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大跨度及空间钢结构安装方法简介

时间:2017-05-31 访问人数:

 

滑移工法是大跨度及空间钢结构常用的方法,一般可分:结构滑移法、支承滑移法两种形式。其施工特点如下简述。

结构滑移法:其基本思路是将结构整体(或局部)先在具备拼装条件的场地组装成型,再利用滑移系统整体移位至设计位置的一种安装方法。采用这种安装技术,拼装场地和组装用机械设备可集中于一块相对固定的场地,与原位安装法相比,可减少临时支承与操作平台的措施用量,节约场地处理和管理成本。采用结构滑移法,其关键的考虑是结构直接在设计位置施工有难度,例如场外周边施工场地有限,跨内不能满足吊装设备的正常行走。这一工法的基本构成要素只是将"整体提升工法"中的地面组装、反力支承、整体提升置换为"横向移动",所以本质上与提升工法相同。

同时,采用此法至少应注意几个要点:结构支承处有利于铺设滑移轨道,滑移路线长,效率越高;滑移单元应为几何不变体系,滑移过程中有足够的刚度和稳定性,尽可能减少滑移时的抵抗力。当采用多点牵引来实现滑移时,为避免结构在滑移过程中发生扭转,牵引的同步性须得到控制,若难以保证,则应充分计算评估因牵引不同步给滑移单元造成的影响,必要时可为滑移单元进行临时加固。滑移单元在最后固定之前,结构在移动方向与其正交方向存在着"容易滑移"的趋势,因为与设计支承条件不同,要防止设计外(即滑移平面外)的变形,有必要采取防止"滑落"的对策,比如在两侧支承附近设置自平衡的刚性拉杆或柔性拉索。

此外,结构滑移法还包括两种不同的工艺:逐榀滑移、累积滑移。以桁架结构为例,简单说明两种工艺的区别。

逐榀滑移:将一榀或由若干榀组成的滑移单元从一端至设计位置,各滑移单元之间分别在高空进行连接,直接形成整体结构。

累积滑移:即将滑移单元在滑轨上只滑移一段(暂不移至设计位置),待连接好下一单元后再滑移一段距离,如此反复,逐榀积累,直至将各榀单元推至设计位置。

总的来说,在大跨度及空间钢结构的安装方法中,当无法设置临时支承或使用安装吊车的条件不好,即直接在建筑物位置施工有问题时,结构滑移工法可作为解决方案之一。

支承滑移法:是在结构的设计基础搭设支承架,以给结构在原位安装提供支承和操作平台,待该部分结构安装完成后,支承滑移即与已装毕的结构脱离。这样就为相邻结构的原位安装创造了条件,如此循环,直至结构完成整体安装。

由此可见,与结构滑移法不同,支承滑移法可总结为"结构不滑而支承机构滑",而结构滑移法则是"结构滑而支承机构不滑"。采用支承滑移法时,支承构架的设计除满足常规的整体及局部稳定外,还要考虑水平动荷载(启动及刹车作用引起的水平惯性力),必要时可增设大斜撑以提高其抗侧刚度。

总结起来,由于此法需占用结构跨内场地,故当周边环境难以提供结构拼接场地时,支承滑移法可作为解决方案之一。值得注意的是,无论结构滑移还是支承滑移法,其滑移轨迹除了常规的直线平移外,曲线滑移也屡见不鲜,频频应用在工程实践中。

整体提升安装法

整体提升安装法是将待安装的结构在地面或适宜的楼层投影位置组装成型,再利用"提升系统"将成型结构整体向上提升至设计标高的一种安装方法。
这种方法适用于什么条件?
   
当大跨度钢结构高度较高,不利于搭设支承胎架,提升钢结构形状规则时,整体提升的施工方法比较适用。

所谓大跨度悬挑钢结构无支承安装法,即是在不搭设支承机构的条件下,以悬挑钢结构本体的刚度为依托,利用吊装机械进行高空散件安装,采用逐步延伸、阶段安装的方式进行施工。相对高空原位安装法而言,虽然该工法也是在高空原位附近实施安装,但因为完全不设临时支承机构,施工措施少,施工工艺简单(无卸载)。适用于结构本体刚度大、稳定性好,高度较高的悬挑钢结构。采用该工法,受自重影响,悬挑段一定会下挠,由此带来的困扰是构件的安装坐标未知,当遇到对安装位形有要求或存在合龙情形时,施工过程中结构的位形控制是最大的技术难题之一,这直接关系到竣工时的结构位形能否满足要求,以及悬挑段能否顺利合龙。

近年来,随着国内工程设计能力的提高,很多钢结构工程开始具备美学与建筑融合的特点,这给工程施工带来许多挑战。深刻理解这些工程的结构组成,明了其荷载传递路径,熟悉工程所在地域的周围环境条件和工程的特定要求,以及可利用的施工资源、企业自身掌握的专有技术等因素,因地制宜地设计选择最适宜的安装方案,正是施工技术不懈追求的目标。