区锦志

摘 要：文章结合某会展中心建设项目实践，就高空分段拼装、液压同步累积滑移施工技术的成功应用等进行论述，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

1 工程概况

某会展中心工程建设项目规划总用地面积约30万平方米，总计容建筑面积约20万平方米。首期工程的展览部分包含5个展厅。展厅平面规则方整和机动灵活是设计的一大特点，每个展厅净展览面积约9000平方米，遵循3米×3米的布展模数，可提供约500个标准展位，适合举办各种规模的展览、展示等活动。西北角和中北部的两个展厅形成一组，东面三个展厅形成另一组，每个展厅能够独立办展，也可分组展览，互不干扰。单层展厅净高13.9 米（最低）、18.7 米（最高），平均净高15.9 米。其中1、4、5号展厅设计荷载为10吨/平方米，2、3号展厅设计荷载为5吨/平方米。首期工程由5个单层展馆与中庭组成，5个展馆结构相同，为下部钢框架+上部空间倒三角管桁架结构体系，最大结构高度22米。中庭为下部钢框架+上部双层片状弯曲管桁架结构体系，最大结构高度33米。

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 施工关键技术及要点

3.1 支撑体系设计

根据结构形式特点，在展区结构南侧端部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。

3.2 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Q235B16a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Q345B250*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。

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。

3.3 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。

3.4 高空组装、焊接设计

将每榀主桁架划分为六个分段，在地面分段拼装后，使用150t履带吊逐榀将分段桁架吊装至支撑架，高空组装焊接成一榀主桁架，通过主桁架之间次桁架连接形成滑移单元。因高空分段组装施工难度大，针对对接接头位置采用先栓接后焊接方法，保证对接质量。由于钢桁架各杆件之间全部采用焊接连接，为减小焊接变形对桁架定位影响，钢桁架组装焊接顺序采取从中心开始，由六名焊工同时向两侧施焊，避免由于焊接收缩向一端累计而引起的桁架各节点间尺寸误差，以保证整体尺寸精度。

3.5 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。

液压顶推器的顶紧装置具有单向锁定功能。当主液压缸伸出时，顶紧装置工作，自动顶紧滑道侧面；主液压缸缩回时，顶紧装置不工作，与主液压缸同方向移动。液压顶推器与被推移结构通过销轴连接，传力途径非常直接，启动过程中无延时，动作精确度好。由于其反力点为步进顶紧式接触，不会在滑移过程中产生相对滑动，所以同步控制效果更好。步进式的工作过程，使得同步误差在每个行程完成后自然消除，无累积误差，同步精度很高。

3.6 计算机同步控制系统

液壓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1·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。

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：

[1] 陈峰，范玉峰，张军辉.新型大跨度预应力梭形桁架施工技术[J].钢结构，2016（6）.

[2] 郑磊.大跨度钢结构重型桁架滑移施工技术研究[J].建筑施工，2013（35）.