢结构屋盖顶推滑移安装，计算机同步协调控制，安装精度高，有效解决以往施工质量通病，保证施工质量，提高施工效率。

1 传统大跨度钢结构屋盖顶推滑移施工技术

1.1 卷扬机牵引法

在场地狭小、难以使用大型设备吊装自重大的钢结构时，常使用卷扬机将钢桁架（一般两榀以上为一组）牵引至设计位置处，然后再对钢桁架进行安装固定。虽然解决了传统高空拼装法及整体拼装法在高空散装焊接量大、安装精度差和安全风险高的问题，但是，此种方法常常会造成屋架滑移两端推进力与速度不一致，同步控制难度大，费时费力，安装精度不高，效率较低，还可能造成返工，施工过程不安全不可靠。

1.2 液压爬行器顶推法

传统的液压滑移设备采用的是液压爬行器，主要利用爬行器楔形夹块与轨道咬合产生的摩擦反力实现滑移施工，而影响摩擦力的主要因素包括摩擦面的粗糙程度、夹块与轨道的咬合程度和清洁程度、施工天气状况等，施工条件复杂情况下，液压滑移的反力控制难度相对较大，容易出现楔形夹块与轨道打滑现象，顶推时同步性相对较差，控制精度低。

综上所述，本文提出一种精确且高效率的钢结构屋盖拼装工具，以及易于滑移同步、精度高、施工质量及效率高的钢结构屋盖顶推滑移技术十分必要。

2 新型工具式拼装胎架

工具式拼装胎架（如图1）拆卸方便，可周转使用，社会经济效益显著。工具式拼装胎架立杆[1]由内外带四道U型滑槽的箱型截面钢筒组成，而底座[2]由上翼缘带两道U型滑槽的H型钢组成。立杆“1”与底座连接板“3”在工厂预制时就焊接为一体，每个底座连接板“3”预留4个孔洞以便于自由调节两立杆间距时与底座滑槽通过螺杆和螺帽稳固相连，4个螺杆紧抵着下翼缘，对连接板与立杆起到支撑与分担受力的作用，并在立杆背部焊接一块大加劲肋，立杆侧面焊接两块小加劲肋，以保证立杆平面内与平面外的稳定性（如图2）。而牛腿“5”提前焊接于牛腿连接板“4”之上（如图3），每个牛腿连接板预留2个孔洞以便于自由调节牛腿高度时通过螺杆并拧紧两侧螺帽对拉固定于滑槽之上。

图1 新型工具式拼装胎架

图2 新型工具式拼装胎架细部构造

图3 工具式拼装胎架牛腿连接板

3 钢结构屋盖顶推滑移现场实施

3.1 施工准备

现场进行技术准备、人员组织准备、材料及机具准备、场地准备，尤其对进场的钢结构屋盖及其配件进行检查验收。

3.2 测量与放线

用全站仪放出钢结构屋盖的标高线、控制轴线等，其中包括桁架安装位置线、滑靴定位线、液压顶推器定位线。

3.3 新型工具式拼装胎架的组装

根据实际工程中钢结构屋盖的弦杆间距、腹杆高度自由调节工具式拼装胎架的牛腿高度和立杆间距，并根据屋盖截面形状（弦杆根数）自由灵活选择牛腿个数，然后用螺杆对拉于立柱之上，拼装好之后再次复核各高度与宽度，若不符合可适当松开螺帽，在滑槽上进行微调后再次拧紧。

3.4 支撑架搭设

按设计要求在顶推滑移的起点处的混凝土楼面上搭设临时支撑架，支撑架与混凝土平台采用化学螺栓固定预埋件相连。

3.5 滑轨安装

不仅保证轨道方向的轴线精度以及轨道与滑靴的制作精度，还需在滑靴底板处设置间距大约15mm的两侧限位挡板。安装完成后，若发现滑道不平整（不平度大于5mm），立即用磨光机打磨平整、光滑。轨道按一定间距设置侧向挡板（如图4）与止动挡块（如图5）以保证侧向稳定性。

图4 滑动控制挡板

图5 止动挡块

由于要采用液压顶推器进行顶推，所以要在支撑架平台处预留出大于液压顶推器总长度的轨道，便于安装液压顶推器。

3.6 桁架分段吊装与焊接

吊装前，结合工程实际情况和经济成本选择合适的汽车起重机，并进一步根据吊车能力经济性、额定起吊量来确定合适的桁架分段数后进行切割，预拼装临时点焊处用磨光机麿光滑；采用吊车有序地将几段分割后的桁架分别吊至平台轨道上进行对接，在空中对接时，可在钢平台上桁架两侧位置焊接角钢，使桁架不发生侧向翻转，准确对位后，将分段的桁架重新焊接形成一整榀桁架。

3.7 桁架滑移

图6 一个滑移单元

根据工程设计的结构受力特点与结构滑移方式合理划分滑移单元（如图6）。

滑移前，沿滑轨用明显颜色的油漆对称标记刻度标尺，每5cm一格，1m为一大区格，并在钢轨道上涂抹一层黄油以减少轨道与桁架的摩擦力。

液压顶推器后部以顶紧装置与滑道连接，前部通过销轴及连接耳板与被推移结构连接，中间利用主液压缸产生驱动顶推力。液压顶推器的顶紧装置具有单向锁定功能（如图7），液压顶推器顶紧装置安装在滑道上靠紧侧向挡板，液压顶推器主液压缸伸缸，推动被推移结构向前滑移；液压顶推器主液压缸连续伸缸一个行程，顶推被推移结构向前滑移一端距离（一个步距）；一个行程伸缸完毕，被推移结构不动；液压顶推器主液压缸缩缸，使顶紧装置与滑道挡板松开，并跟随主液压缸向前移动；主液压缸一个行程缩缸完毕，拖动顶紧装置向前移动一个步距，一个行程的顶推滑移完成。滑移过程中，可以根据计算机自身采集系统反馈的滑移速度偏差实时进行速度调整，使得滑移速度保持在≤250mm/min，并保证整个滑移单元的滑移同步性。重复上述步骤，按滑移单元逐榀滑移到位、固定，完成安装。

图7 液压顶推器

3.8 桁架定位

桁架滑移到位后，用千斤顶将桁架顶离钢轨道，千斤顶位置应该无限接近于支座位置，使其符合原设计受力模型，释放时对桁架受力与变形影响极小，可忽略不计。顶起后再将钢轨道拆除，在预埋件上安装上支座再释放千斤顶，使桁架就位、焊接、固定。

3.9 拆除轨道与支撑架

每一滑移单元就位后，立即拆除该段钢轨道，待所有滑移单元安装完毕之后拆除支撑架（平台）与相关临时设施，即可完成整个钢结构屋盖的顶推滑移施工（如图8）。

图8 顶推滑移完毕

3.10 验收

大跨度钢结构屋盖顶推滑移施工质量检查验收应满足《建筑工程施工质量统一验收标准》GB50300、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205、《屋面工程施工质量验收规范》GB50207、《钢结构超声波探伤及质量分级法》JG/T203等规范规程的要求。

4 结语

本文讲述的这种新型工具式拼装胎架与液压顶推器结合进行整个钢结构屋盖安装的施工技术，经工程实践，整个过程协调同步，机械化程度高，安装精度高，有效提高施工效率，保证施工质量，节约资源，绿色环保，社会经济效益显著。

[1]苏秀玲，张良艳.钢结构的优点及发展前景[J].门窗，2012（12）：281-282.

[2]白雪，姚传勤，白蓉，等.大跨度钢桁架顶推滑移施工技术研究及应用[J].四川建筑科学研究，2013（4）：387-390.

[3]王中军.大跨度钢结构屋盖累积滑移方案设计与分析[J].铁道建筑技术，2010（1）：112-116.

Study on Construction Technology of Pushing and Sliding for Large-span Steel Roof

Based on the defects of the traditional installation technology for large-span steel roof and the summarization of the engineering construction,a new adjustable tool-type assembly tire frame is introduced.Its height and width can be freely adjusted.Also,it can be disassembled freely and rotated repeatedly.So it can ensure the installation accuracy of steel roof assembly.With the application of hydraulic ejector for the installation and the in-step coordination and control,the installation precision can be greatly enhanced,the construction quality can be ensured and construction efficiency can be improved.

large-span steel roof;tool-type tire frame;pushing and sliding

TU74

A

1671-9107（2017）11-0047-03

10.3969 ／j.issn.1671-9107.2017.11.047

2017-04-19

杨建伦（1965-），男，重庆人，研究生，高级工程师，主要从事施工技术管理工作。

责任编辑：孙苏，李红