1.北京市平谷区山东庄镇大北关西路156号 北京市平谷县 101200;2.河北省保定市徐水县户木乡屯庄村一区22号 河北省保定市 071000;3.北京市通州区帅府园二期9号楼二单元1604室 北京市通州区 101149;4.河南省新郑市和庄镇任庄7号河南省 新郑市 451150;5.北京市房山区城关街道丁家洼村二区20号 北京市房山区 102488
摘要:随着我国经济快速发展,大跨度空间钢结构从满足各种建筑功能的造型到跨度的跃升一一被突破。国内大跨度钢结构建筑得到了跨越式的发展,其中俗称鸟巢的国家体育场跨度更达到260m。与之伴随的是建筑业安全生产整体形势仍十分严峻。据住房和城乡建设部统计显示,2018年,全国共发生房屋市政工程生产安全事故734起、死亡840人。因此深入研究各类新型施工技术,运用、营造安全可靠的施工作业环境,对我国建筑业持续发展和创新发展具有重要意义。
关键词:大跨度钢结构;滑移施工安全技术;应用
引言
当钢结构安装的起重设备无法覆盖安装区域时,钢结构的安装可以采用滑移安装方案,将构件从安装区域外侧滑移至安装区域内,然后再进行安装。钢结构采用滑移安装时,要制定详细的滑移方案,滑移过程中釆用的临设以及滑移设备要经过严格的计算。
1滑移技术特点
结构直接就位在设计位置,垂直起重设备和胎架沿屋盖结构组装方向单向移动,通过滑移胎架和行走吊机完成屋盖结构的安装。将屋盖钢结构按照榀数和网格数分成若干单元,单元可在胎架移走后形成稳定的受力体系,在满足此条件下尽量减少每单元桁架及网格数,但不得少于两榀桁架或两个网格;各单元按照吊车的起重能力又分为若干段。沿桁架垂直方向设置行走式塔吊和胎架滑移的轨道。根据单元的划分制作满足所有单元组装的可搭拆胎架,胎架需要连接成一个整体,通过卷扬机牵拉将胎架移动到屋盖单元的设计位置。吊机行走至组装单元就近位置,顺次将需要的分段吊装至滑移胎架上,拼装焊接成单元后,拆除滑移胎架支撑,将组装单元直接落放在设计支座位置。以卷扬机为动力源,通过滑轮组将胎架沿轨道空载滑移至下一组装单元位置,通过调节、修改形成下一单元的组装胎架,与楼面或地面做临时固定。塔吊行走至本组装单元就近位置拉点处牵拉进行等标高滑移,待滑移单元滑移到设计位置后,拆除滑移轨道,固定支座。如此逐单元拼装,分片滑移,直至完成整个屋盖的施工。概括起来该工法为:高空分片组装、单元整体滑移、累积就位的施工工艺。
2项目概况
某市航站楼总建筑面积达49.5万m2,主楼包括进出港主楼,东、西天井周边用地和走廊。每个指廊东西长223m,南北宽48.5~55.5m。指廊钢屋盖采用双向正交正放网架结构,属交叉桁架体系。屋盖网架采用圆钢管截面和采用带暗节点板的相贯焊连接节点。与支承钢柱连接则采用刚接形式。钢结构屋盖顶标高约22m,指廊端部钢屋盖悬挑长12.9m。指廊共含53榀主桁架,沿东西方向以4.5m为间距均匀设置,24根钢柱对钢屋盖形成支撑体系,钢柱与钢屋盖进行刚接。
3大跨度钢结构滑移施工安全技术应用
3.1过程控制
(1)屋盖地面拼装。每6个单片主桁架和次桁架杆件在吊装区域附近拼装成一个吊装单元。屋盖地面分块拼装时,根据起拱坐标进行测量安装与复测。屋盖吊装前检查吊索具是否完整可靠,桁架上须加设安全走道。
(2)分块吊装。
桁架吊装采用2台履带吊分块对称吊装,利用移动式组合胎架及点式胎架作支撑,桁架拼装焊接完成后,挂设好安全走道,再将桁架吊装至移动式组合胎架及点式胎架上,补档焊接完成后进行卸载。
(3)胎架滑移。当对称6个吊装单元吊装就位补档完成后,将滑移胎架滑移至下6个吊装单元处。滑移时卷扬机须缓慢匀速拉动移动式组合胎架。之后对组合胎架、滑移轨道、卷扬机、牵引绳等重要部位仔细检查,确认无问题后方可滑移。
(4)测量监控。胎架在卸载过程中,需要对主桁架跨中,边桁架跨中的变形值进行观测,确保结构的变形在允许范围内。根据上面的实测变形和理论变形的对比,可以看出大部分测点位置实测变形均小于理论变形,且实测变形均为理论变形的70%左右,偏差趋势基本一致,由此可以判断结构刚度较好,施工质量良好。
(5)屋盖卸载。主桁架吊装就位后,完成主桁架的空中对接焊缝,即可对滑移胎架上的支撑点进行卸载。此时全部主桁架依靠两侧点式胎架支撑。卸载前应该在点式胎架上向内拉设缆风绳,避免点式胎架因承受水平推力而倾覆。在完成补裆杆件的安装、边桁架的安装、钢柱周围杆件的安装后即可进行周边的点式胎架的卸载。指廊结构复杂、工期紧张,通过前期计算软件和BIM运用,采用策划的胎架滑移和点式胎架组合、原位分块吊装的施工方案,使工期得到了保证。由于施工措施、机械台班用量均较少,且构件吊装过程中结构变形符合计算结论,所以安全危险点得到有效控制,取得了良好的经济效果。
3.2安防措施
3.2.1滑移胎架安防
(1)滑移胎架竖向通道设置在中间的独立胎架上,每隔4m设置休息平台,在水平通道两端设置爬梯,可攀爬至3个胎架顶部。
(2)胎架安全防护胎帽尺寸为6.5m×6.5m。为了保证工人作业安全,需在顶部铺设花纹钢板,且在周边设置防护立杆。
3.2.2屋盖安装防护
(1)挂设安全绳。在主桁架吊装前需在主桁架上挂设安全绳,满足高挂低用。在高空作业区域,保证工人在作业时附近均有安全绳。
(2)竖向通道。指廊屋盖完成安装后,檩条需后续安装,除滑移胎架可作为竖向通道外,另需设置固定的竖向通道。
(3)水平通道。在滑移胎架上部设置有水平通道,供作业人员行走。在主桁架吊装过程中,主桁架上下弦杆之间设置有马道,在主桁架对接完成后先对马道进行安装,保证作业人员在桁架下弦杆上部行走安全。马道不能到达的区域,采用标准化的水平通道铺设在主桁架下弦杆上,并进行临时固定,可作为作业人员水平通道。水平通道位于吊装块两侧,安装就位后可作为作业人员行走通道。桁架补裆时,吊装块下弦水平通道及檩条安装水平通道作为工人作业区域。
结语
综上所述,为更加全面地掌握各类滑移施工方法的特点,还需要结合模型实验、理论分析、工程实际,全面地确定各种不同施工方法下结构力学分析与计算模型,并通过工程实践确定各类型施工方法的优缺点,总结出实用的施工方案选择模型,作为有关规程或标准的依据。
参考文献
[1]张家国,赵祖芳,高启博,等.某大跨度钢结构滑移施工监测和施工建议[J].钢结构,2018,33(10):120-121.
[2]高丁丁.大跨钢结构滑移施工新技术研究[D].北京:北京交通大学,2016.