复杂空间结构弧形网架滑移施工技术

赵永泽

（山西五建集团有限公司　030032）

复杂空间结构弧形网架滑移施工技术

赵永泽

（山西五建集团有限公司030032）

通过工程实例，介绍了某文体活动中心主体育馆屋面钢结构网架在大空间、大跨度整体滑移施工技术的运用。施工时在建筑物的一侧搭设施工平台，建筑物二边或跨中铺设滑道，所有钢构件在施工平台上组装，分条组装后用牵引设备向前牵引滑移。从实施的情况看，完全能满足相关的要求，为类似工程提供参考。

大空间；弧形；钢网架；滑移；质量控制

随着国民经济的腾飞，大跨度空间结构造型越来越新颖、别致，结构越来越复杂。传统的施工工艺已无法满足施工的需要，各施工单位采取各种手段进行施工改革：增加大型机具设备，改革管理体制，增加劳动力及劳动时间，但所有这些方案都无法使施工条件得到根本上改变。施工工艺上的变革成为必然，滑移、整体提升等以往用于桥梁的工艺开始应用于大跨度结构的施工中，集团公司近年来不断的在这些工艺的基本思路上，结合了工程本身的特点推陈出新。取得了较好的经济效益和社会效益。

1　工程概况

襄垣县文体活动中心主体育馆是襄垣县民心工程及标志性建筑，位于襄垣县府前南路，建筑面积11553.97m2，可纳观众4065人，高度为23.65m，基础采用柱下条形基础和独立基础，主体为混凝土框架结构，屋盖为正方四角锥弧形钢网架结构，螺栓球节点连接采用下弦柱点支承，支撑点为钢筋混凝土柱顶支承，长跨85m，短跨40m，失高14.7m。屋面为彩钢板直立锁边屋面系统。地上三层，局部四层，一层为比赛区、热身区，二层三层为看台、办公及功能用房。是一个能满足国际单项篮球、排球、乒乓球等比赛的体育场馆。

2　施工特点及难点

（1）大跨度桁架体系直接就位在设计位置，支座安装精度易于保证。

（2）行走式塔吊和胎架沿同一方向同步退吊。整个屋盖钢结构吊装仅由两台以下行走式塔吊和一组胎架即可完成。

（3）可充分利用桁架下部的楼面或地面结构，降低了结构的安装高度，同时不需要大量的脚手架及脚手架搭拆人员，降低了设备投入成本。

（4）采用该工艺使屋盖钢结构的吊装、组对、焊接、测量校正、油漆等工序都可在同一胎架上重复进行，即可提高屋盖的安装质挝、改善施工操作条件，又可以增加施工过程中的安全性。

3　施工工艺流程及关键技术要点

3.1施工工艺流程（如图1）

3.2施工关键技术要点

3.2.1轨道设计

（1）滑道做法：用行车梁连接成整体，直接固定在管网架底座的短柱上。

（2）轨道的固定方式：轨道分别固定在平行于1-D轴与3-D轴的柱轴线上，用压板压住轨道的下翼板，并在原有地脚螺栓上将螺母拧紧固定，同时将轨道焊接固定在预埋铁板和压板上。

（3）轨道之间的链接：每段吊车轨道之间腹板用2个M16× 55高强螺栓连接固定，翼板焊接固定，滑移过程中节点位置用20#工字钢支撑。

（4）轨道侧移的防止：保证轨道与柱子预埋件上的连接牢固、可靠。在走道上用脚手架钢管支撑轨道，防止侧移。

（5）滑移接触面处理：每个网架支座底部焊接两条φ20mm圆钢，与轨道平行放置，用以减少网架支座与轨道的接触面积。在滑移过程中添加黄油以减少接触面摩擦系数。

3.2.2滑移就位控制

（1）平移过程控制，采用单条滑移法，调整好高度，控制好速度，同时应时刻注意网架变化情况。

图1　

（2）网架滑移速度的控制：由于网架跨度大，指挥员在中间平台上对两侧的滑移速度进行协调控制，保证两边网架支座在轨道上以相近的速度滑移。两侧轨道上的工作人员需要听从指挥员的指挥，确保两侧的相对位移控制在5cm以内。

（3）网架到位后的安装：网架滑移到位后，每个球支座上以一只10t的手动葫芦牵引网架进行提升吊装，一侧起吊需要2只10t葫芦。

（4）就位控制：就位时应放松千斤顶使网架支座缓慢落在弧形支座上，并控制好支座下落速度。

（5）下弦、上弦就位、调整后，将所有的副杆组装就位，点固焊接，用经纬仪和水准仪测量记录相应的数据，认为合格后进行焊接主弦和副杆的相贯线焊缝，焊接的顺序应按相应的焊接工艺规程进行，以防产生严重的焊接变形和桁架的扭曲变形。

3.2.3多头牵拉同步控制

采用二台以上卷扬机设计的牵拉轴线处同时牵拉系统，如因牵拉支座处摩阻力及牵拉力不同影响滑移同步，施工就应采取相应的措施来保证滑移同步。

（1）采用二台以上改装卷扬机，设计专用的控制柜，多台卷扬机既可以同时启动，又可以单独工作纠偏。

（2）在滑移轨1道上设置刻度标尺。每5cm一格，1m为一大区格，各柱间为一个控制单元，多条轨道上同时向卷扬机控制总台报数，如不同步值超出限值，即可作相应的停滑处理。

（3）合理设计滑轮组机构，在减小单绳牵拉力的同时，尽量减小各台卷扬机牵拉力的差距。

3.2.4变形观察及控制

网架的变形控制：网架跨度大、重量大，在滑移中容易发生变形，因此采取了如下措施预防桁架变形：

（1）每两端榀网架上弦管由5根系杆连接固定；

（2）下弦4个支座间共设置4条对拉、斜拉钢丝绳素，用葫芦拉紧，防止网架下弦向外侧展开，并确保轨道滑移平面的稳定性。

4　质量控制

4.1滑移过程的质量控制

（1）控制卷扬机转速，保持滑移速度在300mm/min以下，尽量减小动态结构的影响。

（2）同步控制及水平偏差控制：各滑移支座轴线偏移≥控制目标时，发现警告；各滑移支座轴线偏移≥计算极限偏移量时，停滑。各轴线支座间不同步<50mm时，不间断修正；各轴线支座间不同步≥100mm时，停滑。

（3）在轨道上滑移时，滑移单元到位前应采取限位措施，限位精度控制在10mm以内。

4.2结构单元拼装精度控制

表1　结构单元安装允许偏差

4.3结构单元的稳定控制

在轨道上滑移施工时，轨道需要重复使用，因而在网架未形成整体结构，就将轨道撤离结构单元，尤其是开始施工时的第一个单元，结构单元往往稳定性不足，需要加强控制。

（1）进行结构分析，在结构稳定的基础上进行结构单元划分。

（2）将单元网格间所有结构连接件全部连接好，支座按设计要求进行固定好后，方可将滑移轨道移走。

（3）如结构单元无法满足稳定要求，按照设计进行加固。

（4）安装第一个单元时，在结构单元两侧（刚度较弱方向）增加数道缆风，以增加结构稳定和抗风能力。

5　安全注意事项

因本工程为大吨位、大体积高空吊装作业的特点，因此施工中除严格执行国家及地方有关安全操作规程外，还应认真个贯彻执行下列特殊的安全保证措施：

（1）组装胎架是本工法实施的主要场所之一，滑移单元的组装、焊接、测量、油漆均在胎架上完成。因此，拼装胎架应连成整体，使其强度、刚度、稳定性均可满足施工操作及安全需要，各胎架间铺设走道板，胎架及走道板下满铺安全网。

（2）胎架滑移前，应认真检查各部位，以防局部产生障碍，影响结构和胎架滑移，导致结构产生过大内力和造成人员伤亡。

（3）滑移时应派专人对滑移过程的轨道、滑移单元的变形，滑移单元的水平偏移，各牵拉点的同步偏差进行观测，发现问题及时处理。钢网架是良好导电体，四周应接地良好，施工用的电源线必须是胶皮电缆线，所有电动设备应装漏电保护开关，严格遵守安全用电操作规程。

（4）滑移过程中如遇台风、大雨等恶劣气候影响时，应中断滑移，将支座点锁固在最近的柱顶。

6　结语

采用整体滑移脚手架作为拼装屋面钢网架结构时支承网架，控制了高程和操作平台之用，高空滑移工艺成功的施工，取得了显著的经济效益和社会效益，具有施工安全、快速、经济、可靠的优点。

[1]《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）.

[2]《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-2002）.

TU758.15

A

1673-0038（2015）41-0006-02

2015-9-29

赵永泽（1972-），男，工程师，本科。