大跨度空间钢结构滑移施工要点探究

大跨度空间钢结构滑移施工要点探究

摘要本文首先对滑移施工技术做出了简要的概述，并针对大跨度空间钢结构滑移施工要点进行了探讨。以期通过本文的分析与研究，能够为大跨度空间钢结构施工技术的日益完善，提供出可供参考与借鉴的内容。

关键词大跨度空间钢结构；滑移施工；曲线滑移

1 滑移施工技术概述

所谓滑移施工技术，即是通过对牵引设备的操控，将若干稳定体依照轨道水平移动到所设定位置的施工工艺。此种滑移施工技术所具有的优势在于：能够有效解决吊装设备无法到达的施工位置，能够显著改善或解决在大跨度结构安裝过程中的难题。同时，此种滑移施工技术所应用到的施工场地较小，且对吊装设备的要求性偏低。但此种滑移施工技术也存在较为明显的缺点，即对结构平面的外刚度需求较大，不仅需要进行轨道的铺设，而且对多点牵拉过程中的同步操控性要求较强[1]。

2 滑移施工要点

2.1 滑移单元与胎架设计

首先，滑移单元。滑移单元的设定与划分，需要结合工程设计的结构形式，并同步参照所选取的结构滑移方式。对于滑移单元而言，对其进行划分的原则为：①滑移单元需为具有自稳定能力的结构体，或由加固加设所形成具有临时支撑作用的滑移单元，在滑移作业结束后，便应将临时支撑进行拆除处理。②所应用到的牵引设备，应具有充足的牵引能力。

其次，胎架设计。胎架依照结构形式可分为固定式拼装胎架或移动式滑移胎架两种。其中，固定式胎架类似于拼装平台，需要对结构自重、风荷载以及施工荷载等进行多方面的考量。而滑移式胎架则可转变成进行结构单元运送的平台，在进行设计阶段，也应对桁架荷载、临时活荷载、自己脚手架胎架自重等进行细致的考量。

2.2 滑移方式选取

在结构单元实施滑移作业阶段，为有效减少或降低滑移阻力，通常会选择滑动或滚动等方式。其中，滑动机构的构成成分为高分子材料所制成的“滑移垫”，摩擦系数处于0.03～0.05之间；而滚动机构则是通过多组车轮、滚轴以及滚棒等，构成可进行滚动的装置，其摩擦系数相对较小，通常在0.01～0.02之间，但需要综合考量多种影响因素，如牵引力方向以及实际施工环境等，因此，实际施工作业中的摩擦系数大致为0.1～0.2之间。

2.3 滑移轨道的设立

在施工作业前，应依照滑移方案，结合实际施工现场的环境条件等，精确设定滑移轨道的位置。通常情况下有两种方式。①进行支撑装置的架设（如柱顶托架的架设，且在托架上进行滑移轨道的铺设）。②在现有的结构构件中直接设立滑移轨道，即在梁或楼板位置处，都可以进行滑移轨道的架设。并且，针对钢结构的跨度情况，还应进行多种形式材质结构的选取。例如：大跨度钢结构应用钢轨；中等跨度钢结构应用槽钢或工字钢；而对于小跨度钢结构则可采用扁钢或角钢等。

在滑移轨道架设过程中，需要格外注意轨道下结构的加固问题。其中，结构加固可涵盖多种形式，如辅助桁架的架设、钢管支撑的增设等。同时，在对特重结构进行滑移作业时，也可通过枕木的铺设来降低或分散所形成的荷载。并且，当滑移轨道在铺设时确保误差处于合理标准下，才能实施铺设作业。例如：相同轨道轨顶高差应不超过1mm，且轨道接头位置的中心线偏差值也应控制在3mm 之内；除此之外，在滑移轨道两侧，可进行水平导向轮的设定，并将导向轮与滑移轨道的间距控制在10mm～20mm之间，并在轨道外表面进行润滑油或黄油的涂刷，以此降低摩擦所受到的阻力。

2.4 滑移牵引装置与牵引力计算

滑移作业在采用牵引装置时，可形成多种牵引方式，如推式、拉式以及牵引式等。其中，拉式主要是利用千斤顶或卷扬机在前侧的拉力作用，来进行与支承结构的分项设定。而采用推式或直接牵引的方式，则需要将机械装置安设在支承部位或支承单元的各个位置处。

牵引力计算中，牵引速度设定不超过1.0m/min时，由此所生成的牵引力便可划分成滑动摩擦与滚动摩擦两类算法。其中滑动摩擦的牵引力可表示为公式（1）：

F≥μ1γGc （1）

在此公式中，启动牵引力表现为F，μ1是滑动摩擦系数；γ常取值为1.5的安全储备系数，Gc是滑移单元重力荷载的标准值。

除此之外，滚动摩擦中对于牵引力的计算也可表示为公式（2）：

F≥（k/r1+μ2r/r1）γGc （2）

在此公式中，μ2是滚动摩擦系数，钢轨及钢轮的间距用取值为0.5mm的k 表示，而r则代表半径（r1为滚轮外半径，r为轴外半径）。

在牵引装置方面，可由千斤顶或卷扬机作为牵引装置，且在牵引形式上，也可区分为固定牵引形式与运动牵引形式两种。其中，通过在滑移轨道端头所设定

的卷扬机，对滑移单元实施水平性牵拉，可称其为固定牵引。在此过程中，需应用慢速卷扬机使牵引速度限定在1m/min以内，若滑移速度超出限定标准，则可通过减速滑轮车的加设来解决此类问题。与此同时，在牵引装置的选取上，液压千斤顶也是较为不错的选择设备。其不仅对位移的控制精度明显提升，且易于通过计算机进行控制，其缺点在于所消耗的时间过多。而运动牵引形式，是将水平油压的千斤顶，通过轨道夹具固定在水平位置的滑移轨道上，并通过对滑移单元进行水平的牵拉，来达到施工作业目的。

2.5 滑移同步控制措施

采用牵引设备进行滑移的同步控制，也涉及卷扬机与液压千斤顶等牵引装置的控制过程。其中，卷扬机可实行多台同步启动，并可进行独立作业的纠偏。同时，对滑轮组结构做出合理设计，使其在确保单绳牵拉力降低的过程中，促进多台卷扬机的牵拉力矩同步降低。而在采用液压千斤顶装置时，应将油压传感器安置与各个千斤顶上，以此确保构建安全。同时，利用主控计算机对现场作业进行实时性的网络监控，由此便于发现荷载所出现的变化现象，从而促进滑移施工作业的安全性能增强[2]。

3 结束语

总之，在大跨度空间钢结构滑移施工技术应用过程中，既要明确滑移施工要点与作业方式，又要针对作业形式的不同，选取还出明显差异性的牵引装置与同步牵引措施等。唯有如此，才能确保滑移施工技术愈加完善，也才能为工程项目的质量与安全，提供出良好的保障。

参考文献

[1] 牛犇.大跨度空间钢结构施工技术研究与监测[D].天津：天津大学，2014.

[2] 孙学根.大跨度空间钢结构施工过程力学分析与监控[D].合肥：合肥工业大学，2017.