大跨度钢桁架逐段累积滑移施工工法1

大跨度钢桁架逐段累积滑移施工工法

编制单位：中建国际建设公司

主要执笔人：

1前言

近些年来，特别是近十来年中国钢产量飞速增加，为我国建筑钢结构的发展提供了一个物质条件。2000年以后，国家政策鼓励用钢，发展钢结构建筑，涌现出一大批钢结构高层写字楼、大跨度场馆及公共建筑，如：北京国贸三期、鸟巢、哈尔滨会展中心等。其中部分大型大跨度场馆多采用“地面拼装、跨内高空吊装”以及“搭设拼装平台、高空散装”的方法进行安装，此类安装方法相对比较简单、实用、效率较高。但对于施工场地内受限制或存在地下室结构的大跨度结构，常规的“地面拼装、跨内高空吊装”的方法就行不通了，须另辟他径。

顶推滑移的施工方法是近年来解决大跨度钢结构安装的一个常用的方法,能很好地的解决大跨度桁架结构安装问题。

2特点

不需要通过对地下室结构进行加固，不受跨内其他结构的影响，采用滑移的方式将结构安装到设计图纸位置。

3适用范围

适用于施工场地内存在地下室或其他结构，导致起重机械无法进入施工区域或采用其他施工方法施工经济性不佳、对工期影响较大的大跨度钢结构。

4工艺原理

尽量利用大跨度钢结构的支撑结构（如混凝土结构柱、梁等）或增加临时轨道梁支撑，根据结构模拟计算需要设置滑移轨道梁或拼装胎架，在胎架上按照图纸要求进行拼装，拼装完成后向前顶推滑移，进行下一跨度区域桁架拼装，直至全部钢结构滑移完毕，最终进行卸载落位固定，完成结构安装完成工作。

5工艺流程及操作要点5.1工艺流程

5.2操作要点

⑴累积滑移安装方法分析及临时结构设计

①临时措施结构初步布置

仔细查阅土建施工图纸及钢结构图纸，掌握混凝土结构形式与钢结构相关联情况，确定滑移安装方法的可行性及施工部署，充分利用现有混凝土结构，进行滑移胎架、滑移轨道梁及滑移轨道梁支撑等临时措施结构初步布置；

②滑移轨道设置

根据临时措施结构初步布置，利用结构模拟计算软件，对滑移结构最不利工况（考虑风荷载、温度变化等）结构变形情况进行模拟计算，确定滑移轨道设置数量；

③临时措施结构设计

临时措施结构设计应包括拼装胎架设计、滑移轨道梁支撑设计、滑移轨道梁设计、轨道选型等，设计计算应充分考虑临时措施结构的强度、承载力、稳定性、变形情况、结构沉降、基础处理等，最终明确轨道梁支撑、滑移轨道梁、拼装胎架等具体布置、规格型号、连接方式、滑移轨道设计高度等情况；

根据滑移结构总吨位进行计算，确定顶推千斤顶规格、数量、设置位置等；

④专项施工方案编制及专家组评审

根据临时结构设计以及累积滑移安装部署，编制累积滑移专项施工方案，明确施工顺序、拼装方案、滑移指挥组织机构、测量与过程监测方案、应急预案、安全方案等。

为了保证滑移施工的结构安全及施工质量，大跨度累积滑移专项施工方案，需进行专家组进行评审；根据专家组评审意见进一步进行修改完善。

⑵临时结构措施安装

临时结构措施安装质量的好坏，是大跨度滑移施工一个非常重要的环节，应按照专项施工方案认真实施，保证临时结构基础处理、支撑安装偏差、节点连接质量及轨道标高、水平度误差控制等；临时结构措施安装完毕后，应组织各方进行验收；

①拼装胎架搭设

拼装胎架设计应根据施工现场地质勘探报告数据，进行基础设计，计算确定胎架在安装荷载的作用下的基础沉降量；胎架实际搭设中应根据实际基础沉降变形情况，同时对拼装胎架预留沉降余量；

高空拼装胎架搭设

②轨道梁安装

轨道梁安装应与桁架安装轴线保持一致，控制轨道梁标高精度，焊缝连接处应按一级焊缝进行探伤处理；

③轨道安装

轨道安装中心线应与桁架安装轴线保持一致，且按照设计标高进行安装；此外应考虑轨道的侧向稳定及滑移方向滑动控制，侧向稳定可按600mm间隔轨道两侧设置10mm挡板；轨道滑移方向防滑可按10m间距，轨道两侧设置10mm止动挡块，详见下图所示。

侧向稳定挡板滑移方向挡板相邻轨道间宜采取焊接连接，上表面需打磨光滑。

⑷高空拼装及设备安装

大跨度结构滑移安装质量完全取决于高空胎架上结构拼装精度控制，结构安装的标高、轴线位置、垂直度等控制应符合规范要求；

①结构侧向位移控制

考虑大跨度钢结构拼装单元拆除支撑后，由于结构的下挠变形，结构必定在与轨道垂直方向上发生位移；位移值根据跨度及结构下挠值等，进行模拟计算，最终确定对轨道所在轴线上受力结构设置反向变形。

高空拼装反变形竖向设置

拼装结构分步分级拆除支撑后，拼装结构在挠度变形的作用下，达到图纸要求的安装轴线要求。

支撑拆除后结构下挠变形

②拼装结构起拱

《钢结构设计规范》GB50017-2003中规定，屋盖梁或桁架设计允许偏差为l/500,大跨度钢屋盖施工中，可根据施工结构模拟分析的挠度变形及桁架分段情况，进行拼装施工折线起拱。

拼装施工结构折线起拱

在结构滑移支点处设置限位挡板，防止侧向位移，轨道与其两侧限位挡板间距各为15mm。

结构侧向位移限位挡板

结构滑移过程中，按照方案部署及时安装顶推设备，确保连接妥贴稳固。

⑸滑移前检查验收及拆除支撑

正式滑移前，对构件高空拼装情况进行检查，确保杆件安装及焊缝焊接完毕；然后按照方案确定的步骤进行拆除临时支撑，并在卸载过程中对结构变形进行观测，如有异常情况采取应急预案。

⑹计算机控制同步顶推滑移

①滑移前检查，临时支撑是否拆除完毕；滑移结构是否与胎架完全脱离；滑移系统工作是否正常；各岗位人员及监测仪器是否到位等；

②顶推滑移

滑移前检查检查各项工作符合滑移条件后，进行正式滑移。

千斤顶顶推力F设定，应按照当前拼装滑移重量计算得出；

F i =N

i

*f/m

F

i

为第i次滑移单元滑动某条轨道上每个千斤顶的顶推力；

N

i

为第i次滑移单元总重量在某条轨道上分配的支反力；

f为第i次滑移单元总重量在某条轨道上的摩擦力系数（考虑轨道上涂抹黄油，实际

计算中f取常数0.2）；

m为第i次滑移单元滑移时在某条轨道上安装的千斤顶数量；

每次顶推滑移开始时，为了克服瞬间加载产生的加速度对结构导致的不利影响，可按照计算确定的数值F

i

进行分n级次匀速加载；

当某条轨道上千斤顶顶推位置结构产生微小滑动时，停止此轨道千斤顶油泵加载，确定顶推力数值；继续进行其他轨道的千斤顶油泵的加载，直至所有轨道上顶推结构出现微小滑动，全部确定各条轨道的千斤顶顶推力数值；最终按照各条轨道的千斤顶顶推力数值同时起动所有油泵系统，开始向前进行滑移。

顶推滑移过程中