大跨度拱形管桁架步進(jìn)式頂推滑移施工技術(shù)摘要：文中介紹了新建XXX西客運(yùn)站工程高架通廊屋面桁架在施工場(chǎng)地狹窄、垂直作業(yè)的條件下，68.5m跨度的拱形管桁架在高度約26.8m的高空組裝所采用步進(jìn)式頂推滑移施工技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用，提高了鋼桁架拼裝的精度和質(zhì)量并且合理有效地縮短了工期，節(jié)約了成本。關(guān)鍵詞：拱形管桁架；高空；步進(jìn)式頂推滑移；施工技術(shù)1工程概況XXX西客運(yùn)站工程高架通廊屋面采用拱形管桁架結(jié)構(gòu)，高架通廊屋面管桁架結(jié)構(gòu)投影尺寸為：長(zhǎng)234.4m，寬99.4m，用鋼量約1496T，共有44榀主桁架組成，桁架由伸縮縫分為三個(gè)獨(dú)立的單元。屋面管桁架主要受力部分為上下弦桿、腹桿、次桁架及支撐，上下弦桿為?180×8、?203×10、?245×12、?245×16；腹桿為?89×5、?133×6、?168×8、?114×5、?152×6；次桁架為?152×6、?89×4；支撐為?114×5、?89×5，材質(zhì)為Q345B。整個(gè)屋面管桁架通過(guò)4排支座支承在下部的混凝土框架柱及框架梁上，共計(jì)88個(gè)支座（圖1～3）。圖1桁架平面布置圖圖2桁架剖面圖圖3高架通廊結(jié)構(gòu)斷面圖2施工難點(diǎn)（1）施工場(chǎng)地狹窄，高架通廊兩側(cè)的南北雨棚同時(shí)施工。（2）桁架安裝如果采用地面拼裝整體吊裝，根據(jù)回轉(zhuǎn)半徑、臂長(zhǎng)、起重量計(jì)算，需要400T的吊車(chē)，且吊機(jī)的行走路線將影響雨棚的施工。（3）桁架安裝需與下部候車(chē)廳混凝土樓板同時(shí)施工，如等下部候車(chē)廳混凝土樓板施工完畢后再搭設(shè)滿(mǎn)堂紅腳手架進(jìn)行高空組裝，工期無(wú)法滿(mǎn)足要求。（4）桁架安裝如采用傳統(tǒng)的高空組裝、爬行器滑移施工方法，拱形桁架的水平推力加大，所需軌道等輔助設(shè)置較多，費(fèi)用高。3施工方法采用高空組裝、步進(jìn)式頂推滑移的方法施工，在高架通廊的西側(cè)的混凝土樓板上搭設(shè)一個(gè)高空操作平臺(tái)，寬度為24m、長(zhǎng)68m、高14～23m，在高空操作平臺(tái)上分別組裝4榀桁架為一個(gè)滑移單元，組裝完畢后從西往東累積滑移就位。桁架累積滑移時(shí)在桁架內(nèi)側(cè)的兩排支座上鋪設(shè)槽鋼軌道，根據(jù)滑移單元的大小在相應(yīng)的軌道上設(shè)置液壓頂推器。采用步進(jìn)式頂推滑移施工方法與傳統(tǒng)的爬行器滑移施工方法相比，具有反作用可靠、同步控制精度高、臨時(shí)措施簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，從而確保工程質(zhì)量和施工的安全、進(jìn)度并確保了經(jīng)濟(jì)的合理性。4架體搭設(shè)及桁架拼裝操作平臺(tái)腳手架采用扣件式鋼管腳手架的形式，搭設(shè)間距為1500mm×1500mm×1500mm，下部鋪設(shè)在50mm×250mm通長(zhǎng)腳手板上，頂層作業(yè)層水平加密桿的間距為400mm，上面滿(mǎn)鋪50mm厚的腳手板，板下掛設(shè)安全平網(wǎng)。腳手架立面、水平面均加設(shè)剪刀撐，立面剪刀撐沿架高連續(xù)布置，雙方向每4跨設(shè)置一道。水平剪刀撐每4步設(shè)置一道，斜桿與地面的夾角為45°～60°，同時(shí)架體應(yīng)與周邊的混凝土結(jié)構(gòu)連接以確保架體的整體穩(wěn)定性。架體經(jīng)計(jì)算，受力架體滿(mǎn)足受力要求。在架體上架立14#槽鋼作為桁架拼裝的胎架，槽鋼焊接在架體的立桿上。每個(gè)弦桿的對(duì)接口處均設(shè)置胎架，胎架的位置應(yīng)避開(kāi)桁架的節(jié)點(diǎn)，以便于桁架的拼裝。桁架主弦桿采用塔吊進(jìn)行高空散裝，單根弦桿重量為700～800㎏，塔吊的作業(yè)半徑及起重量滿(mǎn)足要求，腹桿采用塔吊吊至操作平臺(tái)上，人工散裝。桁架高空散裝的流程為：下弦桿定位安裝→上弦桿定位安裝→節(jié)點(diǎn)定位放線→腹桿安裝→檢查驗(yàn)收→焊接→節(jié)點(diǎn)打磨、焊縫檢查→涂裝→檢查驗(yàn)收（圖4）。圖4桁架拼裝5桁架滑移就位5.1液壓同步頂推滑移原理“液壓同步頂推滑移技術(shù)”采用液壓頂推器作為滑移驅(qū)動(dòng)設(shè)備。液壓頂推器采用組合式設(shè)計(jì)，后部以頂緊裝置與滑道連接，前部通過(guò)銷(xiāo)軸及連接耳板與被推移結(jié)構(gòu)連接，中間利用主液壓缸產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)頂推力。液壓頂推器的頂緊裝置具有單向鎖定功能。當(dāng)主液壓缸伸出時(shí)，頂緊裝置工作，自動(dòng)頂緊滑道側(cè)面；主液壓缸縮回時(shí)，頂緊裝置不工作，與主液壓缸同方向移動(dòng)。液壓頂推器工作流程如下：第一步：液壓頂推器頂緊裝置安裝在滑道上，靠緊側(cè)向擋板；主液壓缸缸筒耳板通過(guò)銷(xiāo)軸與被推移結(jié)構(gòu)連接；液壓頂推器主液壓缸伸缸，推動(dòng)被推移結(jié)構(gòu)向前滑移。第二步：液壓頂推器主液壓缸連續(xù)伸缸一個(gè)行程，頂推被推移結(jié)構(gòu)向前滑移一段距離（一個(gè)步距）。第三步：一個(gè)行程伸缸完畢，被推移結(jié)構(gòu)不動(dòng)；液壓頂推器主液壓缸縮缸，使頂緊裝置與滑道擋板松開(kāi)，并跟隨主液壓缸向前移動(dòng)。第四步：主液壓缸一個(gè)行程縮缸完畢，拖動(dòng)頂緊裝置向前移動(dòng)一個(gè)步距，一個(gè)行程的頂推滑移完成，從步序1開(kāi)始執(zhí)行下一行程的步序。5.2頂推器布置及軌道設(shè)計(jì)桁架滑移順序：由于R～Q軸區(qū)域的＋10mm層混凝土結(jié)構(gòu)先施工，故桁架滑移的順序的從R軸往D軸進(jìn)行滑移，如圖5所示。圖5桁架滑移順序滑移單元的劃分：滑移單元的寬度必須保證結(jié)構(gòu)自身的穩(wěn)定性要求，并不宜太寬，以較少操作架搭設(shè)量，本工程以四榀桁架作為一個(gè)滑移單元。頂推器配置原則：（1）滿(mǎn)足屋面鋼結(jié)構(gòu)累積滑移驅(qū)動(dòng)力的要求，盡量使每臺(tái)液壓頂推器受載均勻；（2）盡量保證每臺(tái)液壓泵站驅(qū)動(dòng)的液壓頂推器數(shù)量相等，提高液壓泵源系統(tǒng)利用率（表1）；（3）在總體布置時(shí)，要認(rèn)真考慮系統(tǒng)的安全性和可靠性，降低工程風(fēng)險(xiǎn)。本工程頂推器配置如圖6。圖6頂推器配置圖表1主要液壓滑移設(shè)備表序號(hào)名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)設(shè)備單重?cái)?shù)量1液壓泵源系統(tǒng)65kWYS-PP-6002.5t2臺(tái)2液壓頂推器50tYS-PJ-5000.5t4臺(tái)3高壓油管31.5MPa標(biāo)準(zhǔn)油管箱28箱4計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)32通道YS-CS-0111套5傳感器錨具、行程、油壓壓6套6對(duì)講機(jī)摩托羅拉3臺(tái)滑移軌道結(jié)構(gòu)在屋面鋼結(jié)構(gòu)滑移過(guò)程中，起到承重、導(dǎo)向和橫向限制支座水平位移的作用?；栖壍乐行木€應(yīng)盡量與桁架支座中心線重合，以減小滑移過(guò)程中桁架支座因受到偏心力而產(chǎn)生不利影響。滑移軌道選用16a熱軋槽鋼，材質(zhì)為Q235B，利用滑移軌道的側(cè)擋板與預(yù)埋件固定。軌道的側(cè)擋板采用規(guī)格為-20×40×150mm的鋼板，在滑移軌道兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置，間距為500mm，起到對(duì)槽鋼翼緣加固、以及抵抗滑移支座處可能側(cè)向推力的作用（圖7～9）。圖7滑移軌道平面布置圖圖8桁架頂推節(jié)點(diǎn)詳圖一圖9桁架頂推節(jié)點(diǎn)詳圖二滑移軌道安裝要求：本工程中每節(jié)滑道的長(zhǎng)度為5m，為保證滑道內(nèi)表面的水平度，減少滑移過(guò)程中的阻礙、降低滑動(dòng)摩擦系數(shù)，滑道在鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)做到：（1）滑道槽鋼在安裝時(shí)，其下表面與預(yù)埋件及滑移梁上表面間的間隙應(yīng)盡量用薄鋼板墊實(shí)；（2）滑道中線與滑移大梁中心線偏移度控制在±10mm以?xún)?nèi)；（3）滑道兩端標(biāo)高偏差控制在20mm以?xún)?nèi)；（4）滑道槽鋼在滑移之前應(yīng)涂抹黃油潤(rùn)滑。軌道側(cè)擋板的安裝要求：滑道側(cè)擋板起著直接抵抗頂推反力及滑移精度控制的作用，因此在安裝過(guò)程中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：（1）為保證滑道側(cè)擋板與頂推支座之間有足夠的接觸面，滑道側(cè)擋板的設(shè)置形式應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)形式安裝；（2）滑道側(cè)擋板與滑道、滑移梁的焊縫高度應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，以滿(mǎn)足抵抗頂推反力的使用要求；（3）所有滑道上的側(cè)擋板的起始安裝位置應(yīng)在同一軸線位置處，并在每條軸線位置處重新設(shè)置起始點(diǎn)，以減小累積誤差，滿(mǎn)足滑移同步性的要求；（4）同一滑道兩側(cè)的側(cè)擋板安裝誤差應(yīng)小于2mm，相鄰滑道側(cè)擋板的間距誤差應(yīng)小于5mm；（4）側(cè)擋板前方（滑移前進(jìn)方向）嚴(yán)禁焊接。桁架滑移控制：步進(jìn)式頂推滑移施工技術(shù)采用傳感監(jiān)測(cè)和計(jì)算機(jī)集中控制，通過(guò)數(shù)據(jù)反饋和控制指令傳遞，可全自動(dòng)實(shí)現(xiàn)同步動(dòng)作、負(fù)載均衡、姿態(tài)矯正、應(yīng)力控制、操作閉鎖、過(guò)程顯示和故障報(bào)警等多種功能。本工程的步進(jìn)式頂推滑移系統(tǒng)設(shè)備采用CAN總線控制、以及從主控制器到液壓頂推器的三級(jí)控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)中每一個(gè)液壓頂推器的獨(dú)立實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整，從而使得液壓同步滑移過(guò)程的同步控制精度更高，更加及時(shí)、可控和安全。在桁架滑移過(guò)程中，每臺(tái)頂推器和泵站均需設(shè)置一名監(jiān)控人員，將設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況通過(guò)對(duì)講機(jī)及時(shí)傳遞給指揮員，同時(shí)測(cè)量人員應(yīng)通過(guò)鋼卷尺配合測(cè)量各牽引點(diǎn)位移的準(zhǔn)確數(shù)值，以輔助監(jiān)控滑移單元滑移過(guò)程的同步性，當(dāng)同步性發(fā)生偏差時(shí)，應(yīng)及時(shí)采用單點(diǎn)微調(diào)的方法進(jìn)行調(diào)整。滑移就位：桁架滑移至設(shè)計(jì)位置后，再次檢測(cè)桁架的軸線位置，然后進(jìn)行支座替換。支座替換時(shí)按桁架分區(qū)分別從東往西逐個(gè)進(jìn)行替換。采用50T千斤頂將兩側(cè)滑移支座同時(shí)頂升5mm后，將滑移支座拆除，替換成成品支座，全部支座替換完畢后，按設(shè)計(jì)要求對(duì)支座進(jìn)行焊接。5結(jié)束語(yǔ)本工程采用步進(jìn)式頂推滑移施工技術(shù)，確保了高架通廊屋面桁架從安裝開(kāi)始，65天內(nèi)封頂?shù)墓て谀繕?biāo)，為結(jié)構(gòu)裝修施工爭(zhēng)取了施工的空間和時(shí)間。（1）本施工方法與采用滿(mǎn)堂腳手架高空散裝的施工方法相比，減少腳手架用量245778m3（2334.8噸），有效節(jié)約施工成本3625140元，縮短工期63天。（2）本施工方法與分榀吊裝施工方法相比，減少了大型吊裝設(shè)備的使用（其中300T履帶吊兩臺(tái)，50T汽車(chē)吊3臺(tái)），有效節(jié)約機(jī)械費(fèi)2568890元，縮短工期25天。（3）本施工方法