近年來,由于鋼產量的不斷增長和鋼結構設計水平的不斷提高,鋼結構建筑在各類建筑中所占的比例愈來愈大。為了滿足火車站、高鐵站、飛機場、體育場館、會展中心等公共建筑在造型和面積等方面的要求,解決結構施工產生的新課題,新施工工藝、設備、技術也就應運而生。目前在我國應用較為廣泛的大跨度鋼析架結構施工工藝,大體上可以劃分為三種類型:高空分段拼裝、滑移以及整體提升。
(1)高空分段拼裝工藝
高空分段拼裝是把整體結構劃分為若干個小塊,將小塊吊裝到空中,置于支撐架或者操作平臺上,并在空中進行對接合攏,然后拆去支撐結構,從而形成穩定的結構體系。
高空分段拼裝具有施工簡單,操作方便,對結構受力影響小的優點,但分塊原則受設備吊裝能力影響較大,支撐結構會加大措施費。采用該施工工藝的代表性工程有廈門會展中心。
(2)滑移工藝
滑移工藝是把整體結構劃分為若干個穩定體系,在牽引設備的作用下,將穩定體系沿著滑移軌道從拼裝位置移動到特定位置,形成完整的結構體系。滑移工藝能夠克服吊裝設備吊裝半徑不足的安裝問題,降低對吊裝設備的要求,但滑移時需鋪設軌道,同步控制難度大,并且涉及到下部混凝土的加固問題。采用該施工工藝的代表性工程有哈爾濱會展體育中心。
(3)整體提升工藝
液壓整體提升技術是一種將計算機智能、機械技術和電氣技術三者相結合應用于土建施工的,通過在整個被提升結構上布置若干提升點,利用液壓提升系統提供的拉力,帶動整體結構從地面同步向上移動至特定標高,完成施工安裝。
液壓提升系統的基本組成部分包括:液壓提升器、液壓泵源系統、計算機同步控制及傳感檢測系統。液壓提升器是液壓提升系統的承重部件,依靠鋼絞線承載提升重物,液壓泵源系統是液壓提升系統的動力驅動部分,為整體提升提供拉力,通過提升器油缸的收縮,實現被提升結構的上升和下降,同時采用計算機控制,從而實現油缸同步動作、鋼絞線負載均衡、空中姿態矯正、應力控制、提升過程呈現和作業故障警報等多種功能,提升過程的穩定性。
整體提升施工時,被提升結構在地面上拼裝,所需的措施量小,無需采用大型吊機吊裝,大幅度削減機械費和人工費,有利于縮小成本;減少了高空作業,有利于現場的控制,并且的提高了安裝精度。采用該施工工藝的代表性工程有圖書館二期暨數字化圖書館。
整體提升施工工藝具有安裝高度低點,目前被廣泛應用于鋼結構施工中,,危險性小,腳手架工程量少和施工周期短等優尤其是一些跨度大的大型鋼析架屋蓋結構。本文主要研究大跨度鋼析架整體提升技術,結合哈爾濱萬達茂滑雪場大跨度鋼析架屋蓋整體提升施工過程,對以下問題進行研究和探討:
(l)鋼結構液壓整體提升技術的原理、特點以及提升系統的組成;
(2)以哈爾濱萬達茂滑雪場大跨度鋼析架屋蓋整體提升工程為例,研究了整體提升的施工工藝,分析工程中的重難點,并提出相應的解決方案;
(3)對整體提升過程進行施工仿真分析,從提升吊具、提升節點、提升架三個方面對提升過程中的性進行檢驗,同時考慮提升過程吊點的不同步作用,對各提升點施加不同步荷載,較真實的模擬提升施工過程;
(4)對于大跨度鋼析架液壓整體提升技術中的一些關鍵問題進行詳細的剖析,通過方案對比研究被提升結構吊點較 佳布置方案選取問題,同時考慮了施工對結構產生的影響,針對提升施工產生的附加應力提出解決方法。