專利名稱：一種高空大跨度鋼結構分段滑移拼裝工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種建筑領域的鋼結構拼裝工藝，具體涉及一種適用于施工場地內(nèi)存
在地下室或其他結構，導致起重機械無法進入施工區(qū)域或采用其他施工方法施工經(jīng)濟性不 佳、對工期影響較大的大跨度鋼結構的高空大跨度鋼結構分段滑移拼裝工藝。
背景技術：
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，近些年來中國的鋼產(chǎn)量飛速增加，為我國建筑鋼結構 的發(fā)展提供了有利的條件。加上國家政策鼓勵用鋼，大力發(fā)展鋼結構建筑，涌現(xiàn)出一大批鋼 結構高層寫字樓、大跨度場館及公共建筑，如北京奧運鳥巢、蘇州國際博覽中心、南通開閉 式體育館等。其中部分大型大跨度場館多采用"地面拼裝、跨內(nèi)高空吊裝"以及"搭設拼裝 平臺、高空散裝"的方法進行安裝，此類安裝方法相對比較簡單、實用、效率較高。但對于施 工場地內(nèi)受限制或存在地下室結構的大跨度結構，常規(guī)的"地面拼裝、跨內(nèi)高空吊裝"的方 法就行不通了，須另辟蹊徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要任務在于提供一種高空大跨度鋼結構分段滑移拼裝工藝，具體涉及 一種不需要通過對地下室結構進行加固，不受跨內(nèi)其他結構的影響，采用分段頂推滑移拼 裝的方式將結構安裝到圖紙設計的位置，該工藝能很好地解決大跨度鋼結構桁架的安裝問 題，且安全可靠，經(jīng)濟合理。 為了解決以上技術問題，本發(fā)明的一種高空大跨度鋼結構分段滑移拼裝工藝，其
特征在于所述工藝步驟如下先搭建臨時軌道梁支撐，然后再在臨時軌道梁支撐上設置
滑移軌道梁和拼裝胎架，在胎架上按照圖紙要求進行鋼結構桁架單元拼裝，拼裝完成后，拆
除拼裝胎架，沿滑移軌道向前頂推滑鋼結構桁架單元，移至鋼結構所應到達的位置，再在騰
空出來的拼裝胎架上進行下一跨度區(qū)域鋼結構桁架單元拼裝，并將該單元與上單元焊接連
接，然后依次滑移頂推鋼結構桁架單元至所應到達的位置，該工藝依次類推，直至全部鋼結
構滑移拼接完畢，最終進行卸載落位固定，完成鋼結構的全部安裝工作。 進一步地，所述滑移軌道與鋼結構桁架保持在一條安裝軸線上。進一步地，所述滑移軌道梁按500-700mm間距在軌道兩側設置10mm厚的擋板；軌
道梁滑移方向按10m間距，在軌道兩側設置10mm厚的止動擋塊。 本發(fā)明的優(yōu)點在于在當前大型鋼結構會展及體育場館建筑中，根據(jù)建筑和使用 功能的需要，設計往往采用大跨度鋼結構，部分受跨度內(nèi)結構或地下室影響，需采用非常規(guī) 的分段累積滑移拼裝方法，進行現(xiàn)場安裝，采用其他方法對工期影響較大，或采取其他措施 所需經(jīng)濟費用頗高。近年來，由于社會進步及經(jīng)濟實力的增強，國內(nèi)各地大跨度鋼結構工程 建設方興未艾，因此總結和推廣大跨度鋼結構分段頂推累積滑移拼裝施工十分必要。這種 施工技術安裝精度較高，施工方法科學有效，且施工速度快。
具體實施例方式
軌道安裝軌道安裝中心線應與桁架安裝軸線保持一致，且按照設計標高進行安 裝；此外應考慮軌道的側向穩(wěn)定及滑移方向滑動控制，側向穩(wěn)定可按600mm間距在軌道兩 側設置10mm擋板；軌道滑移方向防滑可按10m間距，在軌道兩側設置10mm止動擋塊，相鄰 軌道間宜采取焊接連接，上表面需打磨光滑。 上述三個工件為高空大跨度鋼結構分段滑移拼裝工藝的必備工裝。
在具體實施高空大跨度鋼結構分段滑移拼裝工藝中，其工藝流程如下
首先，按照以下要求進行鋼結構滑移頂推必備工裝的初步布置
A、滑移軌道設置 根據(jù)臨時措施結構初步布置，利用結構模擬計算軟件，對滑移結構最不利工況 (考慮風荷載、溫度變化等)結構變形情況進行模擬計算，確定滑移軌道設置數(shù)量.
B、拼裝胎架、滑移軌道梁支撐、滑移軌道梁、軌道的設計 臨時措施結構設計應包括拼裝胎架設計、滑移軌道梁支撐設計、滑移軌道梁設計、 軌道選型等，設計中充分考慮臨時措施結構的強度、承載力、穩(wěn)定性、變形情況、結構沉降、 基礎處理等，最終明確軌道梁支撐、滑移軌道梁、拼裝胎架等具體布置、規(guī)格型號、連接方 式、滑移軌道設計高度等情況。 C、根據(jù)滑移頂推的工序，在滑移導軌的一端設置千斤頂，千斤頂?shù)脑O置根據(jù)滑移 結構總噸位進行計算，確定頂推千斤頂?shù)囊?guī)格、數(shù)量及設置位置等。 D、拼裝胎架搭設拼裝胎架設計應根據(jù)施工現(xiàn)場地質(zhì)勘探報告數(shù)據(jù)，進行基礎設 計，計算確定胎架在安裝荷載的作用下的基礎沉降量；胎架實際搭設中應根據(jù)實際基礎沉 降變形情況，同時對拼裝胎架預留沉降余量.
E、高空拼裝及設備安裝 大跨度結構滑移安裝質(zhì)量，完全取決于高空胎架上結構拼裝精度的控制，結構安 裝的標高、軸線位置、垂直度等控制應符合規(guī)范要求.
①結構側向位移控制 考慮大跨度鋼結構拼裝單元拆除支撐后，由于結構的下?lián)献冃?，結構必定在與軌 道垂直方向上發(fā)生位移；位移值根據(jù)跨度及結構下?lián)现档?，進行模擬計算，最終確定對軌道 所在軸線上受力結構設置反向變形. 拼裝結構分步分級拆除支撐后，拼裝結構在撓度變形的作用下，達到圖紙要求的
安裝軸線要求。 ②拼裝結構起拱《鋼結構設計規(guī)范》GB50017-2003中規(guī)定，屋蓋梁或桁架設計允許偏差為1/500，大 跨度鋼屋蓋施工中，可根據(jù)施工結構模擬分析的撓度變形及桁架分段情況，進行拼裝施工 折線起拱。 在結構滑移支點處設置限位擋板，防止側向位移，軌道與其兩側限位擋板間距各 為15mm。 結構滑移過程中，按照方案部署及時安裝頂推設備，確保連接妥貼穩(wěn)固。 上述滑移頂推必要工裝安置好后，其次，在該工裝上搭建鋼結構桁架，滑移前檢查
驗收及拆除支撐。
正式滑移前，對構件高空拼裝情況進行檢查，確保桿件安裝及焊縫焊接完畢；然后 按照方案確定的步驟進行拆除臨時支撐，并在卸載過程中對結構變形進行觀測，如有異常 情況立即啟動應急預案。 在無異常情況下，進行頂推滑移。該步驟采用的是通過編程控制同步頂推滑移的 千斤頂，對滑移導軌進行頂推滑移。
①滑移前檢查臨時支撐是否拆除完畢；滑移結構是否與胎架完全脫離；滑移系統(tǒng) 工作是否正常；各崗位人員及監(jiān)測儀器是否到位等。
②頂推滑移 滑移前檢查各項工作已符合滑移條件后，進行正式滑移。
千斤頂頂推力F設定，應按照當前拼裝滑移重量計算得出；
F丄=N一f/m巳為第i次滑移單元滑動某條軌道上每個千斤頂?shù)捻斖屏Γ?
K為第i次滑移單元總重量在某條軌道上分配的支反力； f為第i次滑移單元總重量在某條軌道上的摩擦力系數(shù)(考慮軌道上涂抹黃油，實 際計算中f取常數(shù)0.2); m為第i次滑移單元滑移時在某條軌道上安裝的千斤頂數(shù)量； 每次頂推滑移開始時，為了克服瞬間加載產(chǎn)生的加速度對結構導致的不利影響，
可按照計算確定的數(shù)值&進行分n級次勻速加載； 當某條軌道上千斤頂頂推位置結構產(chǎn)生微小滑動時，停止此軌道千斤頂油泵加 載，確定頂推力數(shù)值；繼續(xù)進行其他軌道的千斤頂油泵的加載，直至所有軌道上頂推結構出 現(xiàn)微小滑動，全部確定各條軌道的千斤頂頂推力數(shù)值；最終按照各條軌道的千斤頂頂推力 數(shù)值同時啟動所有油泵系統(tǒng)，開始向前進行滑移。
滑移過程結構調(diào)整 滑移過程中由于各種因素，可能導致結構產(chǎn)生整體不均勻側向位移，主要表現(xiàn)在 軌道與其兩側限位擋板間距發(fā)生變化，應及時上報滑移總指揮；通過鋼尺測量對于同一基 線的距離偏差，找出所有軌道上結構位移的偏差；再通過不同軌道上結構滑移速度的調(diào)整， 最終使所有軌道上結構達到同一基線，再按照各千斤頂設置設定的頂推力繼續(xù)向前滑移。
滑移過程中，亦可根據(jù)計算機自身的采集系統(tǒng)反饋的滑移速度偏差，實時進行速 度調(diào)整，保證結構滑移同步性；但此種方法導致實時結構在進行速度調(diào)整時，導致結構滑移 速度較慢，目前已很少采用。
(7)頂推滑移監(jiān)測測量 ①結構頂推滑移前，拼裝結構支撐架拆除過程中，對拼裝單元變形進行監(jiān)測；
②結構頂推滑移中，對滑移軌道鋼梁變形進行監(jiān)測；
②構卸載過程中，應對結構的變形情況進行監(jiān)測； 對于監(jiān)測中出現(xiàn)的異常情況，如結構撓度大于計算變形、出現(xiàn)大的聲響、支撐發(fā)生 變形或結構出現(xiàn)局部振動等，應立即進行信息反饋，及時采取相應的應急預案進行處理。
當一個鋼結構桁架單元結構滑移完成后，可繼續(xù)在騰空的拼裝胎架上進行拼裝下 一鋼結構桁架單元，前后兩個單元通過焊接連接后，繼續(xù)向前滑移，采用相同的方法直至全 部鋼結構單元滑移結束。
由于鋼結構桁架的跨度較大，每個滑移單元拆除支撐及滑移完畢后，均有一定下 撓，在進行下一滑移單元拼裝時，應將滑移完畢的最末端鋼桁架進行回頂一定數(shù)值(回頂 數(shù)值應參考拆撐后的撓度變化值)，使之恢復到拆除支撐前的狀態(tài)，保證后續(xù)滑移單元相鄰 桿件的拼裝精度。 最后，進行結構卸載落位固定處理。 結構滑移到位后，按照卸載方案進行分級卸載，最終落位固定，拼接安裝完成。
滑移鋼結構的最后一步滑移及結構卸載，應考慮溫度變化，宜在當?shù)啬昶骄鶞囟?氣溫下進行。 采用上述工藝所形成的鋼結構，其質(zhì)量可達到如下要求 1、鋼結構桁架滑移到位軸線安裝偏差不大于15mm，跨中垂直度允許為h/250，且 不大于15. Omm ; 2、桁架安裝到位側向彎曲矢高不大于10mm，允許偏差為1/1000，且不應大于 50. Omm ; 3、桁架安裝到位支座標高允許偏差士5mm。 4、桁架安裝跨中垂直度、側向彎曲矢高、標高、軸線偏差等，應符合《鋼結構工程施 工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205-2001相關質(zhì)量驗收要求。
實施例1 金都漢宮二期工程位于武漢市臨江大道66號，32層框架剪力墻結構，2006年12 月15日開工，總建筑面積62112. 14平米，地下室建筑面積7871.96平米，頂層為大跨度展 廳，展廳上方屋頂桁架結構為大跨度高截面鋼管桁架結構，共12榀托架，10榀主桁架，68榀 次桁，大量水平支撐及檁條，總重達2700t。其中托架跨度為36m，主桁架跨度60m，次桁架跨 度12m，按6m間距沿主桁架長度方向均勻布置。主桁架高低起伏，高度4 9m，成雙向折線 形，管徑較大，節(jié)點復雜，鋼管多次相貫，現(xiàn)場施工難度大，且具有地下室結構。
現(xiàn)場采用大跨度鋼結構分段頂推累積滑移拼裝方法，設置兩條滑移軌道(間距 60m)，成功地完成了 60m跨屋頂桁架結構的安裝，在屋頂桁架頂推累積滑移拼裝的同時，地 下室結構及樓層結構可交叉施工作業(yè)，采用該施工方法共計節(jié)約施工措施費用約106萬， 總工期提前了42天。
實施例2 三金一香港映象工程，該工程位于武漢市古田西路，18層框架剪力墻結構，三層為 轉換層鋼結構桁架，四角的四個鋼筋混凝土筒體作為巨型框架柱，鋼結構桁架的最大尺寸 為16. 2mX5. 6m(長X高)，最重的達22. 3噸。也采用實施例1所述的方法安裝，確保了施工 的質(zhì)量和安全，且該施工方法共計節(jié)約施工措施費用約15萬，總工期提前了 30天。
實施例3 航天首府住宅樓工程位于湖北省孝感市東方開發(fā)區(qū)，2008年11月8日開工，總建 筑面積19029平米，地下室面積1450平米，18層框架剪力墻結構，三層轉換層大廳為鋼結構 桁架結構。該工程采用的高空大跨度鋼結構分段頂推滑移的拼裝方法，確保了施工的質(zhì)量 和安全，且該施工方法共計節(jié)約施工措施費用約20萬，總工期提前了 60天。
權利要求
一種高空大跨度鋼結構分段滑移拼裝工藝，其特征在于所述工藝步驟如下先搭建臨時軌道梁支撐，然后再在臨時軌道梁支撐上設置滑移軌道梁和拼裝胎架，在導軌梁上設導軌，在胎架上按照圖紙要求進行鋼結構桁架單元拼裝，拼裝完成后，拆除拼裝胎架，滑移軌道通過千斤頂?shù)淖饔孟蚯绊斖苹摻Y構桁架單元，移至鋼結構所應到達的位置，再在騰空出來的拼裝胎架上進行下一跨度區(qū)域鋼結構桁架單元拼裝，并將該單元與上單元焊接連接，然后依次滑移頂推鋼結構桁架單元至所應到達的位置，該工藝依次類推，直至全部鋼結構滑移拼接完畢，最終進行卸載落位固定，完成鋼結構的全部安裝工作。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種高空大跨度鋼結構分段滑移拼裝工藝，其特征在于所述滑移軌道與鋼結構桁架保持在一條安裝軸線上。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種高空大跨度鋼結構分段滑移拼裝工藝，其特征在于所述滑移軌道梁按500-700mm間距在軌道兩側設置10mm厚的擋板；軌道梁滑移方向按10m間距，在軌道兩側設置10mm厚的止動擋塊。
全文摘要
本發(fā)明的一種高空大跨度鋼結構分段滑移拼裝工藝，其特征在于所述工藝步驟如下先搭建臨時軌道梁支撐，然后再在臨時軌道梁支撐上設置滑移軌道梁和拼裝胎架，在胎架上按照圖紙要求進行鋼結構桁架單元拼裝，拼裝完成后，拆除拼裝胎架，沿滑移軌道向前頂推滑鋼結構桁架單元，移至鋼結構所應到達的位置，再在騰空出來的拼裝胎架上進行下一跨度區(qū)域鋼結構桁架單元拼裝，并將該單元與上單元焊接連接，然后依次滑移頂推鋼結構桁架單元至所應到達的位置，該工藝依次類推，直至全部鋼結構滑移拼接完畢，最終進行卸載落位固定，完成鋼結構的全部安裝工作。
文檔編號E04G21/14GK101725255SQ20091021263
公開日2010年6月9日 申請日期2009年11月13日 優(yōu)先權日2009年11月13日
發(fā)明者高申甫 申請人:高申甫