近年来,由于钢产量的不断增长和钢结构设计水平的不断提高,钢结构建筑在各类建筑中所占的比例愈来愈大。为了满足火车站、高铁站、飞机场、体育场馆、会展中心等公共建筑在造型和面积等方面的要求,解决结构施工产生的新课题,新施工工艺、设备、技术也就应运而生。目前在我国应用较为广泛的大跨度钢析架结构施工工艺,大体上可以划分为三种类型:高空分段拼装、滑移以及整体提升。
(1)高空分段拼装工艺
高空分段拼装是把整体结构划分为若干个小块,将小块吊装到空中,置于支撑架或者操作平台上,并在空中进行对接合拢,然后拆去支撑结构,从而形成稳定的结构体系。
高空分段拼装具有施工简单,操作方便,对结构受力影响小的优点,但分块原则受设备吊装能力影响较大,支撑结构会加大措施费。采用该施工工艺的代表性工程有厦门会展中心。
(2)滑移工艺
滑移工艺是把整体结构划分为若干个稳定体系,在牵引设备的作用下,将稳定体系沿着滑移轨道从拼装位置移动到特定位置,形成完整的结构体系。滑移工艺能够克服吊装设备吊装半径不足的安装问题,降低对吊装设备的要求,但滑移时需铺设轨道,同步控制难度大,并且涉及到下部混凝土的加固问题。采用该施工工艺的代表性工程有哈尔滨会展体育中心。
(3)整体提升工艺
液压整体提升技术是一种将计算机智能、机械技术和电气技术三者相结合应用于土建施工的,通过在整个被提升结构上布置若干提升点,利用液压提升系统提供的拉力,带动整体结构从地面同步向上移动至特定标高,完成施工安装。
液压提升系统的基本组成部分包括:液压提升器、液压泵源系统、计算机同步控制及传感检测系统。液压提升器是液压提升系统的承重部件,依靠钢绞线承载提升重物,液压泵源系统是液压提升系统的动力驱动部分,为整体提升提供拉力,通过提升器油缸的收缩,实现被提升结构的上升和下降,同时采用计算机控制,从而实现油缸同步动作、钢绞线负载均衡、空中姿态矫正、应力控制、提升过程呈现和作业故障警报等多种功能,提升过程的稳定性。
整体提升施工时,被提升结构在地面上拼装,所需的措施量小,无需采用大型吊机吊装,大幅度削减机械费和人工费,有利于缩小成本;减少了高空作业,有利于现场的控制,并且的提高了安装精度。采用该施工工艺的代表性工程有图书馆二期暨数字化图书馆。
整体提升施工工艺具有安装高度低点,目前被广泛应用于钢结构施工中,,危险性小,脚手架工程量少和施工周期短等优尤其是一些跨度大的大型钢析架屋盖结构。本文主要研究大跨度钢析架整体提升技术,结合哈尔滨万达茂滑雪场大跨度钢析架屋盖整体提升施工过程,对以下问题进行研究和探讨:
(l)钢结构液压整体提升技术的原理、特点以及提升系统的组成;
(2)以哈尔滨万达茂滑雪场大跨度钢析架屋盖整体提升工程为例,研究了整体提升的施工工艺,分析工程中的重难点,并提出相应的解决方案;
(3)对整体提升过程进行施工仿真分析,从提升吊具、提升节点、提升架三个方面对提升过程中的性进行检验,同时考虑提升过程吊点的不同步作用,对各提升点施加不同步荷载,较真实的模拟提升施工过程;
(4)对于大跨度钢析架液压整体提升技术中的一些关键问题进行详细的剖析,通过方案对比研究被提升结构吊点较 佳布置方案选取问题,同时考虑了施工对结构产生的影响,针对提升施工产生的附加应力提出解决方法。