偏轴线累计滑移在大跨度管桁架安装中的应用

陈振东 张强

摘   要：本文主要以偏轴线累计滑移在大跨度管桁架安装中的应用为重点进行阐述，并期望通过对具体施工的分析以及当下管桁架安装与滑移的相关认识，从管桁架的施工流程、施工过程的重难点解析以及滑移过程中的监控等几方面进行讨论，达到提高累计偏轴线滑移在管桁架安装中的效率，为类似大跨度空间管桁架结构工程施工提供借鉴经验。

关键词：八支撑  累计滑移  偏轴线  卸载  滑移监控

中图分类号：TU758                                文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2020）06（c）-0010-02

近年来，随着建筑科学技术的的发展，大跨度空间结构得到了快速的发展，空间钢结构作为空间结构的典型代表，其施工技术与工艺也在发展中不断完善。空间大跨度空间结构被广泛应用于诸多种类的建筑中，其中以体育场馆、航站楼、工厂厂房等为主要代表。大跨度空间结构建筑空间跨度大、安装精度要求高，因此采用正确合理的安装与监测方法是钢结构施工质量和结构安全的重要保障。

1  工程介绍及工程方案制定

1.1 工程概况

榆林市体育中心（体育馆、游泳馆）工程位于榆林市西南新区中部，坐落在榆阳区与横山区交界处，场馆分为两部分：体育馆和游泳馆。

体育馆平面呈矩形，投影尺寸为：117.6m×94m，結构高度29.45m。钢屋盖跨度约70m，采用空间圆管桁架结构，桁架共5榀，沿跨度方向平行布置，每榀间距16.8m。桁架采用圆钢管，节点采用相贯连接，断面为三角形，宽度8.4m，矢高为：3～6m。桁架搁置与周围混凝土柱顶，上弦支承，支座采用抗拔盆式支座。钢结构用钢量约1500t。

游泳馆平面投影尺寸为：135m×87.5m，结构高度22.7m。钢屋盖跨度约60m，采用空间圆管桁架结构，桁架共13榀，沿跨度方向平行布置，每榀间距9m。桁架节点采用相贯连接，断面为三角形，宽度4.5m桁架矢高2.4～3.5m。屋面南侧悬挑，长度约12m。桁架搁置与周圈混凝土柱顶，下弦支承，支座采用盆式支座。钢结构用量约2200t。

1.2 方案选择

1.2.1 方案制定

两馆均采用大跨度空间管桁架结构，桁架最大跨度70m，根据结构形式和现场实际条件，施工方案选用偏轴线累计滑移施工。体育馆桁架支座中心线偏两端轴线200mm，混凝土梁与支座滑移中心不在同一条线上，同标高混凝土梁中心间距700mm，滑移中心线距内侧混凝土梁100mm，游泳馆一侧支座中心线偏轴线400mm，支座中心线与内测混凝土梁相差200mm，滑移安装受阻困难。因此考虑到进行偏轴线做滑移轨道，同时利用PIP219*8斜支撑滑移混凝土梁，以保证滑移安全顺利进行。

1.2.2 施工总体思路

体育馆和游泳馆屋盖桁架滑移前在各自屋盖区两侧轴线上布置通长的竖向导轨作为滑移轨道，两馆共计四条滑移轨道。根据各滑移点的液压油缸种类和数量，以及要求的滑移速度来布置液压泵站。现场设置2台泵站，每条滑移轨道各1台，并配置传感器和实时网络控制系统组成计算机控制系统，用以监控滑移过程。

2  偏轴线累计滑移

2.1 管桁架安装滑移流程

滑移整体分为以下步骤：准备工作→测量放线→单体桁架焊接拼装→八字撑安装→轨道铺设检查→桁架吊装就位→定位器、滑靴安装→顶推设备安装→顶推至下一轴线→下一榀吊装→两榀桁架系杆连接→两榀桁架累计滑移→依次完成剩余桁架累计滑移→统一卸载→割除轨道→安装支座→桁架就位。

2.2 管桁架累计滑移施工技术要点

2.2.1 滑移同步保证措施

本工程总体采用三种同步控制策略：液压油缸动作同步控制策略、位置同步控制策略和负载同步控制策略。

2.2.2 液压油缸动作同步控制策略

现场网络控制系统根据液压油缸行程信号，确定所有液压油缸当前位置，主控计算机综合滑移的控制要求和液压油缸当前状态信息，决定液压油缸的下一步动作。当主控计算机决定液压油缸的下一步动作后，向所有液压泵站发出同一动作指令，控制相应的电磁阀统一动作，实现所有液压油缸的动作一致，同时伸缸、缩缸或根据行程信息实时调节伸缸速度。

2.2.3 位置同步控制策略

在同步滑移过程中，设定某一滑移点为主令点，其余点为跟随点。根据滑移速度设定主令点的比例阀电流恒定，进而主令点液压泵站比例阀开度恒定，主令滑移油缸的伸缸速度恒定，主令点以一定的速度顶推滑移。其余跟随点通过主控计算机分别根据该点同主令点的滑移位移来控制这点滑移速度的快慢，以使该跟随点同主令点的位置跟随一致。

2.2.4 负载同步控制策略

以控制各滑移点的负载分配同步为目标，使各滑移点的实际负载与理论负载基本一致，采取负载同步控制策略，同时对各滑移点的空间位置进行监控。

2.3 卸载

待桁架统一滑移到位之后，利用塔吊将支座运输到混凝土梁柱边，利用倒链与屈臂车相结合施工方法将支座安装就位。

3  施工过程重点监测

施工过程受结构自身、施工步骤、施工措施、气候变化等影响，对安装过程的变形与应力应变和胎架释放位移与应力应变、气象等进行监测，及时掌握结构变形动态，确保结构安装精度和施工安全。

3.1 支撑架安装

由于本次桁架跨度最大跨度达70m，在滑移前需要进行高空焊接拼接，因此需作临时支撑系统。本工程采用格构式支撑架进行高空拼接。高空拼接的精度很大程度上取决于支撑架自身的安装精度。在施工前地基的处理、架体整体垂直度和标高以及桁架放置后支撑架的变形等问题都需要事先进行验算，同时在滑移前对各项数据进行实时监控。

3.2 后浇带、滑移梁支撑系统监控

根据现场结构条件及滑移混凝土梁截面大小，并且在后浇带设置位置需进行临时加固，以防止滑移过程中结构变形。因此每次滑移前，对滑移梁、后浇带进行实时监测，确保结构安全。

3.3 桁架卸载监测

桁架卸载过程中需对桁架进行变形监测，主要监测桁架挠度变化情况。桁架施工完成后也需定期进行桁架的变形监测，监测的数据与设计计算的数据分析对比，并统计关键点的变形发展规律，当发现变化规律较大时，应立即启动纠偏、矫正措施。

4  结语

大跨度空间钢管桁架结构杆件众多，结构复杂，采用滑移工艺可以最大程度上避免高空搭接满堂架进行拼装带来的安全隐患，同时节省了资金，施工质量也得到了保证。而本文主要从滑移工艺及整体控制和监控重点入手，阐述了累计偏轴线滑移在管桁架安装中的应用，为类似大跨度空间管桁架结构工程施工提供借鉴经验。

参考文献

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