屋面桁架钢结构液压同步顶推滑移施工技术

李富 陈光

1.中国建筑第二工程局有限公司华南分公司 广东 深圳 518045；2.中建二局阳光智造有限公司 广东 河源 517000

1 工程概况

屋面桁架由南北向布置的H型钢次梁及钢拉杆将11榀东西向H型主桁架连接成为整体结构。单榀主桁架跨度为34.5m，单榀主桁架重量约为32吨，屋面桁架南北向整体结构跨度为53.6m，屋面桁架总重量约为400吨。主桁架上弦杆中心安装标高为33.395m，主桁架下弦杆中线标高为30.255m[1]。

2 工程重难点

单榀桁架外观几何尺寸约为3.6m×34.5m，重量为32吨。塔吊起重性能不满足于整榀桁架吊装就位且大型吊装设备无法上屋顶楼板。

在主体东段三层（20.90m）楼板上搭建拼装平台，使混凝土结构合理受力，避免楼层板遭到破坏，保障结构安全。

铺设滑移轨道时要严格控制轨道表面水平，使用全站仪进行定位放线，保证轨道绝对平行及侧挡块间距，以防在滑移过程中出现“啃轨”现象。

桁架杆件数量多，拼装过程要保证桁架结构尺寸精度，避免出现结构变形的现象[2]。

3 施工思路

在C区主体东段三层（20.9m）楼板上利用支撑胎架搭设拼装平台，将整榀桁架进行合理分段，以满足使用塔吊拼装施工。

屋面桁架东西两侧边缘分别是A-54轴线与A-58轴两条混凝土梁，梁截面分别为1300×2200mm、800×2200mm，利用这两条混凝土大梁，在梁顶布置滑移轨道。

桁架拼装完成后，采用液压顶推滑移的方式向就位处顶推，11榀主桁架分为5个分块滑移就位，两两分块滑移就位后即可补其间次梁[3]。

4 桁架施工关键技术

4.1 桁架拼装施工技术

4.1.1 桁架结构分段。屋面桁架结构共11榀相同形式的主桁架构成，每榀桁架加工分为6段，其中桁架加工最重段为跨中段，重量约为5.4吨，长度约为15m；腹杆为嵌补段中最重为0.65吨。

4.1.2 拼装支撑系统设计。屋面桁架单榀桁架重约32t，长度约35m，跨中高度约3.5m，桁架安装底标高为30.030m，在主体东段三层板（20.90m）上利用胎架标准节及H型钢搭设拼装平台，桁架拼装底标高为30.600m。

为避免桁架结构拼装时由于自重产生荷载直接作用于三层楼板上，采用“底部架空式分配梁架空”技术，提前在混凝土梁顶预埋埋件，控制预埋件顶面标高高于板面标高20～30mm，将底部分配梁调平后与预埋件固定焊接，再将胎架标准节落于分配梁顶，即可将拼装过程产生的荷载全部传递作用于混凝土梁。

桁架结构拼装过程采用Midas GEN有限元程序仿真分析，荷载组合选用1.2DL，DL为结构构件自重。

图1 格构支撑材料、截面及受力分析

分析结果表明桁架拼装过程，结构单元强度、刚度满足受力要求。

4.2 液压顶推滑移施工关键技术

4.2.1 液压同步顶推滑移原理。“液压同步顶推滑移技术”采用液压顶推器作为滑移驱动设备。液压顶推器采用组合式设计，后部以顶紧装置与滑道连接，前部通过销轴及连接耳板与被推移结构连接，中间利用主液压缸产生驱动顶推力。

液压顶推器与被推移结构通过销轴连接，传力途径非常直接，启动过程中无延时，动作精确度好。由于其反力点为步进顶紧式接触，不会在滑移过程中产生相对滑动，所以同步控制效果更好。步进式的工作过程，使得同步误差在每个行程完成后自然消除，无累积误差，同步精度很高。

液压顶推器的顶紧装置具有单向锁定功能。当主液压缸伸出时，顶紧装置工作，自动顶紧滑道侧面；主液压缸缩回时，顶紧装置不工作，与主液压缸同方向移动。

4.2.2 液压同步顶推滑移控制要点。两条滑移轨道两侧的侧挡块的起始安装位置应在同一轴线位置处，并在每条轴线位置处重新设置起始点，以减小安装累积误差，满足滑移同步性的要求；通过计算机人机界面的操作，可以实现自动控制、顺控（单行程动作）、手动控制以及单台顶推器的点动操作，从而达到钢结构整体滑移安装工艺中所需要的同步滑移、安装就位调整、单点毫米级微调等特殊要求。

4.2.3 滑移轨道设计。本次滑移施工共设置两条滑移轨道，分别设置在A-54轴线和A-58轴线上，轨道中心线与梁中心线重合。滑移轨道在桁架结构滑移过程中，起到承重、导向作用。

轨道由16a槽钢、侧挡块及预埋件组成，单条轨道长度为47.5m，在混凝土梁浇筑前需预埋埋件，用以焊接固定滑移轨道。侧挡块起直接抵抗顶推反力及滑移精度控制的作用。

4.2.4 滑移支座和顶推点设计。本工程主桁架共有11榀，滑移施工将两两桁架分为一个分块，共分成5个滑移分块。待分块五拼装完成后向前顶推滑移，留出“桁架11”拼装位置，“桁架11”与分块五拼组成整体后，再整体滑移就位。

单个滑移分块设置2个顶推点，通过耳板及滑移支座将桁架与液压顶推器进行连接。

4.2.5 滑移支座受力分析。滑移支座节点分析采用ANSYS有限元程序仿真分析,基本荷载组合：1.4LL；LL为反力。注：取反力为680/4=170KN，LL：170KN，1.4LL：238KN 进行有限元分析[4]。

根据计算，牛腿最大应力为130MPa<295MPa，最大变形为4.2mm。整个计算模型符合设计要求。

5 结束语

本工程屋面桁架钢结构采用液压同步顶推滑移的方法进行施工，解决了吊装设备覆盖范围不足的情况，并且桁架拼装过程与桁架间次梁补杆可同时进行施工，大大节省了项目工期。

采用液压同步顶推滑移技术进行安装，能够有效地保证整个安装过程的稳定性及安全性，希望本工程中所应用的施工技术，能为类似钢桁架工程施工提供一定的借鉴与参考。

图2 滑移支座模拟计算分析