钢桁架高空轨道滑移施工应用

尹益飞，李成玉，吴小银

（1.武汉科技大学城市建设学院，武汉 430070；2.湖北科翼建筑科技研究有限公司，武汉 430345）

随着钢结构技术的发展，造型别致功能完善大型钢结构建筑得到普遍应用。然而，相应的结构跨度也设计得越来越大，工程实施的难度越来越高。一般工程可以采用的搭设脚手架原位拼接或者地面拼装使用起重机械吊装施工，然而在场地狭窄起伏，承载力不足以停放吊装设备的情况下，实施费用昂贵。在这样的工况下，地面拼装—吊车起吊—轨道滑移的施工工艺得到应用［1］。

中国人民解放军第二炮兵指挥学院综合运动中心体育馆总建筑面积33 138m2，上部设置游泳池设施，下有地下室，地上和地下建筑面积各占一半，建筑高度23.92m。结构形式为框架结构，分两种跨度：45 m（1～8轴）和48m（9～15轴），柱距为9m。

屋顶工程采用钢屋盖，部分区域为钢管立体桁架结构、部分区域采用钢梁。钢管桁架梁端上弦固定铰接于混凝土梁面，为倒三角形立体钢管桁架，上部横杆长4m。1～8轴上有6榀桁架，9～15轴上有7榀桁架，每榀桁架最大质量为18t。

1 钢结构施工方案

1.1 工程的特点

1）钢桁架最大跨度48m，安装的高度35.35m，建筑平面为矩形，两侧混凝土框架主梁跨度一致且梁顶面标高变化不大。混凝土主体结构在吊装钢桁架时已经完工。

2）构件自重和体积大，需要在现有场地进行加工。

3）场地狭长，临近其他建筑，建筑物下部设置地下室和坑槽，起重机无法自由行走。

1.2 滑行方案的基本原理

根据现有的条件，滑移施工相对于普通吊装施工更有利。其基本原理：在屋面的混凝土梁上安装钢轨道和滑车，桁架起吊至滑车上由牵引设备牵引滑车向待安装部位移动，到达待安装部位后，采用机械千斤顶将桁架顶起，拆除滑道，移走滑车，最后完成桁架的落位安装。

2 具体施工过程

2.1 施工准备

重点审查施工图纸，对施工方案进行梳理。对施工可能造成的冲突进行预案设计。现场1号位吊车位置距离4＃塔吊比较近，起吊可能由于操作摆动引起碰撞，对于可能带来危险的地方都事先做好预案。专家组对施工方案进行了评价和论证，对施工安全做出指导。

建筑物下方有地下室，吊车的停机位置应该位于轮廓线的外围，临近轮廓线的范围的下部土体经过验算有垮塌可能，施工前做了回填夯实处理、设置支撑并在停机处铺设厚钢板。1号位初步方案中采用260t汽车吊，停机点距离轮廓线较近，从安全的角度出发，将位置后移5m，采用了300t汽车吊。

通过验算施工荷载作用下的承载力选取合适的吊装索具，根据确定的吊装方案选择了吊装机械。钢管桁架经过检查验收后进行吊装施工，保证了质量。

2.2 滑移器具和辅助设备的安装

安装前复核定位轴线。在1－1、1－8、1－9、1－15主梁轴线上铺设滑轨。如图1，滑轨由32＃槽钢和两边焊接固定角钢组成，固定角钢间距为1m，滑轨的中心线保证与桁架落位点一致，以保证桁架的顺利就位。固定的两片角钢之间用螺栓连接，防止变形易于拆卸。钢轨滑道在落位支座处断开，如图2，该处的槽钢与相邻的槽钢通过连接件连接，便于拆卸和桁架的落位。

作为辅助设备，安全通道和护栏对于滑移的全程监控必不可少。沿着轴线一侧搭设1.2m宽的脚手架，供施工人员行走和监测小车的运行。在桁架上设置临时的护栏并且在下方设置防护网，方便施工人员解开吊绳同时能够保证安全。

2.3 吊装受力验算

2.3.1 吊装机械和器具

根据起升高度、臂长和起重量的要求，结合现场对起重半径的要求，选取300t汽车吊。

48m跨度的桁架采用两点起吊，吊点位于两端13m处，绳子水平角θ接近45°。选用ø30，6×37＋1的钢丝绳，公称抗拉强度为1 700N/mm2，钢丝绳拉断总和为580.5kN。经过冲击荷载计算钢丝绳满足要求。其他的吊装工具包括卡环和吊钩，均通过了验算［2］。

2.3.2 验算钢桁架在混凝土梁上滑行时梁的承载力

验算了混凝土梁的承载力，因为滑移施工并不包括在混凝土梁的设计中。具体对小车运行至梁跨中产生的弯矩和梁端负弯矩进行验算，对小车运行至端部时产生的剪力进行了验算［3］。

2.3.3 钢桁架的验算

吊装过程中保证桁架的受力和使用状态受力一致，考虑吊装过程中和滑行过程中的杆件受力变化产生的不利影响。在吊装过程中有部分杆件从拉杆变成压杆，而滑行过程中基本上和使用阶段的受力是一致的。吊装过程中，使用软件3d3s计算杆件内力，对压杆进行强度和稳定性验算。

2.4 滑移方案

2.4.1 滑车选择

选用能够调节角度偏移的CRA－8滑车，在两边滑行不同步的时候允许桁架有一定角度的偏离而避免桁架脱离小车托盘。

2.4.2 同步控制与监控

使用相同型号的受拉葫芦提供牵引力，严格控制滑行的速度，保证滑行平稳缓慢，便于监控和修正［4］。现场施工时平均速度在2m/min左右。

对滑轨进行距离标定，两侧的监控人员及时通过通讯设备汇报监控信息，由总指挥指导同步的调整。

2.4.3 落位固定

使用千斤顶和转换梁的方式将桁架托起，移走小车并拆掉落位处的滑轨，准确落位。千斤顶的位置、转化梁的尺寸均要经过受力方面的验算。桁架落位要控制垂直度偏差，初步固定，经过验收后进一步焊接固定。

3 安全和质量保证

1）通过预案和设置安保措施来降低施工中人员的安全风险，通过周密的验算保证构件的安全和施工进程。

2）准备工作充分，人员组织合理分工明确，信息交流应及时准确，无盲目施工。

3）构件焊接质量按照设计要求和规范验收合格后进行吊装。

4 结 语

该方案在混凝土主梁上设置滑轨进行滑移，既保证了施工的顺利完成又省略了支撑方案。同时，使用的机械和器具并不复杂，却收效良好。采用地面拼装—吊车起吊—轨道滑移施工流程，在合理的施工组织安排下，实现了流水作业，缩短工期减少机械的租赁费用。对比普通方法，高空滑移法施工减少了大量的脚手架，缩短工期一个月，节约工程费用约25万元，取得了较好的经济效益。

［1］ 陈 伟，吴碧野.大庆游泳馆钢结构滑移法施工技术［J］.低温建筑技术，2012（5）：68－69.

［2］ JGJ 276—2012.建筑施工起重吊装安全技术规范［S］.

［3］ GB 50010—2010.混凝土结构设计规范［S］.

［4］ 韦可高.大跨度钢桁架累计同步卷扬滑移施工技术［J］.山西建筑，2010（5）：160－161.