卜继斌

（广州珠江建设发展有限公司 广州510075）

0 引言

对于场馆类项目，屋盖结构一般是造型最为复杂的部分，对施工吊运及安装的要求较高，钢屋盖结构常用的施工方法有整体提升法［1］，累积滑移法［2-4］，不少学者在大型钢结构受力体系方面进行了深入的研究［5-8］，本文旨在对滑移法施工时所遇到的施工空间狭小、支撑荷载过大等问题提出相应的解决方案，以供类似工程的施工参考和借鉴。

1 工程概况

本项目综合体育馆由体育馆、游泳馆和综合训练馆组成，主体结构为钢筋混凝土框架/框架剪力墙结构，外围布置有一圈钢框架建筑造型，场馆间采用连接构架连通。体育馆主体结构为钢筋混凝土框架/框架剪力墙结构；体育馆的比赛馆及热身馆上部屋架为钢桁架结构，由钢管相贯连接形成的平面桁架正交而成；比赛馆屋面钢桁架投影尺寸为88.8 m×79.6 m，桁架高度最高4.4 m，支承在标高23.2 m、24.1 m 的支座上；桁架弦杆截面规格φ402×16，腹杆截面规格φ203×8、φ402×16、φ402×18；热身馆屋面钢桁架投影尺寸43.2 m×39.6 m，桁架高度2.3 m，桁架弦杆截面规格φ299×12，腹杆截面规格φ168×8、φ402×18。其中，体育馆屋面桁架轴测图如图1所示。

图1 体育馆屋面钢桁架轴测图Fig.1 The Axonometric Drawing of Gymnasium Roof Steel Truss

2 施工重难点分析及措施

体育馆上部屋架为跨度达88.8 m 的钢桁架体系，支承在标高22.6 m土建结构上，桁架下方存在看台，采用分段吊装时，场内拼装区域随施工进度逐渐减小，施工难度逐渐增大，结构分阶段卸载时，支撑架荷载较大。

体育馆钢桁架采用滑移方案，桁架采用2 台280 t履带吊在场外进行分段吊装，场内搭设支撑架和脚手架施工平台，结构采用累积滑移施工，然后整体卸载。解决了现场施工空间随施工进度减小、支撑架荷载过大的问题，同时采用的累计滑移施工技术具有减少安全隐患、缩短工期、质量可靠的优点。

3 施工过程仿真分析

综合体育馆桁架共12 榀，桁架施工为10 次滑移和1次原位吊装。现场设置3条滑移轨道，轨道位于2轴、7 轴和13 轴，边跨滑移轨道下方设置轨道梁H550×350×20×30，轨道梁设置在屋面层小短柱侧，施工时在小短柱侧预埋埋板，然后焊接轨道梁（梁顶标高23.2 m），轨道梁材质为Q345B，滑移轨道下方设置10榀支撑架，支撑架之间采用小桁架进行连接。

3.1 边界条件

首榀滑移单元约束DX、DY（垂直轨道方向的微小的弹性约束）和DZ，其余钢柱约束DZ；桁架与桁架之间的连杆、桁架上方的檩条释放梁端约束。首榀桁架滑移状态和最终状态如图2、图3所示。

图2 首榀桁架滑移状态Fig.2 The First Sliding State

图3 最终状态Fig.3 The Final State

3.2 累积滑移施工过程分析

桁架滑移过程中，考虑自重DL，荷载组合形式采用标准组合（1.0DL）以及基本组合（1.3DL）。通过Midas-Gen［9］有限元软件分析每一榀滑移单元在拼装及卸载过程中的各向位移及应力，其具体数值如表1～表3和图4所示。

表1 滑移单元回顶各向位移及应力Tab.1 Displacement and Stress of Sliding Element

表2 安装、拆卸结构支座各向位移及应力Tab.2 Displacement and Stress in Each Direction of Installation and Disassembly of Structural Support

表3 各状态最大位移、最大应力Tab.3 Maximum Displacement and Stress in Each State

图4 Z向位移及应力图（Z向位移最大处）Fig.4 Z-direction Displacement Diagram（The Maximum Displacement in Z Direction）

滑移过程中竖向变形较小，支撑架卸载后桁架变形与一次成型误差为1.6%＜12%，结构变形合理。滑移过程、卸载过程（非胎架位置）和一次成型的杆件应力误差为6.3%＜12%，胎架位置处杆件的应力为179.9 N/mm²＜305.0 N/mm²，杆件安全不需换杆，结构受力满足要求。

4 施工流程

4.1 滑移单元拼装

现场施工时，构件在拼装区域搭设拼装工装进行桁架拼装，如图5所示。预拼装时，整体桁架的跨中预起拱75 mm，拼装机械为25 t履带吊，桁架拼装顺序为从一侧向另一侧进行，拼装后的焊接是从中间向两边进行［10］。

图5 桁架拼装完成Fig.5 The Truss Assembly Completed

将结构的外轮廓线和轴向投影线用墨斗线弹在已硬化的拼装场地上，安装拼装胎架➝拼装滑移单元一桁架上弦杆➝拼装滑移单元➝桁架下弦杆➝拼装滑移单元一桁架部分腹杆➝拼装滑移单元一桁架剩余部分腹杆➝滑移单元一桁架拼装完成。

4.2 分段吊装

单榀桁架分为3段，如图6所示，采用2台280 t履带吊（塔式，33 m+42 m+75°）吊装，桁架单元支撑在支撑架上，桁架施工顺序为从中间向两边进行吊装，采用2台25 t汽车吊进行主、次桁架拼装。

图6 桁架分段Fig.6 Truss Segment

4.3 滑移施工总体思路

现场施工时，在Ⅱ-B轴～Ⅱ-D轴搭设脚手架施工平台（只上人），平台尺寸为14.95 m×79.50 m，作为主桁架之间的次桁架和连接杆件的施工平台。跨中设置1条通长滑移轨道，轨道落在支撑胎架上部，滑移轨道布置如图7所示。

滑移区域施工时，Ⅱ-B～Ⅱ-P 滑移方向为：Ⅱ-B➝I-P。II-B～II-P共12榀桁架，分为10次滑移单元和1次原位吊装单元，如图8所示。

4.4 滑移施工工艺流程

步骤一：土建交付工作面，钢结构埋件随土建施工进行，进场2台25 t汽车吊拼装桁架。

图7 滑移轨道布置Fig.7 The Layout of Sliding Track

图8 滑移单元分块示意图Fig.8 The Block Diagram of Slip Unit

步骤二：采用90 汽车吊安装Ⅱ-2、Ⅱ-13 轨道梁H550×350×20×30、安装Ⅱ-2、Ⅱ-13 滑移轨道（轨道钢），以及配合人工安装跨中支撑架和支撑架上方的轨道梁H500×350×20×30和滑移轨道。

步骤三：25 t汽车吊配合人工安装脚手架施工平台。

步骤四：进场2 台280 t 履带吊（塔式）组装，吊装Ⅱ-P轴第一桁架单元以及吊装Ⅱ-M轴两端的第二桁架单元。

步骤五：吊装Ⅱ-P 和Ⅱ-M 轴第一吊装单元中间的次桁架，以及吊装跨中Ⅱ-P 和Ⅱ-M 轴第二吊装单元的主、次桁架。

步骤六：吊装Ⅱ-P和Ⅱ-M轴第三吊装单元，滑移单元一拼装完成。

步骤七：安装顶推器，并使顶推器加载20%、40%、60%、80%和90%，准确无误后进行滑移。

步骤八：首榀桁架滑移以及安装Ⅱ-L 轴线桁架以及顶推滑移单元一和滑移单元二。

步骤九：继续拼装和顶推（Ⅱ-P～II-G）滑移单元和拼装和顶推（Ⅱ-G～Ⅱ-C）滑移单元，原位吊装桁架Ⅱ-B和Ⅱ-B与Ⅱ-C之间的次桁架。

步骤十：桁架就位后卸载，90 t 汽车吊配合人工拆除支撑架、脚手架和轨道梁，安装体育馆钢架构。

步骤十一：体育馆Ⅱ-A～Ⅱ-P轴钢结构施工完成。

体育馆屋面桁架最终效果如图9所示。

图9 最终效果Fig.9 The Final Renderings

5 总结

滑移施工可以较少支撑架体量、平台移动快速、施工措施成本低、大大缩短工期，具有良好的社会、经济效益。本文分别对综合体育馆钢结构的累计滑移、拆卸支座进行了有限元分析，并统计了各个阶段钢结构的各向位移以及应力，分析了滑移施工技术过程中的状态，确保了滑移施工技术的安全应用。