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钢桁架屋盖施工技术研究

2020-04-07彭俊周志志黄展欣朱蒙蒙宋晓辉

砖瓦世界·下半月 2020年3期

彭俊 周志志 黄展欣 朱蒙蒙 宋晓辉

摘 要:针对汕头国瑞会展酒店项目会展中心钢桁架屋盖施工,介绍工程概况、施工总体思路、拼装方案、滑移方案及施工技术特点。工程根据现场场地情况采用分段高空拼装+顶推滑移的施工方案,相较于其他施工方案,具有施工方便、加快工期、减少成本等优点。

关键词:钢桁架;屋盖;拼装;滑移

一、工程概况

本工程对象为中国建筑第五工程局有限公司总承包的汕头国瑞会展酒店项目裙楼宴会厅屋盖钢桁架结构,如图1-1示意。裙楼共4层,4层宴会厅上空为宴会厅屋盖,屋盖长为67.20米,宽为50.4米,屋盖屋面标高36.76m。

裙楼宴会厅三层板部位开始设置有型钢混凝土桁架(标高16m~37.8m),型钢混凝土桁架预应力结构(五层板部位)采用后张有粘结预应力工艺。

裙楼宴会厅周边设置有混凝土桁架,宴会厅屋顶结构采取预应力组合桁架结构形式,上弦采用现浇混凝土和Ц520×250焊接槽型钢组合截面,下弦、支座腹杆采用圆钢管+预应力钢绞线,其余腹杆采用圆钢管。

国瑞会展酒店裙楼宴会厅屋顶桁架结构约500吨左右,由7榀钢管桁架+1榀型钢桁架及相应支撑等次构件组成。主钢管桁架跨度50.4米,重量约为60吨,结构材料主要为钢管,如图1-2所示:

对于钢桁架屋盖施工,一般情况下常采用地面拼装+跨内高处吊装的方法,但由于国瑞会展酒店裙楼宴会厅屋盖桁架结构超长超重,安装高度超过30m,完全悬空于两个混凝土框架柱上,且裙楼内场地受限,无法跨内高处拼装,综合考虑下采用分段高空拼装+顶推滑移的施工方案。

二、施工总体思路

汕头国瑞会展酒店裙楼宴会厅屋顶桁架结构超长超重,安装高度超过30m,完全悬空于两个混凝土框架柱上,且裙楼地下为2层地下室。因此,需要合理经济的施工方案,以保证该钢结构施工的安全经济。在制定施工方案时综合考虑地下室顶板结构安全及现场吊装、工厂拼装、运输和现场拼装等多方面因素,采用高空拼装+顶推滑移作为该项目的施工方案。

先在北侧场地利用350t履带吊将裙楼北侧钢架吊装完成,然后交由土建完成四层混凝土楼板后,在宴会厅四层南侧搭设支撑胎架,利用350t履带吊在建筑主体结构南侧,将地面拼装的3段桁架构件吊至支撑胎架上,在支撑胎架上组装完整的第一榀主桁架,然后在主桁架的2个钢柱根部,安装液压滑移顶推器,在顶推器的作用下,整体往前滑移到设计位置。重复上面操作,直到所有桁架结构滑移就位,如图2-1所示。

采用该施工方案能够确保50.40米跨的主桁架整体安装顺利进行,也便于对构件的质量控制。且该方案可避免大吨位吊车在地下室顶板上开行,能减少施工措施费用,综合计算成本相对较低,便于流水作业,有利于减少工程施工的费用和工期。

三、拼装方案

根据道路运输限制及经济性分析,本工程屋顶桁架钢结构将主要进行散件运输,运输至现场进行拼装。具体选择在宴会厅南侧的空地进行分段拼装,然后通过履带吊直接吊装在四层的拼装胎架上进行整体拼装。

为实现钢桁架高空拼装和焊接施工,用普通脚手架钢管在四层楼面搭设拼装脚手架临时操作平台。钢架支撑胎架柱脚处,做140mm高度的一段短柱,用4M20普通螺栓连接,在桁架高空拼装完成后,先用钢架支撑胎架下面的4个20吨液压千斤顶适当顶起桁架,接着松开普通螺栓,拿掉140mm高的短柱,慢慢下放液压千斤顶,直至钢架支撑胎架脱离钢桁架,接着利用履带吊将上面的支撑胎架移开,然后才能开始钢桁架的滑移操作。

四、滑移方案

先在北侧场地利用350吨履带吊吊装完成裙楼最北侧型钢钢架(该型钢钢架采用350吨履带吊进行散件高空拼装方式进行吊装)。先在裙楼四层南侧搭建钢桁架拼装临时操作平台和支撑胎架。待35.0米标高处混凝土梁养护达到设计强度后,在裙楼宴会厅东西两侧混凝土框架梁上铺设滑移轨道。350吨履带吊站在裙楼主体南侧,直接从拼装场地往支撑胎架上吊装中间分段桁架,做好斜支撑并拉缆风绳。继续吊装两边分段桁架到支撑胎架上,直到拼装完成整个钢桁架。在第一个主桁架的2个钢柱根部,安装液压滑移顶推器,在顶推器的作用下,整体往前滑移到设计位置。对滑移到位置的钢桁架进行卸载,安装到位,安装完成后,用缆风绳对钢桁架主体进行临时固定,防止主体结构在风的作用下出现大的晃动,影响结构安全,按以上步骤,依次完成其他所有钢桁架的拼装和滑移、卸载、安装工作。

本项目总共进行6次液压滑移工作,第一次滑移第一榀桁架结构,滑移距离为43.2m;第二次滑移第二榀桁架结构,滑移距离36.0m;第三次滑移第三榀桁架結构,滑移距离28.8m;第四次滑移第四榀桁架结构,滑移距离为21.6m;第五次滑移第五榀桁架结构,滑移距离为14.4m;第六次滑移第六榀桁架结构,滑移距离为7.2m;累积滑移距离151.2m,累积滑移重量约500t。

出于结构安全考虑,桁架在滑移过程中,需对桁架上弦杆的槽型梁和整体稳定性进行加强处理,主要有如下三个加强措施:

(一)在上弦杆槽型梁上方增加缀板,加强其抗压能力,提高稳定性;

(二)在上弦杆槽型梁内部增加隔板,加强局部抗压能力,提高稳定性;

(三)在上弦杆槽型梁之间增设交叉圆钢支撑,直径20mm,采用花篮螺栓连接。

为保证滑移轨道顶面的水平度,降低滑动摩擦系数,滑移梁及滑移轨道在制作安装时,应做到:

1、滑移轨道采用43kg型热轧钢轨;

2、滑移轨道间距根据胎架支柱中心位置定位;

3、轨道采用压板与滑移梁上预埋钢板连接,压板间距800mm;

4、单根轨道上表面水平度应小于L/1000;

5、轨道分段接头处高差允许偏差应小于1mm;

6、轨道下应使用钢垫板找平垫实;

支座安装就位前应涂抹黄油,滑移前轨道上平面涂抹黄油。

五、本工程钢桁架施工技术特点

本工程钢桁架屋盖滑移应用液压同步滑移技术,使用液压爬行器为滑移驱动设备。液压爬行器为组合式结构,一端以楔型夹块和滑移轨道连接,另一端以铰接点形式跟滑移胎架或构件连接,两端之间利用液压油缸驱动爬行。

本工程液压滑移系统具有如下特点:

(一)液压爬行器体积小、自重轻、顶推能力大,尤其适宜于在室内进行大吨位构件、设备水平滑移;

(二)抛弃传统反力架,采用夹紧器夹紧轨道,充当自动移位反力架进行推移;

(三)可多点推拉,分散对下部支承结构的水平载荷;

(四)液压爬行器与被推移物为刚性连接,传力更直接,就位准确性更高;

(五)工作可靠性好,故障率低;

(六)液压爬行器具有逆向运动自锁性,使得滑移过程十分安全,并且滑移构件可以在滑移过程中的任意位置长期进行可靠锁定动作;

(七)设备自动化程度高,操作方便灵活,安全性更好,可靠性更高。

六、结语

本文对汕头国瑞会展酒店项目会展中心屋盖钢桁架拼装及滑移施工工艺进行介绍,阐述了施工总体思路、拼装方案、滑移方案及其技术特点。采用高空拼装+顶推滑移作为该项目的施工方案,该方案可避免大吨位吊车在地下室顶板上开行,保证结构安全,且有效减少施工措施费用,综合计算成本相对较低,便于流水作业,有利于减少工程施工的费用和工期。

参考文献:

[1]GB 50017-2003,钢结构设计规范[S].

[2]JG9-1999,钢桁架检验及验收标准[S].

[3]沈漪红,杨卫民,严伟芬.大型钢管桁架屋盖施工技术[J].建筑施工,2010,32(7):665-667