鋼結(jié)構(gòu)的施工方法以及大型構(gòu)件液壓同步提升特點(diǎn)

一、鋼結(jié)構(gòu)的施工方法
大跨度大噸位平面和空間結(jié)構(gòu)中的網(wǎng)架、衍架目前仍為工程中應(yīng)用較廣泛的幾種主要形式。結(jié)構(gòu)高空吊裝、提升等安裝技術(shù)是這類大噸位大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工工藝的關(guān)鍵。以下主要論述目前實(shí)際工程中常見(jiàn)的幾種施工方案，這些方法對(duì)于一般大噸位大跨度鋼結(jié)構(gòu)形式的建筑施工是普遍適用的。
目前對(duì)于大跨度大噸位空間鋼結(jié)構(gòu)的施工安裝方法基本上分為兩大類：即高空拼裝和地面拼裝后整體提升或者起吊，目前此類鋼結(jié)構(gòu)的液壓提升施工方法主要有以下幾種：
1高空散裝法
高空散裝法又稱為單件安裝法，是指結(jié)構(gòu)散件單元(單根桿件及單個(gè)節(jié)點(diǎn))直接在設(shè)計(jì)標(biāo)高位置進(jìn)行拼裝成型的施工方法。高空散裝法拼裝單構(gòu)件質(zhì)量輕，垂直運(yùn)輸無(wú)需大型起重設(shè)備，但需要搭設(shè)拼裝胎架材料占用量大。
1)高空散裝法的適應(yīng)范圍：(1)螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架的施工；
(2)混凝土薄殼的施工。
2)高空散裝法主要技術(shù)特點(diǎn)：
(1)此方法施工的思路相對(duì)比較簡(jiǎn)單，一般拼裝可從脊線開(kāi)始由中間向兩端施工，這樣利于減小積累誤差。
(2)在確定好標(biāo)高和定位軸線后，在拼裝過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)調(diào)整拼裝偏差結(jié)構(gòu)在拼裝后各項(xiàng)偏差指標(biāo)符合規(guī)范要求。
(3)懸臂施工時(shí)己施工拼裝完成部分的剛度和穩(wěn)定性。拼裝胎架應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度、剛度避免因支架變形而影響拼裝精度。目前在建造加油站、展覽館大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等工程中多采用此方法。
2分單元或分條安裝法
分條或分單元安裝法，是指將整個(gè)待安裝的結(jié)構(gòu)分成條狀或塊狀單元，分成的單元在地面上拼裝好然后由起重設(shè)備吊裝至設(shè)計(jì)標(biāo)高位置，然后再連成整體的安裝方法。這種方法相對(duì)于高空散裝法來(lái)講，在提高工程質(zhì)量的同時(shí)節(jié)約了大量拼裝腳手架。此方法曾經(jīng)成功應(yīng)用于大劇院的建造。
分單元或分塊安裝法主要技術(shù)特點(diǎn)：
(1)結(jié)構(gòu)分條分塊的劃分，主要依照起重機(jī)的額定承載力、作業(yè)半徑等特點(diǎn)來(lái)確定。
(2)施工過(guò)程中分條分塊構(gòu)件的撓度值一般會(huì)出現(xiàn)超限，因此在結(jié)構(gòu)合攏時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整結(jié)構(gòu)標(biāo)高。
3高空滑移法
高空滑移法與分條分塊安裝法有異曲同工之妙，只是高空滑移法是把己經(jīng)分條分塊的結(jié)構(gòu)單元，在己經(jīng)建造好的滑軌上逐條滑移到設(shè)計(jì)位置，并拼接成整體的一種高空鋼結(jié)構(gòu)安裝方法。這種方法免除了支架的搭設(shè)，相比高空散裝法又要方便很多。高空滑移法的施工形式大致可以劃分成如下幾種：
(1)按滑行方式分：?jiǎn)螚l滑移法、逐條滑移法
(2)按滑移過(guò)程中摩擦方式分：滑動(dòng)式滑移、滾動(dòng)式滑移
(3)按滑移過(guò)程中移動(dòng)對(duì)象分：結(jié)構(gòu)主體滑移、胎架滑移
(4)按滑移軌道布置方式分：直線滑移、曲線滑移
(5)按滑移牽引力作用方式分：牽引法滑移、頂推法滑移
結(jié)構(gòu)的施工一般是架空作業(yè)可以與下部其他施工平行立體進(jìn)行。并且對(duì)建筑物內(nèi)部施工影響較小，因此可以縮短施工周期。另外采用該方法施工無(wú)需大型起重設(shè)備和牽引設(shè)備口。此方法曾應(yīng)用于重慶江北機(jī)場(chǎng)航站主樓建設(shè)。
二、大型構(gòu)件液壓同步提升特點(diǎn)
(1)提升點(diǎn)多，大型構(gòu)件具有重量超重、面積大等特點(diǎn)。液壓頂升裝置采用地面組裝、整體提升時(shí)，由于單臺(tái)提升液壓缸提升力有限，因此通常需要數(shù)十臺(tái)提升液壓缸共同進(jìn)行提升，即需要多個(gè)提升點(diǎn)同時(shí)工作。例如，鋼結(jié)構(gòu)整體提升重量約為10388t，面積12300m2，共使用了67個(gè)提升液壓缸；
(2)同步要求高，在提升過(guò)程中要嚴(yán)格控制吊點(diǎn)之間的位移偏差，以避免結(jié)構(gòu)變形過(guò)大、附加載荷過(guò)大等。同時(shí)，各吊點(diǎn)的載荷要控制在與理論計(jì)算基本一致的范圍內(nèi)，避免構(gòu)件局部受力過(guò)大甚至破壞；
(3)吊點(diǎn)提升力差異較大，大型構(gòu)件同步提升時(shí)，需要設(shè)置多個(gè)吊點(diǎn)，吊點(diǎn)之間提升力大小差異很大，提高了同步控制的難度。
20世紀(jì)初液壓千斤頂出現(xiàn)之后，液壓技術(shù)已經(jīng)在理論上可以直接應(yīng)用到吊裝工程中，但開(kāi)始的時(shí)候因?yàn)榍Ы镯斊鹬馗叨鹊停瑧?yīng)用受到了較大限制。直到1970年代高壓技術(shù)逐漸成熟，材料、電子、計(jì)算機(jī)、控制論等學(xué)科充分發(fā)展，液壓同步提升技術(shù)出現(xiàn)后，液壓技術(shù)自身在吊裝工程中的潛力才開(kāi)始發(fā)揮出來(lái)。
國(guó)內(nèi)的液壓同步提升技術(shù)發(fā)源于同濟(jì)大學(xué)。1990年代初，同濟(jì)大學(xué)承擔(dān)了上海石洞口二電廠600MW超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組的鋼內(nèi)筒煙囪的頂升工程，該煙囪總重600t，高240m，在國(guó)內(nèi)開(kāi)創(chuàng)了大型構(gòu)件液壓同步頂升的先河，為后繼液壓同步提升技術(shù)作好了理論和實(shí)踐準(zhǔn)備。1995年同濟(jì)大學(xué)用柔性鋼絞線承重，用自行研制的液壓提升，將上海東方明珠的鋼天線桅桿從地面沿鋼絞線爬升到350m高度后整體安裝，該天線重450t，長(zhǎng)135m，這是液壓同步提升技術(shù)在國(guó)內(nèi)大型構(gòu)件吊裝的次應(yīng)用，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)影響力，此后采用液壓提升施工的工程如雨后春筍般地出現(xiàn)。