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建筑钢结构滑移施工技术的运用

2024-07-09魏飞

大众科学 2024年5期
关键词:钢结构建筑工程

魏飞

摘 要: 建筑钢结构滑移施工技术可满足多种建筑工程的施工需要,整体的适应性良好,能够快速完成钢结构安装施工作业,具有较高的应用价值。为提高滑移施工技术的应用效果,保障钢结构的安全性与稳定性,施工单位需要严格按照技术规范施工作业。以某项目工程为例,对钢结构滑移施工中安装的支撑结构和措施、施工工艺中的技术要点,以及施工过程中需要监测的内容进行了探究,以期为相似工程钢结构安装施工提供参考,切实发挥滑移施工技术的功能作用,以此推动建筑事业持续发展。

关键词: 建筑工程 钢结构 滑移技术 支撑结构

中图分类号: TU32文献标识码: A文章编号: 1679-3567(2024)05-0043-03

Application of Sliding Construction Technology in Building Steel Structures

WEI Fei

Changjiang Jinggong Steel Building (Group) Co., Ltd., Luan, Anhui Province, 237005 China

Abstract: The sliding construction technology of building steel structures can meet the construction needs of various building projects, with good overall adaptability, and it can quickly complete the installation and construc‐tion of steel structures, with high application value. In order to improve the application effect of sliding construction technology and ensure the safety and stability of steel structures, the construction unit needs to strictly follow tech‐nical specifications for construction. This article takes a project as an example, and explores installed supporting structures and measures in the sliding construction of steel structures, technical points in construction technology, and the content that needs to be monitored in the construction process, in order to provide reference for the instal‐lation and construction of steel structures in similar projects, effectively play the role of sliding construction technol‐ogy, and promote the sustainable development of the construction industry.

Key Words: Construction engineering; Steel structure; Sliding technology; Supporting structure

钢结构是现代建筑工程施工中一种常用的框架结构,其具有自重轻、抗震性强、稳定性好和施工方便等特点,在多种建筑工程项目中得到了广泛应用。在一些大跨度建筑钢结构施工中,合理运用滑移施工技术能够快速、安全、高效安装钢结构,充分利用多种先进技术,通过人机联动的方式安全控制施工过程,有效提高了建筑工程施工质量,为后续阶段顺利开展各项施工作业提供了良好条件。

1 建筑钢结构滑移施工技术优势

滑移法是建筑钢结构施工中比较常用的施工方法。以往大跨度建筑钢结构施工时,主要采用地面拼装、高空散装的方法进行安装,对作业空间要求较大。有些施工现场的空间有限,所以会采用滑移施工和整体提升的作业方式,能够获得良好施工效果。钢结构滑移施工中也会受到较多因素的影响,容易出现轨道变形或者承载力不达标的情况,需要在施工前做好准确计算和施工安全分析,并与多种先进技术联合作业,以进一步提高钢结构滑移施工质量和水平。

2 钢结构滑移施工模拟分析

2.1 工艺特点分析

钢结构滑移施工是指钢构件在先前设计的轨道上滑移到现在的位置上,不同单元可以在空中进行组装拼接,从而完成钢结构整体安装。钢构件可以在地面上安装,而后在房顶结构上滑移,也可以吊装到安装位置后进行高空拼装,成为完整结构后滑移施工[1]。该施工工艺的灵活性比较强,受到场地空间限制的影响较小,能够根据建筑工程实际需要合理拼装和滑移施工,可以保障作业过程的安全可靠,而且无需投入较多成本,在多种类型建筑项目工程中得到了良好应用。

2.2 结构滑移单元的分解

为保证建筑钢结构滑移施工质量和效果,通常需要分解钢结构,使其成为不同的滑移单位,便于整体结构安装施工。由于建筑钢结构形式多样,在分解平面平行结构时,能够将整个钢结构体系分解成腹杆、撑杆和弦杆等单元,主要运用平面或者曲面滑行的方式安装施工;在分解不平行结构时,可以分解为径向桁架和环向桁架,主要运用高空旋转的方式安装施工。由于不同建筑工程结构形式存在差异,通常会根据结构特点采用适宜的方式分解单元,常见方式主要有单向单榀、单向多榀、双向单榀、双向多榀四种[2]。

3 建筑钢结构滑移施工技术的实践应用分析

3.1 项目工程分析

某工程为大厦改造工程,将大厦原结构中的玻璃顶和左右两侧的屋面结构改造为钢结构穹顶。由于该工程周围的施工场地比较小,大型吊车无法接入施工现场,但是小型吊车不能满足该工程钢结构施工需要,而本工程中的钢结构穹顶其质量比较小,所以采用牵引式滑移施工方法。该技术方法对施工场地的空间大小没有较高要求,还可以减少架设工具的数量,降低高空作业风险,同时也不会影响建筑工程土建施工,具有施工速度快和投入成本低的优势。

3.2 支撑结构安装

3.2.1 安装滑移轨道

滑移轨道是建筑钢结构滑移施工中的基础部分,应用时可以限制钢构件水平位移,便于滑移施工顺利进行。本工程安装的滑移轨道主要为H型钢材料,将其支撑在支架结构上,轨道具体规格参数和支撑设置情况,需要联系工程实际、整合多种数据资料进行准确计算。在实际铺设轨道时应注重控制误差问题,保证同一条轨道的顶部高度差<1 mm,接头部位中心线的偏差需<3 mm。一般可以在轨道侧面标注长度,并在轨道表面涂抹润滑油,便于同步施工作业,减少摩擦阻力产生[3]。

3.2.2 轨道支座回顶

先要确定滑移轨道安装的支座点,精准计算设置位置后,设计单位需要进行检测复核,而后在屋面层设置回顶措施,具体操作时需要采用HW轨道支座回顶措施,选择尺寸为300 mm×300 mm的钢材料,支撑在该工程屋面支座点下方,将其作为回顶立柱,不同立柱之间的距离为9 m,为防止出现位移现象,需要使用膨胀螺栓进行固定处理,将其底部与楼板连接固定,顶部与该工程原结构钢梁部位相连,采用焊接技术连接处理,可保证连接的紧密性。

3.2.3 滑移牵引装置设置

滑移牵引装置是关系到滑移施工效果的重要装置,本工程钢结构跨度为24 m,其属于中等跨度,在施工期间主要运用卷扬机进行牵引施工,在卷扬机驱动作用下完成钢结构牵引。本工程所用的卷扬机主要布置在滑移轨道的端头位置,牵拉滑移单元,让钢结构呈水平移动状态。为防止所用设备在牵引期间出现移动情况,还应进行固定处理,根据整个工程牵引施工要求,计算钢构件重量,从而确定固定端的结构荷载以及支座结构的反作用力,使其可以满足滑移牵引施工需要,保障整个施工期间的安全稳定[4]。本工程牵引施工中主要运用两台卷扬机,为保证牵引效果,要求两台设备同频作业。

3.3 施工工艺的技术要点

3.3.1 滑移施工流程

具体施工之前,施工单位需要做好现场勘察工作,了解现场环境条件与钢结构特点,确定后续施工方案。先要将钢构件运输到专门的拼装区域进行拼装处理,拼装完成后按照滑移施工技术要求,采用整体滑移的方式安装屋顶结构。在大堂内部搭设脚手架,为施工人员提供安全稳定的作业空间。钢结构安装施工完成后还需要进行纠偏处理,确定达到设计要求后卸载滑移轨道,整个过程应重视变形监测。

3.3.2 设备选型与工况分析

(1)设备选型与安装。钢结构吊装过程中主要采用25 t汽车起重机进行相关作业,在起重期间选择枕木为支垫,垫块下方还需要铺设钢垫板,保证基础结构部位的强度与稳定性。在起吊过程中需要安排专业人员指挥吊装工作,确保能够有序完成吊装作业。同时,在吊装之前还需要根据钢结构的质量、吊具的质量来计算起吊的总体重量,以此为依据计算提升荷载,从而设置吊装机械设备的运行参数,保证提升能力,为顺利吊装打好基础。同时,根据现场情况确定滑移轨道的位置,而后安装牵引卷扬机,最后完成固定工作。

(2)屋面构件预拼装与安装。本工程主梁结构跨度为24 m,共4榀,为方便运输与安装,采用分段拼接方式,提前在工厂制作完成后,运输到现场预拼装位置进行拼装和焊接,而后整体滑移安装。实际安装屋面的过程中,先安装第1榀主梁到指定位置,然后按照设计要求吊装第2榀主梁到要求位置,连接1、2榀之间的钢结构,安装完成后依次进行第3榀和第4榀的钢梁安装。钢结构焊接过程中应保证焊接质量,施工完成后需要采用超声波探伤检测方法检验钢结构的焊接情况,确定达到工程质量验收标准后才能进行后续施工。

3.4 钢结构滑移

3.4.1 钢结构安装滑移要点

钢结构滑移施工期间应明确具体操作流程,按照施工设计方案规范、有序完成施工作业。安装固定好施工中所用的机械设备后,按照一定顺序依次完成钢结构穹顶滑移施工作业,应确定每榀主梁之间的距离,利用卷扬机和滑移牵引主梁结构,待每一榀主梁达到指定位置后需要焊接固定。整个过程需要使用先进焊接技术,保证整体焊接质量[5]。

3.4.2 滑移纠偏

钢结构滑移施工期间会受到多方面因素的影响,如牵引力大小和滑移速度等,若没有严格把控则会产生偏移问题,为保证建筑钢结构滑移施工质量,应及时纠偏处理。如果偏差<5 cm,可以在滑移期间纠正处理,发生较大偏移一侧的导轨先滑移一段距离,偏移较小的一侧导轨后滑移,反复多次调整后可以让钢结构滑移轴线恢复正常。但若是偏差>5 cm,则需要借助手拉葫芦与卷扬机配合纠偏。施工期间一旦发生偏移情况,应及时处理,否则会影响滑移安装质量。

3.5 钢结构卸载

钢结构屋顶结构滑移到达设计位置后,需要使用千斤顶进行顶升处理,将钢构件移出滑轨区域,再将支架放置在要求位置,回落千斤顶安装钢屋架,保证屋顶结构位置准确。安装施工完成后需要及时卸载施工中的辅助措施,该过程也使用千斤顶来完成,应提前计算重量,确定千斤顶的型号规格和具体数量,若轨道高度过高,则可以通过分段卸载的方式顺利完成卸载工作,也可根据实际情况选择适宜的操作设备。具体操作过程中,施工人员应了解拆卸轨道的具体顺序,分多次卸载,并控制卸载行程,保证整个操作过程的安全性。

3.6 施工过程监测

3.6.1 钢梁变形监测

建筑钢结构滑移施工期间应注重质量监测,分析钢梁结构是否出现变形情况,应选择适宜位置作为钢梁变形测量点,本工程选择在钢梁的两端和跨中位置布置监测点,使用水准仪和塔尺测量滑移施工期间钢梁各项参数的变化情况,通过数据采集可动态分析钢梁的变形情况,根据监测结果能够确定钢梁整体施工质量,及时发现异常并进行相应处理,以免出现严重变形现象影响工程整体结构的稳定性。

3.6.2 滑移偏移监测

本工程运用两台卷扬机牵引钢结构滑移,容易受到牵引力和摩擦力的影响而出现偏移情况,需要施工人员及时发现并调整,完成同步滑移作业。可以在滑移轨道上设置刻度参数,安排专业人员观测两条轨道的滑移记录,及时汇报给现场指挥控制人员,若两者差异超过20 mm时应及时预警,如果超出允许偏差范围,则应立即停止滑移施工,及时纠偏处理。实际监测过程中,也要合理选择测量位置,一般会在钢梁跨中架设三脚架,使用全站仪全面测量相关数据。应提前设置仪器参数,选择适宜模式,进入操作界面确定测量位置的坐标值,再进行后视定位后测量滑移偏移,根据测量数值制定针对性强的纠偏措施,保证滑移施工质量。

4 结语

钢结构滑移施工在一些场地空间受限的建筑工程项目中较为常用,可满足大跨度、大质量构件的安装要求。滑移施工技术在应用期间,施工单位需要协调好人员、机械、材料和技术方法之间的关系,根据建筑工程实际情况,分析钢结构施工中的重难点,并制订切实、可行的施工方案,将建筑钢结构滑移施工技术落到实处,以提高建筑钢结构施工质量和效率。

参考文献

[1]王彦军,高雄建,李婉芮.钢结构滑移施工技术应用研究[J].中文科技期刊数据库(引文版)工程技术, 2023(3):115-118.

[2]王海燕.钢结构滑移施工技术研究[J].中国建筑金属结构,2022(4):32-33.

[3]张志凯,钱海滨,于海泽,等.城市更新工程屋面采光顶钢结构滑移施工关键技术研究[J].中国建筑装饰装修,2023(21):174-176.

[4]杨尊林,徐勇,段涛,等.大型商业综合体钢结构连廊滑移施工技术研究[J].工程技术研究,2023,8(15): 85-87.

[5]茹佳伟,于淼,李鑫睿,等.大跨度内庭钢结构连廊滑移施工技术[J].施工技术(中英文),2022,51(10): 130-134.

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