某篮球馆钢屋架卸载技术

某篮球馆钢屋架卸载技术[摘要]某篮球馆钢屋架卸载施工，通过对钢桁架结构支撑体系采用分区域、分步骤、等距和等比联合卸载技术，实现钢桁架结构的成功卸载。本文对卸载流程以及施工方法做了较为详细的介绍。[关键词]钢屋架；卸载施工；千斤顶；滑动球铰支座图1屋架鸟瞰图某篮球馆总建筑面积6.3万平米，地上六层，地下一层，建筑檐口距室外街道地面高度为27.86m，距下沉广场地面高度37.36m，可容纳1.8万人。比赛场馆屋顶采用120m×120m双向正交桁架体系，其施工采用高空累图1屋架鸟瞰图钢屋架结构概况钢屋架桁架为双向对称布置，间距为12m共有26榀，总计重量3500t。桁架截面形式为上弦水平下弦鱼腹式的变高度双向受力桁架，桁架截面尺寸共有7种形式，支座处高度均为6.3m，跨中高度从6.3～9.3m不等，桁架设计要求起拱150mm。桁架中最重的一榀为163t，最轻的一榀为48t。桁架上下弦和腹杆杆件截面为箱形和H型。钢屋架材质为Q345C，最大板厚为50mm。屋架桁架共有20个支座，其中屋架结构四角的支座为固定铰支座，其余16个支座为滑动球铰支座。2施工难点图2三滑道、六滑轨、多点顶推累积滑移示意图钢屋架东西、南北跨度均为120m，钢屋架的跨度大是本工程的施工难点。曾经考虑过在地面组装、并用重型起重设备整体吊装一次性安装就位的方案，但是由于工期紧任务重，篮球馆主体结构在屋架施工前已完工，重型起重机无法进入篮球馆，进行吊装，而在室外吊装其臂长无法达到要求，所以采用地面拼装后整体吊装的方法无法实施。经过多次专家论证会讨论，最后采用了三滑道、六滑轨、多点顶推高空累积滑移施工方法将其就位，如图2所示。因此，滑移后的卸载也成了重中之重。图2三滑道、六滑轨、多点顶推累积滑移示意图卸载是钢屋架由安装施工状态过渡到设计受力状态的一个过程。本工程由于增设了中间滑道，施工中的桁架受力与最终的设计受力状态差别较大，且卸载范围大，采用的设备比较多。如何保证钢屋架在卸载过程中变形和应力始终在允许范围内，是卸载施工的难点问题。3卸载施工图3中滑道示意图3.1卸载施工环境图3中滑道示意图本工程钢屋架施工采用了三滑道、六滑轨、多点顶推高空累积滑移施工方法。中间滑道采用格构柱型钢桁架搭设而成，并在其上铺设两条滑轨，轨道上放置四棱锥形标高调整托架，如图3所示。边滑道巧妙地利用了东西两侧混凝土柱顶槽形梁，并将其进行刚度加强，形成了四条滑轨。为使桁架能够顺利滑移通过，将屋架结构整体抬高50mm进行滑移，因此边滑道卸载高度为50mm。中滑道卸载主要是释放屋架桁架挠度，经施工验算计划卸载高度为150mm。考虑到卸载后屋面尚未封闭，屋架存在不均匀受温，因此屋架四个角向支座在卸载时暂时不固定，待屋面封闭后再进行焊接。3.2总体思路通过对钢桁架结构支撑体系采用分区域、分步骤、等距和等比联合卸载技术，实现钢桁架结构的成功卸载。即通过解除滑移过程中一些支持物及临时支撑，包括增设的中滑道支撑体系，使主体结构从施工中的受力状态安全地逐步转换到设计受力状态。因为在滑移施工中，桁架体系整体标高抬高了50mm，因此卸载施工的实质，就是将桁架的整体标高降低，然后再采取措施，将桁架中部缓慢、安全的下降，进入到设计的标准高度和最终的设计受力状态。3.3卸载原则大跨度复杂结构工程中，卸载工序是一个很重要的环节，因此要保证以下几点：（1）要制定一个完善合理的卸载方案。以保证施工顺利进行，并避免可能发生的意外事故。（2）确认在卸载过程中，主体结构和临时结构的内力及位移变化是缓慢的，不会引起动力因素或产生冲击荷载造成结构的局部破坏。（3）在卸载过程中，无论哪种状态下，都要保证主体结构和支撑结构的杆件应力都控制在弹性范围内，变化的幅度控制在合理的范围内，不会发生强度破坏或失稳。3.4卸载步骤3.4.1卸载流程图4卸载施工流程图图4卸载施工流程图3.4.2卸载主要准备工作——滑动球铰支座的安装滑移基本到位后，先使用手拉葫芦将滑动球铰支座，从桁架底座上卸下，安放至混凝土柱顶埋件板上。根据埋件板上定位分中线定位滑动球铰支座，点焊固定。3.4.3边滑道滑移支座卸载1、第一步施工程序：（1）滑移到位后，全面检查就位状态。（2）割断托梁下的滑道钢轨，将千斤顶置于混凝土柱顶的滑移托梁下方。（3）同步向上顶起一定高度，抽出滑移托梁下的钢轨，然后在桁架底座下垫若干块钢板。图5第一步图中各点同时顶起2、第二步（1）使用备用千斤顶逐个将边滑道槽形梁上的滑移托梁顶起一定高度。（2）回落千斤顶，托梁与屋架结构自然脱开，然后拆除滑移托梁。（3）将柱顶千斤顶升起，抽出桁架底座下的一块钢板，回落千斤顶。图6第二步图图7边滑道滑移托梁拆除中滑道11个支座下降50mm1、第一步：将千斤顶倒换到中滑道，将滑移托座顶起5mm，抽出托座下的钢轨。图8中滑道滑移托座顶起5mm2、第二步:将千斤顶回落50mm。为保证安全，回落时分5次逐次回落，每次约下降10mm。将滑移托座与滑道桁架之间的间隙（约100mm）用钢板垫实。回落后，南北各有2个支座就位。图9节点示意图图10中滑道11个支座下降50mm边滑道卸载1、第一步：将边滑道柱顶滑移托梁顶起，抽出滑移托梁下的钢板垫块。图11边滑道柱顶滑移托梁顶起2、第二步：将千斤顶回落，桁架周边支座全部到位，然后将周边支座与桁架底座进行焊接（除结构四个角柱支座），使支座达到设计受力状态。考虑到卸载安全，采用分级回落，每级10mm。滑移托梁拆除。如图12。图12边滑道千斤顶回落中滑道回落为方便控制指挥，中滑道回落采用9个回落点等比回落，先达到位置的千斤顶自然放松，共需回落150mm，分为15级回落，每级回落10mm。图13图14图15图16图17图18由于卸载面积较大，卸载时间较长，为方便控制，需采用手动液压千斤顶施工。同时配备限位措施及对讲机等控制保护措施。4结束语在此次钢屋架的卸载施工过程中，采取了边滑道-中滑道-边滑道-中滑道的卸载顺序，通过对钢桁架结构支撑体系采用分区域、分步骤、等距和等比联合卸载技术，使屋架结构稳步达到设计受力状态，确保了卸载过程中结构自身以及施工胎架的安全性。目前，该工程已经顺利通过竣工验收，各项指标均达