大跨度钢结构滑移施工技术交流.pdf

1、 凯达尔枢纽国际广场项目位于广州市东部交通枢纽核心位置，是中国首个TOD(以公共交通为导向的开发)交通枢纽综合体。该项目包含有一项高空大跨度钢结构安装工程，其体量大、施工环境复杂、施工作业面有限，无法采用常规的吊运、安装方法，在施工前通过科学的施工方案比选及专家论证确定高空拼装-累积滑移的施工方案，本次交流主要介绍此项施工技术的主要施工流程、方法及问题的处理为后续类似工程施工提供参考与借鉴。1、工程概况 1、工程概况 西塔西塔 东塔东塔 地铁地铁 施工方案选择 1、工程概况 1、工程概况 宴会厅 城际轨道 5-6 层 滑移施工层 7-9层 1、工程概况 宴会厅安装区域宴会厅安装区域 北侧北侧

2、南侧南侧 城际轨道 城际轨道 城际轨道 1、工程概况 5-6层采用滑移施工的5榀桁架 高度8.1m 投影面积：2328平方米 重量：2050T 施工方案选择 方案制定方案制定 方案制定方案制定 方案对比分析方案对比分析 基本方法 存在问题 分析 在城际轨道桥梁搭设平台及胎架将钢结构拼装后整体提升 1）桥梁的承载力是否满足要求；2）开工时间受城际轨道完工时间限制；3）措施工程量巨大。经设计核实桥梁结构自身承载力不足，此方案无法实施。主体南、北两侧设置大型机械，分区分段吊装。1）起重机械吊装半径极大，两侧均采用极大吨位的起重机械；2）大型吊机效率低且费用高。需两台大型起重机械、使用期长、机械费用大

3、，工期不可控。 方案对比分析方案对比分析 基本方法 存在问题 分析 在主体北侧设置起重机械，设置高空拼装平台及东、西两侧设置滑移系统，利用拼装平台分段拼装主体5-6层结构，再利用顶推滑移设备将拼装完成的主体滑移就位，7-9层结构采用高空吊机退步吊装的方法。1）需设置高空拼装平台，设立滑移轨道系统；2）需选用专业滑移作业公司；3）结构平面布置整体呈八字形，北侧跨度大，只能在北侧设置起机械。此方案需设置少量措施结构，仅北侧设置大型起重机械，整体结构滑移技术成熟、安全可靠，上部结构由85吨履带吊吊装，吊装效率可显著提升。 方案选择方案选择 北 滑移施工重点、难点 重点、难点分析重点、难点分析 重点重

4、点难点难点 宴会厅钢连廊下方为城际轨道施工区域，大型施工机械无法进入，且无法在下方地面上进行钢结构拼装。5-6层桁架单榀重量大，无法采用整体吊运方式，需进行分单元吊运、高空拼装，其拼装的精度不易控制。滑移轨道及顶推设备安装质量和精度需要进行重点控制。首榀桁架重量达427T且为片状结构，顶推滑移过程中存在较大的倾覆风险。桁架滑移过程中重点控制桁架两端滑动的同步性。5-6层桁架整体滑移就位后要保证弦杆端部与钢骨柱牛腿的组对精度。 施工流程施工流程 滑移、拼装措施结构安装 桁架分单元吊装及高空拼装 桁架滑移施工 桁架地面拼装 顶推系统安装 滑移、拼装措施结构安装滑移、拼装措施结构安装 滑移、拼装措施

5、结构主要包括： 滑移、拼装措施结构安装滑移、拼装措施结构安装 滑移、措施滑移、措施结构结构 主要材料主要材料 图示图示 材质材质 型钢规格型钢规格 滑移桁架 双拼H型钢 Q345B H9003002030H7003001425 拼装平台 箱型梁 Q345BQ345B 4004001616H3003001016 滑移、拼装措施结构安装滑移、拼装措施结构安装 存在问题 解决方法 5层结构为“八”字形，滑移桁架布置后滑轨非平行状态，无法进行滑移 东塔滑移桁架进行分段错位布置，保证滑轨平行，通过轨道变换，确保滑移施工。“八八”字形字形 滑移、拼装措施结构安装滑移、拼装措施结构安装 滑移桁架及拼装平台施

6、工前选取拼装及滑移过程中的典型工况采用midas进行施工模拟分析：荷载荷载选取选取 拼装平台拼装平台 滑移桁架滑移桁架 应力组合：1.2D+1.4L 变形组合：1.0D+1.0L 滑移缓慢移：静力荷载 滑移、拼装措施结构安装滑移、拼装措施结构安装 拼装平台设置 滑移、拼装措施结构安装滑移、拼装措施结构安装 结构名称结构名称 尺寸：长宽高（尺寸：长宽高（m m）重量（重量（T T）施工方法施工方法 支撑桁架 23.3x3.8x4.4 整体：197.6 1600T履带吊及电动葫芦配合散件安装就位。拼装平台主框架 47.7x6.4x4.4（预拱度100mm）主框架：87 采用1600T履带吊整体吊运

7、就位，就位半径为114m。拼装平台安装方法： 滑移、拼装措施结构安装滑移、拼装措施结构安装 滑移、拼装措施结构安装滑移、拼装措施结构安装 拼装平台主框架起吊 主框架逐步就位 滑移、拼装措施结构安装滑移、拼装措施结构安装 滑移桁架效果图： 滑移、拼装措施结构安装滑移、拼装措施结构安装 结构名称结构名称 最大尺寸：长高（最大尺寸：长高（m m）最大重量（最大重量（T T）施工方法施工方法 滑移桁架 29.3x3.3 37 东、塔楼两侧均分为四段进行安装，利用汽车吊、运料小车、提升支架将滑移桁架（柱间分段安装）及牛腿安装就位。滑移桁架安装方法： 滑移、拼装措施结构安装滑移、拼装措施结构安装 西塔 汽

8、车吊分段吊运 运料小车二次运输 提升支架提升就位 滑移、拼装措施结构安装滑移、拼装措施结构安装 东塔：与西塔滑移桁架安装方式一致，但涉及轨道变换其牛腿宽度加大，其提升支架形式不同。提升支架 提升用葫芦 滑移桁架 钢骨柱 钢骨柱 提升支架 提升用葫芦 滑移桁架 西塔提升支架 东塔提升支架 滑移牛腿 滑移、拼装措施结构安装滑移、拼装措施结构安装 滑移桁提升示意图 滑移、拼装措施结构安装滑移、拼装措施结构安装 东塔滑移桁架安装就位 西塔滑移桁架安装就位 拼装平台与滑移桁架 桁架地面拼装桁架地面拼装 桁架地面拼装桁架地面拼装 0101 0202 0303 0404 根据1600T履带吊的作业半径、吊运

9、高度、额定起重量将每榀桁架划分成若干吊装单元。在地面拼装胎架上进行吊装单元的组对焊接。将拼装完成的吊装单位在地面进行预拼装，确保高空组对精度。全站仪进行实时测量保证拼装精度及预拱度，提高预拼装质量。问题问题 桁架地面拼装桁架地面拼装 桁架名称桁架名称 地面分地面分单元单元拼装后起吊拼装后起吊数量数量 最大起最大起重量重量 桁架重桁架重量量 桁架总桁架总长度长度 桁架东端加桁架东端加长段重量长段重量 桁架东端桁架东端加长段长加长段长度度 活动支活动支座重量座重量 总长度总长度（按弦（按弦杆长度杆长度计）计）总重量总重量 桁架地面拼装桁架地面拼装 桁架在地面进行预拼装 桁架在地面进行预拼装 桁架分

10、单元吊装及高空拼装桁架分单元吊装及高空拼装 支撑桁架 滑移桁架 滑移轨道及滑块 组合胎架：高度根据桁架弦杆与塔楼牛腿组对标高进行控制 拼装平台上表面 西塔滑移桁架 拼装平台支撑牛腿 高空拼装平台组合胎架布置图 桁架分单元吊装及高空拼装桁架分单元吊装及高空拼装 由于桁架一重量达427T，直接将进场构件吊运至高空拼装平台上进行组装焊接，不进行吊装单元的划分。桁架一高空拼装完成 桁架分单元吊装及高空拼装桁架分单元吊装及高空拼装 桁架下弦杆吊装单元就位 其余桁架根据吊装单元进行桁架的部分结构的整体吊装，减少高空拼装的组对控制点。桁架上弦杆吊装单元吊装 桁架分单元吊装及高空拼装桁架分单元吊装及高空拼装

11、桁架斜腹杆吊装单元吊装 滑动支座及立柱吊装单元吊装 桁架分单元吊装及高空拼装桁架分单元吊装及高空拼装 采用全站仪实时测量高空拼装组对控制点。合理布置辅助拉环，连接倒链，保证高空构件初步组对就位。组对位置设置“L”、“U”型铁配合千斤顶进行二次精确调整。 桁架分单元吊装及高空拼装桁架分单元吊装及高空拼装 桁架二高空拼装完成 顶推系统安装顶推系统安装 滑轨结构 顶推设备 1/滑道 2/挡块 3/滑块 1/顶推器 2/泵源系统 3/传感监测及计算机控制系统 顶推系统安装顶推系统安装 滑道、挡块:在滑移桁架上部焊接16a槽钢作为滑道,两侧面定 距（净 距 300mm）焊150mm40mm20mm扁钢作

12、为挡块（Q235B）。 顶推系统安装顶推系统安装 滑块：根据桁架下弦箱型梁的截面不同，滑块长度不同，为截面宽度加上200mm（Q390B）。 顶推系统安装顶推系统安装 顶推器:在桁架侧壁顶推位置焊接耳板，顶推器（额定顶推驱动力为50t）前端与耳板通过销轴连接，顶紧块置于两个挡块之间。 顶推系统安装顶推系统安装 顶推器 耳板 顶紧块 滑块 挡块 顶推器现场安装照片 顶推系统安装顶推系统安装 泵源系统 传感监测及计算机同步控制系统 顶推系统安装顶推系统安装 重点 关注 滑道中心线与滑移中心线偏移应控制在10mm以内。滑块的棱角部位需要打磨成圆角过渡。钢滑块及滑道上表面应在滑移之前应清理干净及涂抹黄

13、油润滑。耳板中心与滑块下表面定位高度为350mm。滑轨组对焊接位置需要打磨光滑无棱角。同一滑道两侧的挡块安装误差应小于1mm，相邻滑道挡块的间距误差应小于3mm。 顶推系统安装顶推系统安装 原则：顶推器所施加的推力与滑块和滑轨间的摩擦力F达到平衡。5榀桁架整体重量2050T，其摩擦力为369T，每榀桁架两端均设置一台顶推器，共500T推力，满足滑移要求。第一榀桁架重量最大为427T，其摩擦力F=76.9T，在其轨道位置的两端各设置一台顶推器，共100T推力，满足滑移要求。后续每一榀桁架均设置两台顶推器。F=桁架结构自重作用下竖向反力1.20.15(0.15为摩擦系数，1.2为摩擦力的不均匀系数

14、)摩擦力计算公式摩擦力计算公式 顶推系统安装顶推系统安装 顶推点布置图 桁架滑移施工桁架滑移施工 问题：桁架一桁架五的跨度均小于起始滑移位置的跨度。车间预制时每榀桁架东端下弦杆的箱型梁做加长处理。加长段之间加设竖向支撑腹杆。每次变轨作业前，将对应的桁架加长段进行定尺切割。 桁架滑移施工桁架滑移施工 桁架加长段切割尺寸表(mm)序号序号 桁架桁架 名称名称 第一次第一次 第二次第二次 第三次第三次 第四次第四次 合计合计 桁架滑移施工桁架滑移施工 桁架一支撑腹杆及加长段（其桁架形式相同）临时支撑腹杆 加长段 桁架滑移施工桁架滑移施工 方法 方法 首榀桁架重量达427T且成片状结构，高度为8.1m

15、，滑移过程中存在倾覆风险。抗倾覆支撑结构 桁架两端设置抗倾覆支撑结构 桁架滑移施工桁架滑移施工 每次滑移距离每次滑移距离=相应联系梁安装长度。相应联系梁安装长度。桁架东侧的轨道变换及滑块、抗倾覆支撑桁架东侧的轨道变换及滑块、抗倾覆支撑结构的变位。结构的变位。桁架东侧加长段的切割。桁架东侧加长段的切割。 桁架滑移施工桁架滑移施工 轨道变换 加长段切割 桁架滑移施工桁架滑移施工 首榀桁架滑移出拼装平台后进行第二榀桁架的拼装。就位后进行两榀桁架间的连系梁安装，形成稳固框架后，开始第二榀桁架顶推设备安装及第二次滑移。 桁架滑移施工桁架滑移施工 桁架滑移施工桁架滑移施工 牛腿 桁架滑移施工桁架滑移施工

16、桁架滑移施工桁架滑移施工 实时监控 自动控制 手动控制 单台点动操作 顺序控制 单点毫米微调 同步性控制 桁架滑移施工桁架滑移施工 专业人员操作顶推控制系统 每个顶推点设置一名监护人员，实时观察滑移状态，发现异常立即反馈。 桁架滑移施工桁架滑移施工 桁 架 设 置应 力 监 控点 承 重 柱 设置 沉 降 观测点 安全监控 为保证滑移施工过程的安全可控需进行安全监控 桁架滑移施工桁架滑移施工 布置应力监控点（报警值：88.2N/mm2；控制值：126N/mm2） 桁架滑移施工桁架滑移施工 123456789101112131415161718192021G1-12-6.6-8.8-8.8-11

17、-11-14-13-11-13-16-12-15-15-16-18-15-16-18-21-20G2-1.93.861.931.930.96 0-3.94.32 8.7 4.16-1 2.363.173.891.64-1 3.894.162.160.962.46G2515.110.810.810.88.626.466.467.167.547.077.547.137.287.696.28 4.3 7.697.896.185.386.87-25-20-15-10-505101520桁架一 桁架一下弦杆应力监控点应力数据分析 对于收集的应力监控数据，进行统计分析，找到规律或最大应力点等，对后续的施工

18、提供数据支持。例：对桁架一的下弦监控点应力进行汇总分析得出：无连系梁位置应力累积增加，设置联系梁位置应力变化趋势基本一致。 桁架滑移施工桁架滑移施工 桁架滑移施工桁架滑移施工 序号序号 变形特征变形特征 沉降指标沉降指标 1 整体倾斜 0.0025 2 平均沉降量 120mm 3 相邻柱基沉降差 0.002L 承重柱控制指标 桁架滑移施工桁架滑移施工 后续施工后续施工 后续结构施工 桁架六采用1600T履带吊分单元吊装。桁架七采用1600T履带吊分单元吊装。79层钢结构采用高空吊机（两台85T履带吊）退步吊装施工。 后续施工后续施工 路基板制作 路基板铺设及吊机就位 开始高空退步吊装 高空退步吊装 对于涉及新技术施工的项目，需要提前做好新技术关键工序分析等工作，明确应收集的技术数据、影像资料等，为数据分析、科研、技术创新提供有力的支持，进而提升公司的施工技术水平，增强公司的核心竞争力。