鋼桁架屋蓋施工技術(shù)研究

彭俊 周志志 黃展欣 朱蒙蒙 宋曉輝

摘 要：針對汕頭國瑞會展酒店項目會展中心鋼桁架屋蓋施工，介紹工程概況、施工總體思路、拼裝方案、滑移方案及施工技術(shù)特點。工程根據(jù)現(xiàn)場場地情況采用分段高空拼裝+頂推滑移的施工方案，相較于其他施工方案，具有施工方便、加快工期、減少成本等優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：鋼桁架;屋蓋;拼裝;滑移

一、工程概況

本工程對象為中國建筑第五工程局有限公司總承包的汕頭國瑞會展酒店項目裙樓宴會廳屋蓋鋼桁架結(jié)構(gòu)，如圖1-1示意。裙樓共4層，4層宴會廳上空為宴會廳屋蓋，屋蓋長為67.20米，寬為50.4米，屋蓋屋面標(biāo)高36.76m。

裙樓宴會廳三層板部位開始設(shè)置有型鋼混凝土桁架（標(biāo)高16m～37.8m），型鋼混凝土桁架預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)（五層板部位）采用后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力工藝。

裙樓宴會廳周邊設(shè)置有混凝土桁架，宴會廳屋頂結(jié)構(gòu)采取預(yù)應(yīng)力組合桁架結(jié)構(gòu)形式，上弦采用現(xiàn)澆混凝土和Ц520×250焊接槽型鋼組合截面，下弦、支座腹桿采用圓鋼管+預(yù)應(yīng)力鋼絞線，其余腹桿采用圓鋼管。

國瑞會展酒店裙樓宴會廳屋頂桁架結(jié)構(gòu)約500噸左右，由7榀鋼管桁架+1榀型鋼桁架及相應(yīng)支撐等次構(gòu)件組成。主鋼管桁架跨度50.4米，重量約為60噸，結(jié)構(gòu)材料主要為鋼管，如圖1-2所示：

對于鋼桁架屋蓋施工，一般情況下常采用地面拼裝+跨內(nèi)高處吊裝的方法，但由于國瑞會展酒店裙樓宴會廳屋蓋桁架結(jié)構(gòu)超長超重，安裝高度超過30m，完全懸空于兩個混凝土框架柱上，且裙樓內(nèi)場地受限，無法跨內(nèi)高處拼裝，綜合考慮下采用分段高空拼裝+頂推滑移的施工方案。

二、施工總體思路

汕頭國瑞會展酒店裙樓宴會廳屋頂桁架結(jié)構(gòu)超長超重，安裝高度超過30m，完全懸空于兩個混凝土框架柱上，且裙樓地下為2層地下室。因此，需要合理經(jīng)濟的施工方案，以保證該鋼結(jié)構(gòu)施工的安全經(jīng)濟。在制定施工方案時綜合考慮地下室頂板結(jié)構(gòu)安全及現(xiàn)場吊裝、工廠拼裝、運輸和現(xiàn)場拼裝等多方面因素，采用高空拼裝+頂推滑移作為該項目的施工方案。

先在北側(cè)場地利用350t履帶吊將裙樓北側(cè)鋼架吊裝完成，然后交由土建完成四層混凝土樓板后，在宴會廳四層南側(cè)搭設(shè)支撐胎架，利用350t履帶吊在建筑主體結(jié)構(gòu)南側(cè)，將地面拼裝的3段桁架構(gòu)件吊至支撐胎架上，在支撐胎架上組裝完整的第一榀主桁架，然后在主桁架的2個鋼柱根部，安裝液壓滑移頂推器，在頂推器的作用下，整體往前滑移到設(shè)計位置。重復(fù)上面操作，直到所有桁架結(jié)構(gòu)滑移就位，如圖2-1所示。

采用該施工方案能夠確保50.40米跨的主桁架整體安裝順利進行，也便于對構(gòu)件的質(zhì)量控制。且該方案可避免大噸位吊車在地下室頂板上開行，能減少施工措施費用，綜合計算成本相對較低，便于流水作業(yè)，有利于減少工程施工的費用和工期。

三、拼裝方案

根據(jù)道路運輸限制及經(jīng)濟性分析，本工程屋頂桁架鋼結(jié)構(gòu)將主要進行散件運輸，運輸至現(xiàn)場進行拼裝。具體選擇在宴會廳南側(cè)的空地進行分段拼裝，然后通過履帶吊直接吊裝在四層的拼裝胎架上進行整體拼裝。

為實現(xiàn)鋼桁架高空拼裝和焊接施工，用普通腳手架鋼管在四層樓面搭設(shè)拼裝腳手架臨時操作平臺。鋼架支撐胎架柱腳處，做140mm高度的一段短柱，用4M20普通螺栓連接，在桁架高空拼裝完成后，先用鋼架支撐胎架下面的4個20噸液壓千斤頂適當(dāng)頂起桁架，接著松開普通螺栓，拿掉140mm高的短柱，慢慢下放液壓千斤頂，直至鋼架支撐胎架脫離鋼桁架，接著利用履帶吊將上面的支撐胎架移開，然后才能開始鋼桁架的滑移操作。

四、滑移方案

先在北側(cè)場地利用350噸履帶吊吊裝完成裙樓最北側(cè)型鋼鋼架（該型鋼鋼架采用350噸履帶吊進行散件高空拼裝方式進行吊裝）。先在裙樓四層南側(cè)搭建鋼桁架拼裝臨時操作平臺和支撐胎架。待35.0米標(biāo)高處混凝土梁養(yǎng)護達到設(shè)計強度后，在裙樓宴會廳東西兩側(cè)混凝土框架梁上鋪設(shè)滑移軌道。350噸履帶吊站在裙樓主體南側(cè)，直接從拼裝場地往支撐胎架上吊裝中間分段桁架，做好斜支撐并拉纜風(fēng)繩。繼續(xù)吊裝兩邊分段桁架到支撐胎架上，直到拼裝完成整個鋼桁架。在第一個主桁架的2個鋼柱根部，安裝液壓滑移頂推器，在頂推器的作用下，整體往前滑移到設(shè)計位置。對滑移到位置的鋼桁架進行卸載，安裝到位，安裝完成后，用纜風(fēng)繩對鋼桁架主體進行臨時固定，防止主體結(jié)構(gòu)在風(fēng)的作用下出現(xiàn)大的晃動，影響結(jié)構(gòu)安全，按以上步驟，依次完成其他所有鋼桁架的拼裝和滑移、卸載、安裝工作。

本項目總共進行6次液壓滑移工作，第一次滑移第一榀桁架結(jié)構(gòu)，滑移距離為43.2m;第二次滑移第二榀桁架結(jié)構(gòu)，滑移距離36.0m;第三次滑移第三榀桁架結(jié)構(gòu)，滑移距離28.8m;第四次滑移第四榀桁架結(jié)構(gòu)，滑移距離為21.6m;第五次滑移第五榀桁架結(jié)構(gòu)，滑移距離為14.4m;第六次滑移第六榀桁架結(jié)構(gòu)，滑移距離為7.2m;累積滑移距離151.2m，累積滑移重量約500t。

出于結(jié)構(gòu)安全考慮，桁架在滑移過程中，需對桁架上弦桿的槽型梁和整體穩(wěn)定性進行加強處理，主要有如下三個加強措施：

（一）在上弦桿槽型梁上方增加綴板，加強其抗壓能力，提高穩(wěn)定性;

（二）在上弦桿槽型梁內(nèi)部增加隔板，加強局部抗壓能力，提高穩(wěn)定性;

（三）在上弦桿槽型梁之間增設(shè)交叉圓鋼支撐，直徑20mm，采用花籃螺栓連接。

為保證滑移軌道頂面的水平度，降低滑動摩擦系數(shù)，滑移梁及滑移軌道在制作安裝時，應(yīng)做到：

1、滑移軌道采用43kg型熱軋鋼軌;

2、滑移軌道間距根據(jù)胎架支柱中心位置定位;

3、軌道采用壓板與滑移梁上預(yù)埋鋼板連接，壓板間距800mm;

4、單根軌道上表面水平度應(yīng)小于L/1000;

5、軌道分段接頭處高差允許偏差應(yīng)小于1mm;

6、軌道下應(yīng)使用鋼墊板找平墊實;

支座安裝就位前應(yīng)涂抹黃油，滑移前軌道上平面涂抹黃油。

五、本工程鋼桁架施工技術(shù)特點

本工程鋼桁架屋蓋滑移應(yīng)用液壓同步滑移技術(shù)，使用液壓爬行器為滑移驅(qū)動設(shè)備。液壓爬行器為組合式結(jié)構(gòu)，一端以楔型夾塊和滑移軌道連接，另一端以鉸接點形式跟滑移胎架或構(gòu)件連接，兩端之間利用液壓油缸驅(qū)動爬行。

本工程液壓滑移系統(tǒng)具有如下特點：

（一）液壓爬行器體積小、自重輕、頂推能力大，尤其適宜于在室內(nèi)進行大噸位構(gòu)件、設(shè)備水平滑移;

（二）拋棄傳統(tǒng)反力架，采用夾緊器夾緊軌道，充當(dāng)自動移位反力架進行推移;

（三）可多點推拉，分散對下部支承結(jié)構(gòu)的水平載荷;

（四）液壓爬行器與被推移物為剛性連接，傳力更直接，就位準(zhǔn)確性更高;

（五）工作可靠性好，故障率低;

（六）液壓爬行器具有逆向運動自鎖性，使得滑移過程十分安全，并且滑移構(gòu)件可以在滑移過程中的任意位置長期進行可靠鎖定動作;

（七）設(shè)備自動化程度高，操作方便靈活，安全性更好，可靠性更高。

六、結(jié)語

本文對汕頭國瑞會展酒店項目會展中心屋蓋鋼桁架拼裝及滑移施工工藝進行介紹，闡述了施工總體思路、拼裝方案、滑移方案及其技術(shù)特點。采用高空拼裝+頂推滑移作為該項目的施工方案，該方案可避免大噸位吊車在地下室頂板上開行，保證結(jié)構(gòu)安全，且有效減少施工措施費用，綜合計算成本相對較低，便于流水作業(yè)，有利于減少工程施工的費用和工期。

參考文獻：

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