倾斜大跨度钢结构提升滑移同步施工技术研究

倾斜大跨度钢结构提升滑移同步施工技术研究

中机建(上海)钢结构股份有限公司上海201108

摘要:目前大跨度钢结构常用的施工方法有整体吊装、液压提升、顶推滑移等,本文针对典型倾斜大跨度钢结构的特点进行分析,结合场地条件、施工过程模拟计算、施工成本投入等,实践、研究了一种提升与滑移两种方法相互配合、同步实施的施工工艺,取得了良好结果,为今后类似工程的实施提供参考。

关键词:倾斜;大跨度;钢结构;提升滑移;同步

1施工工艺概述

项目结构形式为倒三角钢桁架结构,最大斜长99m,与竖直方向夹角约55度,竖向高差50m,重量260t。结构顶部位于高约85m塔楼上,底端位于混凝土跳台上。结构图示如下:

图1图2

现场平面布置图如下:

图3

通过施工方法对比分析,最终采用旋转提升加同步滑移的方法进行施工。位于塔楼上方及跳台上方的结构采用机械原位吊装,剩余中间段旋转放平后在坡顶进行拼装,然后分别设置提升架和和滑移轨道,采用旋转提升+同步滑移的工艺将中间段安装到位,节约了大量措施材料。

图4

2工艺流程

通过实践总结,采用此方法的工艺流程如下:吊装混凝土结构上方的钢结构在地面设置提升段的拼装胎架提升段钢结构拼装、检查设置下端滑移轨道及滑移架安装上端及下端提升架、提升设备提升、滑移前结构及设备检查旋转提升+滑移施工上下端同步提升提升到位后补缺段安装卸载、拆除提升架。

首先通过布置在塔楼顶部的提升器提起结构端部,缓慢向上提升,同时通过地面牵引设备带动结构向前水平滑动,待滑移至地面提升架下方后,结构与地面提升设备底锚连接,然后四台穿芯顶同步将主结构提升到位。提升结构在竖转过程中,塔顶提升千斤顶的受力在不断变化,提升架按最不利工况进行设计。

3具体施工工艺

3.1塔楼顶部提升架的设置

根据施工验算得出的最大受力,进行提升架的设计。塔楼上部钢结构安装完成后,将提升设施安装就位,与主结构焊接连接,后背设置拉杆,拉结在混凝土结构上。液压提升器安置在提升梁上,钢绞线从提升梁中间穿过与下吊点连接。

图5图6

3.2地面提升架设置

地面提升架采用格构柱式门架,将提升梁放置在两个格构柱顶部,提升梁规格为双拼HM588*300*12*20型钢。图示如下:

图7

每组提升架设置4根缆风绳,缆风绳最大受力120kN,选用抗拉强度1770MPa直径28mm钢丝绳,采用不小于2t的倒链进行预紧,然后打绳卡锁死,示意图如下:

图8

3.3地面滑移架设置

提升段的下端前期固定在地面滑移支架上,采用两处D80mm销轴连接,在提升过程中中可以旋转。在每条滑道的前方及后方各设置一个5t倒链,辅助滑移架向前均匀的滑动,避免过快滑动或不滑动滞后,保证提升钢绞线倾斜角度在4度以内。

图9

3.4液压提升设备选型及提升控制要点

根据施工过程计算分析,单个提升点最大受力511.5kN,据此选用四台100t穿芯千斤顶进行提升,配置两台额定工作压力25MPa的液压泵站和一台控制计算机。

每台千斤顶穿入8根直径15.24mm钢绞线,抗拉强度1860MPa,满足使用要求。

图10

工作准备就绪后,首先应进行通过试提升,静置过程中对照检查表,对提升段钢结构本身、滑移胎架、格构式提升架、上下吊点及提升控制系统进行检查,保证各部位符合提升要求。

正式提升时,各提升吊点提升器应按所需压力的20%、40%、60%、80%、100%分级加载。在分级加载过程中,每一步加载完毕均应暂停,各区域负责人进行临时支架、被提升结构、提升系统的检查,向总指挥反馈检查结果,一切正常后方可继续下一步分级加载。

3.5施工过程控制

施工过程具体分为以下三个阶段:

阶段1:前29m的提升,滑移架需要向前滑移约9m,提升的同时,用前后共4个5t倒链控制滑移架向前同时移动,每提升2m停止一次,进行提升、滑移协调性检查。

在滑移轨道板上每隔0.31m用油漆笔做刻度标记,每提升1m应向前滑移一格,暂停提升时,若滑移不足一格,用倒链进行调整至理论滑动距离。

图11

在提升段上部同一断面处,侧面贴反光片,停止提升后进行坐标点测量,以复核左右两根弦杆的标高,避免提升段发生扭转。

阶段2:下端滑移至地面提升架下方后,提升千斤顶底锚与结构连接,然后四个点同步提升主结构。继续提升18.8m后到达最终设计位置。每组提升架设置4根缆风绳。

图12

阶段3:提升到位后,首先进行高处同已安装主结构的连接工作,然后补装下部结构。

图13

通过栓接及焊接形式完整与已安装结构的连接,检查合格后,卸载并拆除提升、滑移设施。

图14

图15

4结语

通过对此类型结构的分析研究,采用旋转提升+同步滑移的方法施工,总工期能够相对缩短,临时措施的投入量大幅降低,高空作业量减少、相应的安全风险点减少,有利于施工安全控制,具有明显的优势,并在项目实践中得到了检验,对今后类似项目的实施提供重要参考。

参考文献:

[1]贾国.大跨度空间钢结构施工质量控制浅谈[J].城市建筑.2012(22).

[2]许勤.试论大跨度空间钢结构的施工技术应用[J].广西城镇建设.2013(34).

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