穹形网壳钢结构屋架滑移安装工艺技术_贺军平.pdf

Construction&DesignForProject工程建设与设计1引言随着建筑行业的快速发展，建筑结构外形不断向复杂化、多样性转变，而为了更好地呈现建筑外形特点，一般采用钢结构。钢结构具有施工简单、可塑性强等优点。钢结构加工、安装施工方法多样，选择时应结合施工现场的环境及钢结构具体的设计图进行确定。本文主要结合环县国贸新天地1#（商业综合体）1中庭采光顶滑移安装专项施工方案浅析钢结构滑移工艺中结构直接滑移、手拉葫芦牵引法、液压顶推滑移安装的施工工艺。2工程概况环县国贸新天地1#（商业综合体）中庭采光顶钢结构位于裙房9-13/X-T轴线屋面处（标高：25.7 m），结构的外形为椭圆形空间网壳结构2，其外形特征由中间呈椭圆形的穹顶网壳和附属网格结构两部分组成，南北直径34.8 m，东西直径33.8 m，穹顶高4.7 m，穹顶总质量为90 t。3工艺选定通过对现场情况反复勘察可知：1）场地四周的4部塔吊均不能覆盖采光顶施工部位，中厅钢结构安装难度很大，施工技术条件很差。现场现有的塔吊由于工作覆盖范围和远端起吊重量的限制，不能满足钢结构安装的要求。2）从中厅地下室顶板至屋面柱顶的高度为25.7 m，而且中厅下部并非从底到顶全部中空，2层楼面板向中厅挑出一个柱距（8.7 m），同时2层、3层、4层楼面板在四周均有不同程度的挑板，因而先原位地面拼装再整体提升的方案不可行。【作者简介】贺军平（1973），男，甘肃景泰人，高级工程师，从事建筑施工技术研究。穹形网壳钢结构屋架滑移安装工艺技术Sliding Installation Technology of Roof Frame of Steel Structure withDome Reticulated Shell贺军平1，何宗锋2（甘肃第一建设集团有限责任公司，兰州 730000）HE Jun-ping1,HEZong-feng2(GansuFirstConstructionGroupCo.Ltd.,Lanzhou730000,China)【摘要】环县国贸 新天地 1#（商业综合体）工程裙房中厅采光顶采用网壳钢结构屋面，施工中采用平面滑移技术进行安装，在裙房屋面空地处预先进行拼装，搭设轨道，采用液压顶推滑移就位施工的方法完成安装。论文主要从技术参数、施工方法等方面对平面滑移技术在该项目的应用进行介绍。【A b s t r a c t】GuomaoXintiandi1#(commercialcomplex)projectinHuanCountyadoptsgridshellsteelstructureroofforthedaylightingroofinthemiddlehall.Intheconstruction,planeslidingtechnologyisadoptedforinstallation.Pre-assemblyiscarriedoutintheemptyplaceoftheskirtbuilding,and the track is set up.The installation is completed by hydraulic jacking and sliding in place construction.This paper mainlyintroducestheapplicationofplanesliptechnologyintheprojectfromtheaspectsoftechnicalparametersandconstructionmethods.【关键词】钢结构屋面；平面滑移；液压顶推滑移【K e y w o r d s】steelstructureroof;planeslip;hydraulicpushslip【中图分类号】TU758.11【文献标志码】B【文章编号】1007-9467（2023）06-0138-04【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.06.245138Construction Technology工程施工技术3）现场塔吊不可用，周边大吨位吊车不能靠近，所以，高空拼装方案也不可行。4）考虑到现场条件和技术与经济因素，采用大吨位吊车场外整体吊装的安装方案也不可行。充分分析现场施工条件后，选择采用屋顶整体拼装顶推滑移到位的施工工艺进行安装。4安装流程安装流程：放线（钢结构预拼、轨道及轨道架体搭设放线）预拼下弦铺设轨道（搭设轨道架体）拼装焊接上下弦试滑搭设中心架体、复点安装龙骨探伤试验水平顶推滑移就位卸荷复核变形、修正散装四角处的网格结构局部复核变形、修正安装玻璃及铝单板等。5施工工艺5.1施工技术参数1）在建筑轴线T、V、X三个横轴线上布设3道滑移钢梁，其中，T轴、X轴钢梁在屋面布设，V轴钢梁在中厅支架上布设。滑移钢梁型号：HN400 mm200 mm两道2；T轴、X轴钢梁长53.2 m；V轴钢梁长70.5 m；钢梁顶标高为26.5 m。2）滑移钢梁上布设滑移钢轨型号：43 kg重轨，轨长同滑移钢梁（轨顶标高：26.607 m）。3）在滑移顶推器的布置：电动液压顶推器布置在T/15、X/15轴线支座处。4）中厅滑轨支架。在横轴V轴与纵轴10、11、12三轴相交的部位搭设支架，支架采用塔吊标准节搭设，标准节参数数据：长2.5 m；截面尺寸：1 600 mm1 600 mm；主肢规格：角钢160 mm12 mm；腹杆规格：角钢63 mm6 mm；斜腹杆规格：角钢75mm6mm；两端横杆规格：角钢63 mm6 mm；平面内支撑规格：双拼14#普通热轧槽钢前后布置，前后两道支撑件用角钢63 mm6 mm拉结，拉结间距2.0 m；平面外钢支撑规格：HN400 mm200 mm（东西对称布置，纵向每层布置）；支撑架标准节的位置：支撑架标准节的位置，10轴、11轴支撑架标准节从地下室顶板相应的V轴柱顶开始搭设，12轴支撑架标准节从2层楼面相应的V轴柱顶开始搭设。5.2施工方法5.2.1中厅滑移支撑架的搭设在中厅首层结构楼板（-0.100 m）横轴10、11、12三轴交纵轴V轴的混凝土柱顶安装截面尺寸为1 600 mm1 600 mm，长度2 500 mm的标准节，每个标准节底部制作专用面积转化钢支座。10轴、11轴从地下室顶板柱搭起，12轴从2层楼面混凝土柱搭起。10轴、11轴各用10个标准节，12轴用8个标准节，3个支撑柱之间用双拼14#槽钢制作的水平支撑和斜支撑连接形成平面架体。为保证支撑架体的平面外稳定，在架体的侧向每层安装水平拉梁，拉梁与T轴和X轴混凝土框架柱连接，水平拉梁之间用14#槽钢制作斜撑，保证了整个支撑架体的平面外稳定性。支撑架搭设施工时，需要配置25 t吊车配合，安装标准节与单侧钢支撑同时进行，待标准节安装完成后，再安装V轴顶部滑移钢梁和滑移轨道，最后安装V轴另一侧的水平钢支撑后，吊车退出中厅首层结构楼板面，地面采用碗扣脚手架+可调活动钢支托组合架体系进行加固措施。5.2.2滑移钢梁安装基本参数：钢梁规格为HN400 mm200 mm（热轧型钢两道）；材质：Q235B；钢梁长度：T轴和X轴长45m；V轴长72m。V轴钢梁安装如图1所示。图 1V轴线滑移钢梁安装V轴钢梁在吊装滑移支撑架时一并吊装。应保证两点：（1）保证支撑架顶标高为25.720 m；（2）应保证滑移钢梁传来的滑移载荷有效传递给滑移架体。为此，应对滑移架体顶端进行特殊处理，对标准节的顶部（柱头）进行加固和接长。为保证滑移时钢梁的侧向稳定性，必须在钢梁两侧施加斜支撑，要求支撑位双拼14#热轧槽钢制作，双侧成对布置，沿钢梁长度方向间距2.0m间隔布置。钢梁腹板加劲肋一同对应布置，间距2.0 m。T轴、X轴钢梁在屋面安装（见图2），由4#塔吊配合调至屋面安装。安装钢梁时应保证梁顶标高误差不超过2 mm，钢梁底部应与下部埋件焊接牢固，钢梁顶标高26.520 m。139Construction&DesignForProject工程建设与设计图 2T、X轴线滑移钢梁安装屋顶钢梁安装时与屋顶框架柱的柱顶锚板连接，这样滑移时结构反力均由滑移钢梁承担，不会对屋面板产生任何影响。另外，913轴的屋顶钢梁安装于出屋面混凝土框架柱的侧面，先在CKZ侧面植筋锚板，以备钢梁安装。5.2.3滑移钢轨安装滑移钢轨选用43 kg的重轨，轨道与滑移钢梁的连接用厂家提供的专用紧固件连接。轨道压板、压轨器等紧固件由厂家配送。轨道安装时应先对滑移钢梁顶面平整度进行检查，平整度和误差满足时方可安装钢轨。基本参数：轨道规格为43 kg；轨顶标高26.627 m；平整度为2.0 mm。轨道长度：T轴和X轴长45 m；V轴长72 m。5.2.4滑移滑靴制作安装滑移滑靴制作安装如图3、图4所示。图 3滑靴制作图 4滑靴安装为了滑移安装时结构的安全，有必要尽量减少对结构的滑移推力，在穹顶的4个支座部位安装滑靴，把滑动摩擦变为滚动摩擦，使结构受到的推力几乎为零，最大限度地保证了结构本身的安全性。同时也减少了滑移钢梁的水平推力，使整个高支架体系水平推力大大减小，施工安全得到了有效的保证。滑靴委托专业厂家按图进行精加工，滑轮、销轴铣床精加工，材料：45号碳钢。滑靴共4个，安装于穹顶结构的4个支座位置，与支座短柱连接。支座短柱为400 mm400 mm10 mm矩形截面，为保证钢柱的安全，要求安装滑靴时必须对短柱进行加强处理。具体的加强措施是，在短柱的外侧焊接20 mm厚的贴板加强，安装完成后不必拆除。5.2.5顶推滑移设备安装本工程滑移安装采用液压同步顶推技术，可以有效保证穹顶结构自身的安全。采用液压爬行器作为顶推驱动设备，顶推液压器选用DBD-0.8M电动液压泵，双作用液压千斤顶型号：RR20-200，吨位为20 t，一个行程为200 mm，顶推速度控制在2 m/15 min。该套系统的安装调试由专业厂家现场操作。本次滑移操作滑移行程为36.8 m，T轴、X轴各安装一台滑移器。5.2.6网壳拼装网壳杆件在车间加工好后编号打包运至施工现场，在屋面1317轴场地拼装。安装前，应检查构件弯曲度，几何尺寸的偏差是否符合施工图纸的尺寸，误差是否在规范允许范围内。在对构件验收合格后，进行拼装。网壳拼装时，应先在滑移钢梁上准确定位支座的位置，在屋面1317轴线场地进行放样，放样完成后预拼装穹顶结构底部的圆形桁架，待桁架拼装完成后将桁架用4个5 t千斤顶140Construction Technology工程施工技术顶升，安装滑轨及滑靴。检查无误后同时落位，开始拼装上下桁架之间的立柱，立柱焊接完成后，对标高进行复测验收，确保无误后拼装上部圆形桁架。钢架采用现场塔吊吊装，为防止吊装过程扭曲变形，采用吊装扁担辅助吊装。由于每榀钢架上有两处要与预埋件焊接，现场拼装后应进行对接焊接，对接完成后，进行试滑，检查滑移过程是否稳定以及有无变形，保证构件安全。为保证结构的稳定性，网壳拼装时在中心圆的位置应搭设3 m3 m，纵横距为60 cm，步距为1.2 m的临时支撑脚手架，在脚手架中心预留吊线孔以及顶部搭设临时操作平台，以便对中心点进行复核。然后拼装V轴线以及11轴线的主龙骨，拼装时穹顶顶部应进行预起拱，经计算后的预起拱值为50mm。为防止网壳钢结构在滑移过程中发生变形，采取在上下旋立柱处用10 mm的钢丝绳成米字型拉结。5.2.7滑移及滑移过程中质量、安全保证措施滑移前先进行试滑，根据电动液压泵的顶推行程为200mm，先试滑2 m，也就是10个行程，根据设计顶推荷载（500 kg）预先设定好泵源压力值，由此控制爬行器最大输出推力，保证整个顶推设施的安全。在顶推的过程中，测量人员分别在V/13、X/15、T/15、V/17轴线处通过钢卷尺配合测量各顶推点位移的准确数据。误差控制不超过2 mm。滑移过程中实际顶推最大力为12 MPa。滑移前，为保证V轴线轨道架体的整体稳定性，将V轴线处轨道定义为辅助作用，采取X/15、T/15轴线处滑靴前移60 cm并X、T轴线处轨道标高抬高1 cm，减轻V轴线轨