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【摘 要】本文论述了高空分段拼装、液压同步累积滑移施工技术在即墨省级经济开发区蓝色新区体育中心工程的成功应用，并针对大跨度异型不等标高钢结构空间管桁架施工中的高空分段组装、滑轨系统、砼梁加固、滑移设备及同步控制等施工技术进行介绍。经实践证明，该施工方法能够高效、经济的提高大跨度钢结构施工质量及安全，取得了良好的社会效益及经济效益，达到了预期目标。
【关键词】大跨度；钢结构桁架；滑移轨道；同步累积滑移
【中图分类号】TU745.2 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）08-0095-03
大跨度结构往往是衡量一个国家或地区建筑技术水平的重要标志。随着国家经济实力的增强和社会发展的需要，新材料和新技术在大跨度钢结构中得到了广泛应用，我国的大跨度钢结构也得到了迅猛发展。其中空间立体桁架结构体系其形体呈三维空间状，并在荷载作用下显示出三维受力特性、呈立体工作状态，比较典型的就是大跨度钢结构屋盖。如网架、网壳、管桁架等钢结构等，这些已经应用到了机场、展览馆、体育场馆等大型公共建筑中。对于大型空间立体管桁架安装技术难点，整体累积滑移施工技术能有效的解决了钢结构跨度大、重量重、造型不规则等难点，保证施工质量及人员安全的同时缩短建设周期。
即墨省级经济开发区蓝色新区体育中心工程正是通过应用累积滑移施工技术建设的大型体育场馆工程。
1.工程概况
即墨体育中心工程位于即墨省级经济开发区蓝色新区，工程建筑面积51091m2，由体育场、游泳馆-体育馆两部分组成，钢结构屋架为空间立体桁架结构体系，结构用钢量3500t。
馆区钢屋架平面投影长度210m，宽度123m，结构杆件中心线最高点高度29.50m。主要由24榀主桁架组成，其中20榀为倒三角形桁架，4榀为平面桁架，钢桁架跨度达到81m，每榀间距为9m。钢桁架最大管径Φ500mm，最大壁厚25mm。整个钢屋架造型独特，整体结构成弧形状，具有跨度大、结构形式不对称、形式复杂，且钢桁架纵、横轴线均不等标高等特点。
图1 体育中心效果图
2.方案选取
本工程钢桁架跨度大，单榀主桁架重约60t，支座多达122个，且纵、横双向轴线支座标高均不统一，最大高差15.394m。空间立体桁架造型复杂，高空组装、焊接工作量巨大，不利于质量、安全及工期控制，又考虑到现场场地条件狭小及减小各工序交叉作业影响，并结合结构形式特点，充分利用现场已有结构，最终采用高空分段组装、液压同步累积滑移的施工技术安装。
此方案占用施工场地少，能够有效减少使用脚手架面积，降低各工序交叉作业影响；搭设的脚手架操作平台有利于保证桁架组装、焊接质量，增加施工人员的安全度；避免大型吊装机械的应用；可提高工作效率，降低施工成本，推动工期进度。
3.滑移施工流程
（1）组合式支撑架及高空组装平台搭设；
（2）滑移轨道安装及砼梁加固；
（3）高空主、次桁架组装、焊接形成滑移单元；
（4） 液压同步滑移系统安装；
（4）同步液压累积滑移。
4.施工关键技术及要点
4.1 支撑体系设计
根据结构形式特点，在馆区结构南侧端部B-D轴/18～30轴区域搭设满堂脚手架高空组装操作平台，平台宽16m。并在主桁架对接合拢位置设置组合式支撑架,支撑主桁架，在组合式支撑架顶部设置定位胎架，对主桁架下弦进行定位固定，并辅以全站仪进行精确测量，保证桁架空间定位准确。
支撑架为组合式支撑体系，标准节组合尺寸为1m（长）×1m（宽）×1.5m（高）。本标准节由单片式组合而成，采用法兰连接，可根据需要扩展为1m为模数的任意组合，具有方便运输、拆卸等优点。
图2 支撑体系及拼装平台示意图
4.2 滑移轨道系统设计
利用现场已有21轴、30轴砼连系梁及32轴落地端支座，设置三条滑移轨道。B-Y轴192m通长布置，滑移轨道采用Q235B[16a制作。因砼连系梁呈弧形结构，若直接设置弧形滑移轨道，会给滑移施工带来困难，为便于施工，采用Q345B□250*150*12方管找平。
滑靴设计：轨道与桁架支座的有效连接通过支座焊接滑靴进行解决，滑靴采用“雪橇式”650*100*70钢垫块。选用“雪橇式”可有效防止与两侧滑道侧壁出现“卡轨”，以及因轨道不平整出现“啃轨”现象。
滑靴与轨道及支座三者中心线须重合，以减小滑移过程中支座因受到偏心力而产生不利影响。
轨道设计：滑移轨道在滑移过程中起承重、导向和横向限制滑靴水平位移作用，为保证滑移轨道在滑移过程中不产生侧向变形，采用两侧对称焊接侧挡板形式进行加强，间距为450mm，起到对槽钢翼缘加固、以及抵抗滑靴可能的侧向推力。
每条滑轨侧挡板的起始安装位置应在同一轴线位置，并在每条轴线位置处重新设置起始点，以减小累积误差，满足滑移同步性要求。
图3 找平方管及侧挡板布置示意图
轨道与砼梁通过砼梁预埋钢板连接，为保证滑移轨道顺直度，降低滑移摩擦力，轨道中心线与砼梁中心线偏移度控制在3mm以内；轨道安装标高偏差控制在2mm以内；轨道各分段接头处的焊缝要求打磨平整，高差控制在1mm以内。滑移前对轨道进行全面清理，并涂抹黄油润滑轨道，减少滑移过程所产生的阻力。
4.3 砼梁加固设计
砼连系梁承载力通过验算，不能满足滑移承载要求，须进行加固处理。通过建立加固计算模型的方法，同时施加荷载后的计算结果，对砼连系梁加固采用φ219×8钢管。为保证不对砼梁造成损伤破坏，采用不植筋“人”字撑形式进行加固。
图6 焊接顺序示意图
4.5 顶推驱动设备及设计
“液压同步顶推滑移技术”采用液压顶推器作为滑移驱动设备。顶推器选用步进式液压顶推器，顶推器采用组合式设计，通过后部顶紧装置与滑道连接，前部通过销轴及连接耳板与被推移结构连接，中间利用主液压缸产生驱动顶推反力，从而实现与之连接的被推移结构向前平移。此设备的反力结构利用滑道设置，省去了反力点的加固问题。
图8 顶推设备布置示意图
4.6 计算机同步控制系统
液压同步累积滑移施工技术选用传感监测和计算机集中控制系统，通过系统数据反馈和控制指令，可实现同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作封闭、过程显示和故障报警等功能。
本工程的液压同步顶推滑移系统设备采用CAN总线控制、以及从主控制器到液压顶推器的三级控制，实现了对系统中每一个液压顶推器的独立实时监控和调整，从而使得液压同步滑移过程的同步控制精度更高，更加及时、可控和安全。
操作人员可在中央控制室通过液压同步计算机控制系统人机界面进行液压顶推过程及相关数据的观察和控制指令的发布。
通过计算机人机界面的操作，可以实现自动控制、顺控（单行程动作）、手动控制以及单台顶推器的点动操作，从而达到钢结构整体滑移安装工艺中所需要的同步滑移、安装就位调整、单点毫米级微调等特殊要求。
图10 计算机控制系统
5.结语
本工程采用模拟分析、现场监测、信息化控制等核心技术，安全、高质量、顺利地完成了施工任务的同时，取得了显著的技术、经济效益，达到了制定的目标要求，保证了施工总体部署的实现。本文针对大跨度钢结构空间管桁架滑移施工技术进行了探讨，所采取的一系列措施为施工提供了必要的技术保证与支持，对于大跨度、不等标高、异型钢桁架的同步控制积累了经验，收到了理想的效果，让大跨度钢结构的施工更加安全、高效和经济。
参考文献
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[4]叶可明,范庆国，胡玉银.建设工程施工新技术应用案例（“十五”期间）[M].中国建筑工业出版社,2007.
论文作者:栾云鹏
论文发表刊物:《建筑知识》2017年8期
论文发表时间:2017/6/20
标签：桁架论文; 钢结构论文; 轨道论文; 液压论文; 结构论文; 支座论文; 施工技术论文; 《建筑知识》2017年8期论文;