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[摘要]  本文簡(jiǎn)要介紹了廈門太古四期、五期大跨度鋼結(jié)構(gòu)安裝方法。從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)條件、安裝效率等角度綜合分析，總結(jié)了移動(dòng)式承重架技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架施工中的應(yīng)用效果。
[關(guān)鍵詞]  鋼結(jié)構(gòu) 安裝 機(jī)庫 承重架 移動(dòng) 施工技術(shù)
      1、工程概況
      廈門太古飛機(jī)維修中心四期機(jī)庫鋼結(jié)構(gòu)工程，大廳網(wǎng)架采用正交正放抽空四角錐焊接球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架，采用三邊支承，長(zhǎng)170.4m，寬 75.5m。由跨內(nèi)兩個(gè)大柱將大廳網(wǎng)架分為92.6m和77.8m連續(xù)兩跨，其基本網(wǎng)格分別為5.0m×4.63m、5.0m×4.863m，網(wǎng)架剖面形式呈臺(tái)階狀，結(jié)構(gòu)起坡，網(wǎng)架矢高為4m~6.3m，下弦標(biāo)高分別為25m和31m，鋼結(jié)構(gòu)總重約2230t,見圖1~2。
      五期機(jī)庫鋼結(jié)構(gòu)工程，機(jī)庫屋蓋結(jié)構(gòu)為三層棋盤形四角錐網(wǎng)架與橫跨大門的鋼拱架形成的混合空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。大廳網(wǎng)架覆蓋面積152m×75.5m，其基本網(wǎng)格為4.75m×5.0m，結(jié)構(gòu)起坡，網(wǎng)架矢高為4.0m～7.78m；鋼拱架標(biāo)高為20.75m，網(wǎng)架下弦標(biāo)高27.227m。鋼結(jié)構(gòu)總重約2100t。
 

圖1、廈門太古機(jī)庫四期機(jī)庫外景


圖2、廈門太古機(jī)庫五期機(jī)庫外景

2、安裝方法
      在大跨度機(jī)庫屋蓋鋼結(jié)構(gòu)工程中，通常采用結(jié)構(gòu)整體提升、結(jié)構(gòu)累積滑移等方法。若采用結(jié)構(gòu)整體提升，考慮到大門門梁與大廳網(wǎng)架底標(biāo)高相差13.20m，則需要將門梁放置于深基坑中拼裝或搭設(shè)大量的滿堂腳手架(如圖3)，并且提升后的結(jié)構(gòu)補(bǔ)空相對(duì)困難，使施工質(zhì)量安全控制難，措施費(fèi)用大；若采用結(jié)構(gòu)累積滑移，則必須改變網(wǎng)架原設(shè)計(jì)的支承方式，必然會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化和部分構(gòu)件的調(diào)整，經(jīng)過了累積滑移過程，不斷增大的結(jié)構(gòu)體積和重量，因牽引而產(chǎn)生一些不可逆的變形。
 

 圖3、廈門太古機(jī)庫結(jié)構(gòu)整體提升方案示意

2.1、由于現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹窄，可利用面積少，綜合考慮各種施工技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)和工程工期安排等因素，決定網(wǎng)架結(jié)構(gòu)采用地面小塊體組裝，扣件式腳手架與移動(dòng)式承重架共同組成作業(yè)平臺(tái)，高空單元拼裝的方法施工，如圖4。
 

 圖4、廈門太古機(jī)庫承重架支承示意

      2.2、移動(dòng)式承重架和扣件式腳手架是網(wǎng)架安裝的承重架和整體結(jié)構(gòu)的臨時(shí)支承基礎(chǔ)，經(jīng)過精確驗(yàn)算。每次承重架滑移前，安裝完成的單元必須固定，且對(duì)網(wǎng)架進(jìn)行各種施工工況下的驗(yàn)算。經(jīng)過施工單位驗(yàn)算及設(shè)計(jì)單位復(fù)核，網(wǎng)架在安裝過程各種工況下均是穩(wěn)定的。
      2.3、整個(gè)網(wǎng)架分若干個(gè)單元完成高空安裝（四期分七個(gè)單元、五期分八個(gè)單元），依次進(jìn)行，積累完成，每次滑移一個(gè)單元，要求已完成網(wǎng)架必須有一排支點(diǎn)在架子上，保證安裝單元與上一單元在同一標(biāo)高安裝。
      2.4、在四期工程中，移動(dòng)式承重架在安裝過程中分別要升降各一次，即由23.8m(低跨)→29.8m(高跨)→16.6m(門梁)；五期工程中，移動(dòng)式承重架在安裝過程中分別要降架兩次，即由27.1m→23.6m→15.6m（如圖5~6）。
      2.5、鋼結(jié)構(gòu)安裝過程如圖7~10所示。

 
圖5、廈門太古機(jī)庫結(jié)構(gòu)安裝示意圖(一)

3、技術(shù)優(yōu)點(diǎn)
      移動(dòng)式承重架施工技術(shù)在太古四期、五期工程中的成功應(yīng)用，顯示如下優(yōu)點(diǎn)：
      3.1、經(jīng)過專業(yè)設(shè)計(jì)，針對(duì)性強(qiáng)
      承重架在設(shè)計(jì)時(shí)，建造模型的依據(jù)即是主結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)模型，故承重網(wǎng)架的支承節(jié)點(diǎn)與主結(jié)構(gòu)的支承節(jié)點(diǎn)是一一對(duì)應(yīng)的垂直關(guān)系，之間的距離也是根據(jù)實(shí)際需用的支承高度確定，所以支承方式合理、支承簡(jiǎn)便；受力上承重網(wǎng)架通過節(jié)點(diǎn)傳遞加載的各種荷載，受力線路明確，利于各種工況的受力分析和驗(yàn)算，可為配套技術(shù)措施提供直接的依據(jù)。

圖6、廈門太古機(jī)庫結(jié)構(gòu)安裝示意圖(二)


圖7、廈門太古機(jī)庫施工現(xiàn)場(chǎng)整體布置


圖8、廈門太古機(jī)庫結(jié)構(gòu)高空單元安裝


圖9、廈門太古機(jī)庫屋面與結(jié)構(gòu)安裝的施工流水


圖10、廈門太古機(jī)庫大門門梁結(jié)構(gòu)的安裝
 

網(wǎng)架采用行業(yè)上通用的空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，可結(jié)合工程的實(shí)際特點(diǎn)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)尺寸和支承形式，并以國(guó)家有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，進(jìn)行各種荷載組合設(shè)計(jì)、校驗(yàn)，故設(shè)計(jì)科學(xué)、可靠，保證了結(jié)構(gòu)應(yīng)用的使用性和安全性。在太古四期、五期工程應(yīng)用中，由于設(shè)計(jì)的優(yōu)化，結(jié)構(gòu)與受力的配合較好，經(jīng)過數(shù)次滑移、拆裝升降，未出現(xiàn)過桿件彎曲、網(wǎng)架變形等情況。
      3.2、減少了對(duì)主體結(jié)構(gòu)受力的影響
      實(shí)際上，結(jié)構(gòu)積累滑移法施工是比較成熟的鋼結(jié)構(gòu)施工工藝，在方案論證時(shí)，總結(jié)廈門太古二、三期網(wǎng)架施工，由于改變網(wǎng)架原設(shè)計(jì)的支承方式，加之經(jīng)過了滑移的過程以及動(dòng)荷載影響，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)內(nèi)力會(huì)發(fā)生變化，變形也增加。采用移動(dòng)式承重架施工，只是承重架滑移，主體網(wǎng)架始終原位安裝而直接進(jìn)入設(shè)計(jì)狀態(tài)，施工過程對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響可降低到最小。
      3.3、安裝、拆除施工周期短，施工方便，受現(xiàn)場(chǎng)條件影響少
      承重架桿件及配件均采用工廠化制作，運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)后，由專業(yè)施工隊(duì)伍進(jìn)行網(wǎng)架安裝，其作為一個(gè)小型的網(wǎng)架工程，一切以單項(xiàng)工程的要求控制其質(zhì)量及進(jìn)度，大大方便了施工和管理。
在廈門太古四期、五期工程中，因采用移動(dòng)式承重架施工技術(shù)，承重架占地面積小(僅支腿部分)，下部還可通行，隨著承重架的移動(dòng)和主結(jié)構(gòu)的逐漸增強(qiáng)，為水電安裝、消防等單位提供了交叉作業(yè)條件，為地坪、土建工程提供了場(chǎng)地條件。
      3.4、采用合理的移動(dòng)牽引方案
      由于承重架自身較輕，根據(jù)結(jié)構(gòu)滑移方面的成熟經(jīng)驗(yàn)，采用滾動(dòng)磨擦，手拉葫蘆牽引，即可實(shí)現(xiàn)勻速、平穩(wěn)滑移。在廈門太古四期、五期工程中，軌道分段考慮到每單元滑移距離，按照滑移距離的模數(shù)設(shè)計(jì)軌道長(zhǎng)度，使得軌道利用率達(dá)到最優(yōu)。且利用軌道本身作為反力裝置進(jìn)行了滾動(dòng)滑移，僅用兩個(gè)5t手拉葫蘆牽引，操作簡(jiǎn)潔方便。
      3.5、具有可回收和重復(fù)使用的特點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)性好
      四期使用的承重架在少量更換桿件、鋼球后，五期工程又使用一次；五期工程完畢后，挑選保留好的構(gòu)件用做其它結(jié)構(gòu)用，完全不能用的構(gòu)件可按廢舊鋼材處理，具有很好的重復(fù)利用價(jià)值。
      4、推廣意義
      目前，我國(guó)的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展勢(shì)頭良好，結(jié)構(gòu)類型眾多，施工方法多樣，移動(dòng)式承重架施工技術(shù)因其顯著的經(jīng)濟(jì)效益、安全可靠性、重復(fù)使用性、便于綜合作業(yè)等多種優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用前景廣泛。
      4.1、計(jì)算理論成熟，采用專業(yè)軟件設(shè)計(jì)，技術(shù)上更趨先進(jìn)、可靠，是一種新穎獨(dú)特的結(jié)構(gòu)施工工法，有利于施工技術(shù)進(jìn)步和行業(yè)發(fā)展。
      4.2、采用原位安裝，周邊支座的可一次性就位準(zhǔn)確，使結(jié)構(gòu)邊界約束完全符合設(shè)計(jì)，最大程度地遵循了設(shè)計(jì)意圖，不改變?cè)O(shè)計(jì)的原始受力模型，便于工程質(zhì)量控制。
      4.3、移動(dòng)承重架為高空安裝作業(yè)提供了良好的作業(yè)平臺(tái)，為高空安裝作業(yè)提供了較以往更安全更可靠的生產(chǎn)條件，施工安全上更有保障，降低了施工安全風(fēng)險(xiǎn)。
      4.4、周轉(zhuǎn)使用，可移動(dòng)、多功能、多用途，便于開展綜合作業(yè)。設(shè)計(jì)中考慮了周轉(zhuǎn)使用，從外形的可變性到增減支腿數(shù)量等條件滿足不同類型結(jié)構(gòu)安裝，使其應(yīng)用范圍越來越廣，尤其是在大跨度平板網(wǎng)架安裝中效果最明顯。
      4.5、與扣件式承重架比較，直接經(jīng)濟(jì)效益顯著，由于縮短工期使四期、五期工程工期較一、二、三期縮短數(shù)月，為顧客方提前使用投產(chǎn)提供了條件。使業(yè)主方間接受益。
      4.6、有利于標(biāo)準(zhǔn)化施工。移動(dòng)網(wǎng)架式承重架從設(shè)計(jì)、制作到安裝與網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相同，在理論與實(shí)踐方面均已成熟，對(duì)于具有資質(zhì)的專業(yè)公司(廠)來說易于推廣和應(yīng)用。
      4.7、企業(yè)在這個(gè)工程施工中，積極地投入技術(shù)力量，大力進(jìn)行技術(shù)開發(fā)，施工方法上新穎獨(dú)特，已引起同行業(yè)的研究和借鑒，顯示了企業(yè)的技術(shù)實(shí)力，得到了同行的肯定和好評(píng)，為企業(yè)贏得聲譽(yù)，取得較好的社會(huì)效益。
      5、結(jié)語
      廈門太古機(jī)庫一期網(wǎng)架采用條狀腳手架分條分塊安裝，二、三期采用網(wǎng)架滑移法施工，四、五、六期采用移動(dòng)式承重架安裝。對(duì)三種安裝方法進(jìn)行綜合比較分析，移動(dòng)式承重架安裝方法技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果最好，其先進(jìn)性在于其可拆卸和組裝，重復(fù)使用，成本低，安全可靠，多用途，適用性強(qiáng)。

作者簡(jiǎn)介：劉金榮，高級(jí)工程師，任陜西建工集團(tuán)機(jī)械施工有限公司副總工程師，中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)鋼結(jié)構(gòu)委員會(huì)專家。