价值工程
0引言
滑移是指桁架或网格单元、
桥梁分段在事先设置的滑轨上通过牵引或顶推的方式滑移到设计位置的安装方法。桁架或网格单元可以在滑移平台上拼装好或地面拼装后
用起重机吊至支架或滑移拼装平台上。
滑移拼装平台一般设在建筑物的一端,滑移时滑移单元由一端向另一端滑
移。滑移拼装平台也可以设置在中间或两端,
由中间向两侧或由两侧向中间。
滑移法施工可以节省大量的底部支撑措施;容易形成流水线作业;
不影响网架下部其它专业工序施工。本文作者结合参建工程实际进行简要分析归纳,可以为后续施工提供参考。
1工程简介
宿州站站房站房主屋面钢网架平面长153.1m ,
宽57.9m ;屋面网架长106.2m ,
宽72.96m 。站房主屋面钢网架为正四角锥焊接球节点网架,
下弦多柱点支承,网架支承最大跨度为46.5m ,
最大悬挑长度为13.23m 。网架钢结构共计重量为420吨,含有7455根网架杆件,焊接空心球
1924个。支承采用成品铰支座,
支座支承在下部结构的柱顶,
下部支承结构形式为钢筋混凝土结构。由于本工程安装受现场条件的限制钢结构安装西侧
为邻近既有线,
东侧紧邻站前广场、南侧临近下穿立交工程,施工场地狭小,无法形成有效的环形施工道路;
站房屋盖安装区域面积大,四周结构悬挑距离大,
安装难度极大。通过参建设单位现场踏勘和研讨,
最后确定了采用分条拼装、累积滑移的方案进行施工。2宿州站网架累积顶推滑移施工工艺原理
宿州站站房钢结构网架根据结构形式可视为一块刚
性的平板置于混凝土结构柱顶,
因受拼装平台位置及大小影响,
需将整个平板拆分成若干个小板条;因结构跨度不完全一致,
因此分条时只能根据结构特点分成若干个不等跨的板条进行累计滑移。
施工时先拼装完成第一个板条后推离平台,再在平台上拼装接上第二块板条,
再滑移一榀距离,空出拼装区域,继续此拼装下一榀,
继续累积滑移一榀距离。重复上述累积滑移的操作,
直至最后一榀拼装和滑移到位。(图1)
3宿州站网架累积顶推滑移施工工艺流程
宿州站网架累积顶推滑移施工工艺流程如下:
平台搭设→轨道搭设→网架拼装→液压系统安装→爬行器安装→滑移系统调试→网架滑移分块拼装验收→网架球支
点卸载→滑移→滑移到位→临时固定→重复下一滑移分块工作→全部结构完成→结构验收→卸载。
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—作者简介:夏攀(1987-),男,四川蓬安人,毕业于武汉工程大学,工程师,本科,研究方向为项目管理、铁道工程。宿州火车站钢结构网架累积顶推滑移施工技术
Construction Technology of Accumulated Jacking and Sliding of Steel Structure Grid at
Suzhou Railway Station
夏攀XIA Pan
(中铁六局集团路桥建设有限公司,
长沙410000)(China Railway Sixth Engineering Group Road and Bridge Construction Co.,Ltd.,Changsha 410000,China )
摘要:近年来,钢结构工程在建筑领域被广泛应用于车站工程,其施工安全、质量控制成为了施工工作的关键环节。结合钢结构工程项目的施工实践,从施工前的质量控制到施工过程的质量控制,从平台搭设到钢网架结构顺利滑移到位,简要阐述了钢结构工程施工过程的控制要点,以期为类似钢结构工程施工的安全、
质量控制提供参考。Abstract:In recent years,steel structural engineering has been widely used in station engineering in the construction field,and its
construction safety and quality control have become the key link of construction work.Combined with the construction practice of the steel structural engineering project,from the quality control before construction to the quality control during construction,from the platform erection to the smooth sliding of the steel grid structure,this paper briefly expounds the control points in the construction process of the
steel structural engineering,in order to provide reference for the safety and quality control of similar steel structural engineering construction.
关键词:钢网架结构;
滑移施工技术;控制要点Key words:steel grid structure ;sliding construction technology ;control points 中图分类号:TU758.11
文献标识码:A
文章编号:1006-4311(2023)12-072-03
doi:10.3969/j.issn.1006-4311.2023.12.022
图1滑移分块示意图
爬行器
爬行器
爬行器
爬行器
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Value Engineering
4宿州站网架顶推滑移施工关键技术
4.1拼装平台搭设
4.1.1拼装平台搭设要求
根据滑移分块的大小情况可知,拼装平台需满足每次滑移两个轴线网架的大小要求。拼装平台搭设于15轴以北14.3m混凝土结构平台上可满足拼装平台宽度方向要求,平台东西两端悬挑平台A轴超出6m,F轴超出14m可满足网架拼装长度方向要求。因A轴以东临时道路不能断开,道路以东又临近广场深基坑,不能在深基坑边上做承台搭设门洞,故A轴平台以外网架结构在地面拼装成整体后整体吊装至平台位置后整体安装。
4.1.2拼装平台脚手架搭设注意要点
本项目工程按落地式脚手架搭设,纵向杆间距1.2m,横向杆间距0.9m,层间距离1.5m,脚手架采用盘扣式钢管搭设;平台操作层满铺钢架板,外侧临边搭设1.5m高防护栏杆;搭设应严格按照脚手架搭设规范进行。
4.2滑移轨道承载系统搭设
4.2.1承载梁及轨道搭设
沿着支座的A轴和F轴设置2条通长的滑移梁和轨道。4~13轴区域采用原结构的混凝土梁作为滑移梁(其中16m跨的混凝土梁中间位置反撑),13~17轴的滑移梁采用热轧H型钢HN750×300×13×24(每1m一组加劲板),材质Q355b。上方轨道采用43kg/m标准轨道,便于滑移施工。轨道通过轨道压板固定在滑移梁上。
4.2.2滑靴垫梁
本工程中,每个支座均设置一般滑靴,即20个滑靴;另外,在第一次滑移区域最前端增加2个临时球及滑靴。
4.2.3承载梁及轨道搭设注意事项
①网架、滑靴、支架等焊缝检测完成并通过,不存在漏焊部位,标高等复测无误,滑靴与胎架的临时连接需要断开,网架上放置的脚手板、材料等,滑移前需要进行妥善处理,以免滑移过程中滑落,造成事故。
②组织统一全面检查承载系统,重点检查轨道、滑靴、滑移梁、滑移支架等临时结构安装质量,确认周边结构是否会与网架滑移发生干涉。
③承载系统验收加载过程中应不间断观测结构受力情况,发现有任何异常情况(包括异常声响、杆件变形过大、网架周边结构发生干涉等)应立即叫停。
4.3液压顶推系统安装及调试
液压顶推系统安装及调试顺序如下:液压推进系统安装→爬行器安装→滑移系统调试。
液压顶推系统安装及调试需专业机构完成,安装及调试完成后需要经有资质的机构进行验收后方可实行。
4.4累计顶推滑移
4.4.1试滑移
先进行试滑移:一个滑移单元的钢网架结构拼装完成,检查无异常,电气系统调试结束后,进行滑移作业。首先调节相应的泵站压力进行40%加载,开始滑移至所有顶推点爬行器油缸推不动为止,检查是否有异常情况,确认无误后,继续进行理论值的60%,80%,90%及100%加载。若存在个别点无法移动,检查确认胎架约束全部解除后,需与甲方技术人员沟通是否进一步加载,直至所有顶推点
移位。在所有滑靴(支座)开始滑移后,暂停滑移,全面检查各设备运行正常情况:如滑移支座的滑移量、滑靴挡板是否卡位、爬行器夹紧装置、滑移轨道及网架受力的变化情况等,确认一切正常后,继续进行滑移施工。
4.4.2正式滑移
试滑移阶段一切正常情况下开始正式推进滑移。
在整个滑移过程中应随时检查:
①钢结构跨度大,滑移距离长。滑移时,通过预先在各条轨道两侧所标出的刻度来随时测量复核每一支座滑移的同步性;
②跟踪检查滑靴挡板与轨道卡位状况;
③跟踪检查爬行器夹紧装置与轨道夹紧状况;
④跟踪测量主推进支座与被推进支座的滑移量;
⑤跟踪检查轨道与轨道埋件的连接情况;
⑥滑移过程中,确保轨道压板应压紧轨道;
⑦确保轨道旁障碍物的随时清理。
4.4.3滑移到位
整体同步滑移至距离就位点相差200mm时,降低滑移速度,配合甲方测量所有滑移点的相对距离(相对于就位位置),然后根据结构的姿态确定相应的控制参数,一般的原则是相对距离大的点滑移速度加快,相对距离小的点滑移速度减慢,在动态的过程中使整个钢结构逐渐接近就位位移。由于整个滑移过程的滑移距离相差控制在10mm 以内,所以各点的速度调节相差不会太大。
继续整体滑移至距离就位位置相差15mm时暂停,再次配合甲方测量所有滑移点的相对距离,然后根据测量结果分组调节相应滑移点的滑移速度,采取先到就位点截止的控制方式进行单独调节,直至所有滑移点达到要求值。
4.5卸载
网架的卸载过程既是拆除网架下部滑移轨道及滑靴梁的过程,又是结构体系逐步转换过程,在卸载过程中,结构本身的杆件内力和支撑的受力均会产生变化。卸载时,既要确保安全、方便施工,又不能改变设计意图,对构件的力学性能产生较大的影响。为了保证卸载时相邻支撑胎架的受力不会产生过大的变化,同时保证结构体系的杆件内力不超出规定的容许应力,避免支撑胎架内力或结构体系的杆件内力过大而出现破坏现象,保证结构体系可靠、稳步形成。
卸载需在网架安装完并经探伤检测合格后方可进行。卸载采用分区、分级、同步的方式进行。网架安装就位后,在支座部位用液压千斤顶(使用滑移的液压系统)顶升5cm,采用抽板法进行拆除轨道梁及滑靴梁。
5滑移施工结构验算
5.1滑移网架计算
软件:SAP2000V20.1.0软件。
截面属性:截面与图纸一致。
工况系数:模型中总竖向荷载4200kN,变形工况为“自重×1”,校核时为“自重×1.5”。
约束形式:模型中,支座位置只设置Z向约束。
四周施加XY向弹簧约束,数值为0.001kN/mm,故弹簧忽略不计。
其他:模型中暂无局部加固措施。(图2)
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价值工程
小结:最大竖向变形41mm ,最大支座反力447kN ,应
力比均小于0.8,
满足滑移要求。5.2滑移梁计算
①小屋面桁架部位,通过对该部位承重梁所受的内
力、扰度、强度应力核算,
使用HN750*300“工”字钢作为滑移轨道承重梁满足规范要求。
②屋面18.4m 部位混凝土承重梁通过表1数据可知
混凝土梁截面、
配筋满足滑移轨道要求。表1内数据单位:弯矩kN
·m ,剪力kN ,箍筋mm 2/100mm ,
其余均以N 、mm 为单位。5.318.43m 盘扣式操作平台计算
根据平台搭设要点参数要求,
分别对横立杆受力进行验算。
横杆受力状态计算如下:①抗弯验算。M max =0.71kN ·m
σ=M max /W=0.71×106/4120=172.287N/mm 2≤[f]/γR=205/1=205N/mm 2
满足要求!②抗剪验算。
τmax =2V max /A =2×2.842×1000/384=14.804N/mm 2≤[τ]/γR=125/1=125N/mm 2
满足要求!③挠度验算。
跨中νmax =1.831mm≤[ν]=min{900/150,
10}=6mm 满足要求!
立杆受力状态计算如下:①长细比验算。
l0=βHηh=1.1×1.05×1500=1732.5mm
λ=l0/i=1732.5/20.1=86.194≤[λ]=210查表得:ϕ=0.733满足要求!
②立杆稳定性计算。
Mw=γ0γQφcωklah2/10=1.1×1.5×0.9×0.033×1.2×1.52/
10=0.013kN
·m σ=N/
(φA )+Mw/W =12.798×103/(0.733×5.71×102)+0.013×106/
(7.7×103)=32.296N/mm2≤[f]/γR=300/1=300N/mm 2
满足要求!6结语
埇宿州站位于安徽省宿州桥区,
宿州站改工程站房平面长153.1m ,
宽57.9m ;屋面网架长106.2m ,宽72.96m 。站房主屋面钢网架为正四角锥焊接球节点网架,
下弦多柱点支承,网架支承最大跨度为46.5m ,最大悬挑长度为13.23m 。宿州站网架钢结构共计重量为420吨,含有7455
根网架杆件,
焊接空心球1924个。在建设、设计、施工、监理共同努力下,
该站房屋面钢结构网架采用分条拼装、累积滑移方式安全顺利保质保量
完成了工程建设任务,该工艺顶推就位精度高,
大大节省机械设备、劳动力、支撑措施等资源;
减少高空操作,避免了高空操作带来的安全隐患,
确保了施工质量,可以供同类工程参考借鉴。
参考文献:
[1]张泉江,
李洪祥,施元强,等.河北奥林匹克体育中心体育馆网架滑移施工技术[J].钢结构,2016,31(09):88-91,95.
[2]李桂霞.大型管桁架屋面分段拼装滑移技术[J].施工技术
(中英文),2022,51(08):23-25,30.
[3]姬建华,
刘新乐,赵庆国,等.高铁站房异形钢桁架屋盖曲面累积滑移施工关键技术[J].施工技术(中英文),2021,50(20):
49-52,74.
图2变形,应力比云图表1受力参数表
项目过程参数
结果实配左支座面筋M=862.2ξb =0.518αs =0.051γs =0.974A s =212010D25(4909)裂缝M q =369.0ρte =0.011σs =74.6ψ=0.200ωmax =0.03mm
第1跨中
底筋M=768.6ξb =0.518αs =0.046γs =0.977A s =1885
14D25(6872)
裂缝M q =297.0ρte =0.015σs =42.9ψ=0.200
ωmax =0.02mm 挠度M q =369.0ψ=0.20B s =2.520e+015θ=1.90B=1.330e+015
挠度0.7mm (1/11979)
箍筋V=477.9≤0.250βc f c bh 0=3632.3
A sv /s=0构造配箍D10@100(6)(471)
右支座
面筋M=862.2ξb =0.518αs =0.051γs =0.974A s =212010D25(4909)
裂缝
M q =369.0ρte =0.011σs =74.6ψ=0.200
ωmax =0.03mm
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