滑移脚手架技术在高架桥雨蓬施工中的应用

滑移脚手架技术在高架桥雨蓬施工中的应用

崔亚军

中建铁路投资建设集团有限公司，呼和浩特 010000

摘要：哈尔滨机场高架桥项目,高架桥主桥为矩形桥面，桥面上方为非露天式,桥面上方采用钢结构网架雨篷封闭。为方便钢结构网架高空散拼施工，综合考虑成本工期等因素选择滑移脚手架作为操作平台的方案。沿桥面横向设置3个独立单元脚手架，每个单元可通过滑道和带滚轮的底座独立滑移,采用卷扬机、滑轮组及钢丝绳配套作牵引设备,拉动整个脚手架操作平台沿桥梁纵向滑移，通过一次搭拆，多次滑移完成整个雨篷网架的施工任务）。此方法解决了大量钢结构网架吊装安装难题,节约了施工场地,其交叉施工,加快了施工进度。

关键词：滑移脚手架；施工；钢结构网架

经济水平的发展，建筑工程越来越受到人们的重视。钢网架因其良好的承力性能颇受青睐，其自重轻、钢料耗损少、覆盖跨度大及安装方便等特点为广泛使用奠定了良好的基础。钢的结构特点决定其易腐蚀的特点，这种先天性的缺陷可以通过一些技术来弥补。然而，钢网架内部隐藏的缺陷并不容易发现，应该受到高度重视。钢网架结构非常简单，其节点的形式有焊接球节点、钢板焊接节点以及螺栓球节点等，常用的连接形式为平面桁架式、三角锥体式以及四角锥体式。高空钢网架的施工方法主要有高空拼接法、滑移网架法、滑移胎膜法、整体提升法以及分块吊装法等。整体提升法和分块吊装法需要用到大型的起重设备，使得施工难度增大；高空滑移网架安装需要在高空中安装及拆卸滑移轨道和前因设备，使得高空施工的危险性增大；对于高空拼接法施工下文中会有详细的介绍。在高空钢网架施工前期，设计人员要对空中跨度及施工高度等作出综合考虑，确定出可靠的施工方案。

1、滑移脚手架技术概述

脚手架是为了保证各施工过程顺利进行而搭设的工作平台。按搭设的位置分为外脚手架、里脚手架；按材料不同可分为木脚手架、竹脚手架、钢管脚手架；按构造形式分为立杆式脚手架、桥式脚手架、门式脚手架、悬吊式脚手架、挂式脚手架、挑式脚手架、爬式脚手架。上世纪80年代初，我国先后从国外引进门式脚手架、碗扣式脚手架等多种型式脚手架。门式脚手架在国内许多工程中也曾大量应用过，取得较好的效果，由于门式脚手架的产品质量问题，这种脚手架没有得到大量推广应用。在国内又建了一批门式脚手架生产厂，其产品大部分是按外商来图加工。碗扣式脚手架是新型脚手架中推广应用最多的一种脚手架，但使用面还不广，只有部分地区和部分工程中应用。

2、滑移脚手架在钢结构网架高空拼装施工种的应用案例

2.1工程概况

某改扩建工程站房钢结构主要由四大部分组成，分别为大截面钢管柱、高架候车层部分、商业夹层部分和屋盖部分。屋盖焊接球网架为双坡屋面，网格尺寸分为3．6m×3．6m和4m×4m两种。网架檐口厚度2．7m，屋脊厚度5．1m。网架中间跨度72m，两侧各18m，总宽度108m，总长度220．23m，屋顶标高36．1m。网架结构形式采用正交正放四角锥网架。根据支座设计情况，网架最大的支座跨度网格为41．03m×72m，支座位置与下部结构的柱位置相同。

2.2滑移脚手架设计

滑移式钢管架主要用于平面网架结构形式的安装。由于平面网架结构网架下弦标高相差不大，因此可以最大限度地发挥滑移脚手架的速度优势。

2.2.1滑移拼装单元划分

根据现场施工情况，屋盖焊接球网架采用累计滑移的方法进行安装。考虑到网架F轴～G轴的跨度太大，将其分成五个拼装单元进行拼装和累积滑移。

2.2.2滑移轨道设置

滑移轨道主要设置在钢柱柱顶的连系钢梁上。对于?轴～?轴间的大跨度梁，需对钢梁跨中采取加固措施。当在柱顶混凝土梁上设置滑移轨道时，在混凝土梁施工过程中，沿轨道方向按400mm间距埋设钢筋头，后续亦可作为轨道的卡轨器。

2.2.3滑移支座布置

考虑到本工程网架结构支座之间跨度较大，网架滑移过程中，第一个滑移单元滑移、第一个和第二个滑移单元累积滑移时，网架结构处于易失稳状态，因此需在滑移过程中增加滑移支座，以保证结构顺利滑移。

2.2.4滑移支座布置

考虑到本工程网架结构支座之间跨度较大，网架滑移过程中，第一个滑移单元滑移、第一个和第二个滑移单元累积滑移时，网架结构处于易失稳状态，因此需在滑移过程中增加滑移支座，以保证结构顺利滑移。

2.2.5顶推千斤顶布置

本工程屋盖网架滑移过程中设置了4条滑移轨道，若在每条轨道上都设置顶推千斤顶，易导致各顶推器不同步，因此将最外侧①轴和⑥轴的滑移轨道作为辅助轨道，使屋盖网架结构在②轴和⑤轴的顶推千斤顶作用下累积滑移就位。为实现网架顶推滑移，配置10台50t液压爬行器，每条轨道上安装5台，并配置4台15kW液压泵源系统，采用计算机自动控制系统实现同步滑移。液压爬行器直接通过轨道传递反力，不需反力架，滑移准备工作少，顶推作业速度快，最高可达6m/h～8m/h。此外，液压爬行器体积小，安装、拆除方便。

2.3屋盖网架滑移同步控制

2.3.1液压滑移同步控制技术

液压滑移同步控制技术是指通过计算机自动控制系统，完成数据的反馈和控制指令的传递，并根据相应的控制策略和算法，对应力及荷载进行控制，从而实现同步滑移，其具有过程显示、姿态矫正、故障报警等多项功能。在网架滑移过程中，实现同步控制需满足以下两个条件:一是各台液压爬行器受载均匀;二是各个滑移点同步滑移。在本工程网架滑移设计方案中，将10台液压爬行器通过并联的方式在滑移轨道上连接在一起，并将其中1台液压爬行器设定为主令点A，其余9台设为从令点B。在计算机自动控制系统的调节下，从令点始终以相对固定的位移差紧跟主令点，使各滑移点相对同步，从而将滑移同步精度控制在±5mm以内，以确保整个滑移过程中屋盖的稳定和平衡。

2.3.2滑移同步控制措施

如果液压牵引滑移过程中牵引点推进不同步，就会引起网架杆件内力产生变化，达到一定极限后，将导致整个网架遭到破坏，故必须对两端头的滑移状态实施动态监测，对其加强控制，确保施工安全。本次滑移采用液压滑移计算机控制系统实现油缸的同步，将同步精度控制在10mm以内，为此采取如下监测控制措施。网架在滑移过程中速度较慢，因此将4个反射棱镜分别固定在4个滑移点上，通过调整使四点之间的连线垂直于滑道方向。将1台全站仪安装在位于滑道前方的临时观测平台上，对4个反射棱镜分别进行观测。网架滑移过程中，四点同时开始计时，每间隔一段时间测量全站仪与反射棱镜之间的距离，并记录测量数据，通过绘制时间—距离表，了解、掌握整个牵引过程的状态。

此外，还可利用1台全站仪对4个棱镜的平面坐标进行观测的方法实现监测，即以观测点原始位置为坐标原点，以平行于滑道的方向为X轴，以垂直于滑道的方向为Y轴，通过显示在仪器显示窗的两个X坐标结果，判断4个点的不同步位移差，从而实现对液压滑移速度的控制和调整，保证网架滑移过程的安全。本工程使用TC2000莱卡全站仪对网架滑移实施监测，该全站仪测量精度高、反应速度快，测边精度达3mm+2ppm，测角精度达1″，可实现观测数据的自动记录及处理，满足滑移监测对精度的要求。

3、结束语

总之，随着钢结构产业的发展，网架结构在大型公共建筑中的应用越来越广泛，如何针对工程实际，因地制宜地制定合理的网架施工方案是保证钢结构网架施工质量和安全的关键。在本工程网架屋盖施工中，结合施工现场实际条件，通过采用滑移脚手架施工方案，克服了施工场地狭小等不利因素，在保证施工质量和安全的同时，取得了较好的经济效益，为今后类似工程施工提供了借鉴和参考。

参考文献： [1]赵国政,雷亮.大跨度总装车间采用滑移脚手架安装网架的施工技术[J].建筑施工,2012(11) [2]建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范：JGJ130—2011