建筑平移后千斤顶卸载及托盘轨道梁拆除施工技术*

2021-03-03陈蕃鸿许锦林于三力卢浩星

施工技术(中英文) 2021年1期

陈蕃鸿，许锦林，于三力，卢浩星，刘炎

(中建一局华江建设有限公司，北京 100161)

0 引言

如今建筑物平移技术越来越成熟，绝大多数建筑物平移的轨道梁及托盘梁在平移完成后需进行卸载及切割拆除。目前，传统的切割拆除方法采用盘锯、风炮等工具，在拆除托盘梁这种悬空结构和轨道梁时工具无法架设使用，施工极不方便。本文中使用的绳锯切割法适应性强，灵活性高，具有高效快捷、噪声低、振动小、切割面平直易修等优点。采用的简易泵站，提高了施工过程的灵活性，相比于大型泵站安装更加快捷，可以灵活适应现场的施工环境。本文采用的卸载方式结合了应力应变监测设备，不同于其他卸载方式，在保证卸载过程中建筑物结构安全性的同时，又保证了施工人员的操作安全。

1 工程概况

厦门后溪长途汽车站主站房平移项目，平移主站房长162m，宽33.6m，总面积为2.28万m2，重3.018万t，从地下室2层进行切割分离，采用交替步履顶推方式，带地下室整体旋转平移90°，一次性移至新址。平移托换结构采用托盘梁设计，上托盘梁为框架柱边双梁设计，托盘梁双梁间增加250mm厚的板，托盘梁截面尺寸为500mm×1 200mm(混凝土强度等级C40)，部分受力较大处截面增加为600mm×1 200mm，托盘梁与柱接触面采用凿毛植筋的方式连接。平移托换新址下滑梁为在地下室底板上浇筑650mm×1 000mm滑道梁(混凝土强度等级C40),钢筋埋入地下室底板内，在下滑道梁与上托盘梁之间设置步履行走器。平移完成后，柱采用杯口连接方式，待混凝土强度达到要求后，用绳锯切割方式对托盘梁及轨道梁进行切割拆除。

2 技术原理

使用智能化设备及应力应变仪，实时监测千斤顶卸载过程中的应力应变。卸载时利用PLC设备，相邻千斤顶向上顶升，使中间部位的千斤顶泄压，从而拆除中间的千斤顶；在顶升千斤顶的过程中，设置的应力应变监测点能够将混凝土的应变情况反映到计算机终端，一旦发现异常即可做出调整，避免结构受到破坏。切割采用的金刚石绳锯能够很好地对托盘梁轨道梁进行切割，切割托盘梁时，只需将绳锯围绕托盘梁切割，在切割轨道梁时，先使用钻机在轨道梁底部穿孔，再用绳锯穿过孔道进行切割。切割托盘梁时，采用钢板凳及汽车轮胎置于下方，防止托盘梁切断时从高处坠落损伤结构。

3 施工操作要点

3.1 千斤顶卸载

千斤顶卸载前，上部结构荷载由顶升设备支撑，原结构立柱均不受力，卸载过程就是将顶升设备上的荷载逐步转移至原结构立柱上的过程。在拆除千斤顶时，应根据建筑物受力情况进行对称拆除。

混凝土立柱连接完成并验收合格后即可进行上部结构荷载转换。通过PLC同步控制设备逐轴进行卸载，将结构上部荷载转移给连接完成的立柱。由于千斤顶卸载前被压死卡住，无法直接卸载，需要先对千斤顶加压，千斤顶加压按由小到大逐级加压，直到千斤顶螺旋可以松开时停止加压。

当千斤顶螺旋松开后就可以对千斤顶进行卸载，卸载按加载过程中各千斤顶压力值(P)作为基数，分别按75%P，50%P，25%P及0%P四级卸载，每级卸载完成后采集一遍各控制点的压力及应力应变数据，记录在卸载分级表内(见表1)。

表1 卸载分级(部分)

当千斤顶加压超过限定条件而千斤顶螺旋又不能松开时，则不再加压，采取直接凿除千斤顶上部灌浆料或者切割下滑梁的形式进行泄压拆除千斤顶。

3.2 过程监测

3.2.1监测原理

监测原理如图1所示。

图1 监测原理

3.2.2监测部位

由于各结构立柱已经连接完成，且达到设计强度，原结构与新址底板形成整体框架共同受力，因此各立柱的不均匀沉降、平面形状、加速度等平移施工中的动态过程监测数据均已固化，不会产生额外变化。本次卸载过程主要以应力应变作为主要监测对象，卸载过程是原结构立柱从不受力到承担上部结构荷载的过程，因此应力应变监测点均布设在各立柱上，如图2所示。

图2 应力应变片粘贴位置

3.2.3监测限值设定

以立柱C40混凝土为例，连接高度约为1m，进行荷载转换时，按立柱100%达到设计强度混凝土压缩0.58mm，纵向轴线的转换对相邻立柱产生的影响极小，因此卸载过程中需对立柱进行应力监测，预警值设定为设计强度的50%(300με)，报警值设定为设计强度的80%(480με)。

同时，在千斤顶加压过程中需要满足以下条件，否则不得继续加压：①故需保证原框架柱的拉应变不超过90；②千斤顶加载压力不能超过60MPa。

3.2.4监测频率

PLC同步控制卸载按75%P，50%P，25%P，0%P四级卸载，每级卸载完成后进行设备数据采集，监测频率也按75%P，50%P，25%P，0%P四级进行采集。

3.3 轨道梁拆除

3.3.1准备工作

1)380V三相电源、长度符合防水要求的电缆线，用于金刚石绳锯切割机。

2)220V电源及长度符合防水要求的电缆线，用于金刚石筒锯水钻机。

3)用于切割时的冷却水流。

3.3.2轨道梁打孔

1)切割轨道梁时，应沿轨道梁底部水平钻孔。

2)根据场地实际情况选择切割长度。将金刚石筒锯水钻机支架固定在轨道梁上，钻头需与地面保持平行并尽可能贴近地面，连接好冷却水管。

3)安装完成并检查后方可接通电源。

4)钻孔时施加在钻头上的力要均匀，不可过大。根据钻进深度，随时连接延长杆。钻头退出时仍需保持旋转，完全退出后才可关闭电源。

3.3.3安装绳锯

1)安装绳锯前要确认绳锯的方向，保证绳锯上的箭头和锯切方向一致。使用过的绳锯有可能看不清橡胶上的箭头方向，可以根据串珠上金刚石颗粒方向来识别。从已钻好的孔中穿入绳锯，注意在切割垂直面时，绳锯的运行方向必须沿着水平孔进入，从垂直孔中穿出。切割水平面时根据实际位置确定穿入方向。如果反穿使用，绳锯将有报废的可能。

2)绳锯需使用专用的铝制内螺纹绳锯接头。在连接前根据绳锯新旧使用程度要先将绳锯逆时针旋转，新绳旋转1圈/m，旧绳根据使用程度增加圈数，最多不超过3圈/m。

3)将绳锯两端的橡胶部分剥除，使两端裸露出的钢丝长度相加等于接头长度。两端裸露的钢丝插入接头，接头应和橡胶紧密连接无缝隙。用手动液压压接钳将接头扣压紧。扣压时，先将接头中部置于扣压钳内扣压，每转动90°扣压1次;然后将接头两端置于扣压钳中依次扣压;最后，将接头中部再次置于扣压钳中扣压。

3.3.4绳锯机安装

1)将绳锯机放置于待切割面前端约1～3m处。安放时应保证导轨与地面均匀接触，不能有明显的扭曲变形，保证导轨工作面无明显的水平误差，两边导轨无明显直线度误差。

2)在绳锯机侧后方约6～10m的位置放置操作台，要求操作员能清楚观察到绳锯机的运行情况。

3)安装完成后连接360V主电缆线和控制电缆线，要求牢固连接，不得松动。

4)将绳锯套在主飞轮上，通过控制台控制导向电机将主电机调整到合适位置，使绳锯在主飞轮上张紧。

3.3.5切割

1)首先应开始水平切割。如果先垂直切割，待垂直切割完成后，水平切割将因混凝土的自重往下压，导致无法再完成水平切割。

2)在切割时要时常检查冷却水的供应情况，一旦出现冷却水供应不到位，应立即停止切割，避免损坏串珠绳。

3)导向电机会根据预先设置参数在切割进行时不断调整驱动电机的位置，使绳锯始终保持张紧状态。操作人员要时刻注意驱动电机位置，在驱动电机即将到达导轨终点时停止切割；向后移动导轨后将驱动电机复位，重新开始切割。

3.4 托盘梁拆除

3.4.1施工顺序及部署

托盘梁按每延米进行切割，每个节段质量最大为3t；下滑道梁切割节段为2m，质量为2.5t；限位梁切割节段为1.2m，质量为3t。

托盘梁切割拆除前需先在托盘梁下设置钢板凳，钢板凳与托盘梁底间隙可用木模板或楔形块塞死，防止产生冲击。切割完成后利用叉车将节段外运，钢板凳再安装到下一需切割的部位，钢板凳如图3所示。

图3 钢板凳放置示意

在一些空间狭小部位，当制作的钢板凳无法布置时，应当在其下方使用汽车轮胎等减振物体，布置的数量及面积应使托盘梁卸载时不触碰到原结构，达到软着陆的目的。

托盘梁与柱连接节点位置预留5～10cm间距，防止切割时对立柱产生损坏，切割完成后由人工用空压机、电锤等机具对接合面进行凿除，然后修补。切割位置如图4所示。

图4 切割位置

3.4.2定位放线

对混凝土托盘梁及下轨道梁的割线位置进行定位放线，并对切割点进行标记，各切割段的标记点偏差不得超过20mm。

3.4.3割槽

在金刚绳挂牢的割线位置用工具掏一个能放进金刚绳的小槽，方便切割。

3.4.4固定绳锯机及导向轮(如需要)

用M16化学锚栓固定绳锯主脚架及辅助脚架,导向轮安装要稳定，轮的边缘一定要和穿绳孔的中心线对准，以确保切割面的有效切割速度，严格执行安装精度要求。

3.4.5安装绳索

根据已确定的切割形式将金刚石绳索按一定顺序穿入绳锯切割孔内，然后缠绕在主动轮及辅助轮上,注意绳子的方向应和主动轮驱动方向一致。

3.4.6相关操作系统连接及安全防护技术措施

根据现场情况,水、电、机械设备等相关管路的连接应正确规范、相对集中，走线摆放严格执行安全操作规程。绳索切割过程中，绳的运动方向前面一定用安全防护栏防护，并在一定区域内设安全标志。

3.4.7切割

启动电动机，通过控制盘调整主动轮提升张力，保证金刚石绳适当绷紧，供应循环冷却水，再启动另一个电动机，驱动主动轮带动金刚石绳索回转切割。切割过程中必须密切观察机座的稳定性，随时调整导向轮的偏移，以确保切割绳在同一个平面内。

3.4.8切割参数选择

切割过程中通过操作控制盘调整切割参数，确保金刚石绳运转线速度在20m/s左右，另一方面切割过程中应保证足够的冲洗液量，以保证对金刚石绳的冷却，并把磨削下来的粉屑带走。切割操作要做到速度稳定、参数稳定、设备稳定。

3.4.9切割过程中应注意的问题

如遇到发生卡绳、断绳等现象要有相应措施解决。安全防护措施一定要严格，避免断掉的金刚石绳索上的金刚石串珠飞出伤人。金刚石绳锯使用前须连接一个闭合的循环，其操作方法及步骤如下。

1)两头裸露钢丝绳长度=接头长度。

2)将两头裸露钢丝绳插入钢质接头，接头和相邻的串珠应无缝隙。

3)采用金刚石绳锯专用液压钳，将接头扣压紧。扣压时，先将接头中部置于液压钳内扣压，每转动90°扣压1次；然后将接头两端置于液压钳中依次扣压；最后，将接头中部再次置于液压中扣压。

4)扣压后检查接头，用角磨机等将飞边和毛刺去除干净。

3.5 墙柱修复

托盘梁拆除后人工将托盘梁保留的混凝土残渣进行凿除，截面清洗干净并涂刷界面剂后用砂浆进行修补，修补完成后按原房屋要求进行粉刷。

3.6 洞口修补

原结构外墙及内部剪力墙与托盘梁冲突位置处，在原结构墙开设有结构孔，待托盘梁拆除完成后需要对原孔洞进行修补。

洞口采用人工风镐凿出原结构钢筋≥12d，然后进行焊接连接，钢筋焊接接头满足规范单面焊10d、双面焊5d要求，采用C40细粒混凝土进行浇筑，浇筑口设置在模板内侧，高于切割面以上0.3m，混凝土浇筑时可利用混凝土泵管将混凝土导至浇筑位置，然后用混凝土装料箱进行盛接，运输至洞口后从上往下进行浇灌，然后用振捣棒进行振捣，保证浇筑面密实，如图5所示。