滑移工法
在大跨度及空间钢结构的安装过程里,倘若直接在建筑物位置上进行施工存在问题,那么滑移工法便是一个有效的解决办法。
滑移工法通常可分为两种,分别是结构滑移法和支承滑移法。接下来将分别对这两种方法的施工特点进行介绍。
结构滑移法的基本思路为:先在具备拼装条件的场地将结构整体(或局部)组装成型,然后利用滑移系统将其整体移位至设计位置,这是一种安装方法。采用这种安装技术时,拼装场地以及组装用的机械设备可以集中在一块相对固定的场地。与原位安装法相比较,这种方法能够减少临时支承与操作平台的措施用量,还能节约场地处理和管理成本。首先采用结构滑移法,关键考虑在于结构直接在设计位置施工存在难度。比如场外周边施工场地较为有限,跨内无法满足吊装设备的正常行走。这一工法的基本构成要素只是把“整体提升工法”中的地面组装、反力支承、整体提升替换为“横向移动”,因此从本质上来说与提升工法是相同的。
- 滑移单元应为几何不变体系,在滑移过程中要有足够的刚度和稳定性,并且要尽可能减少滑移时的抵抗力。
当使用多点牵引去实现滑移的时候,为了不让结构在滑移的过程中出现扭转的情况,就必须对牵引的同步性进行控制。如果难以保证牵引的同步性,那就应该充分地去计算和评估因为牵引不同步而给滑移单元带来的影响。在必要的情况下,还可以为滑移单元进行临时的加固。
滑移单元在最后固定之前,结构在移动方向以及其正交方向存在着一种趋势。这种趋势表现为“容易滑移”。因为此时的情况与设计支承条件不同,所以需要防止设计外(即滑移平面外)的变形。为了达到这个目的,有必要采取防止“滑落”的对策,例如在两侧支承附近设置自平衡的刚性拉杆或柔性拉索。
此外,结构滑移法包含两种不同的工艺,分别是逐榀滑移和累积滑移。若以桁架结构为例,可简单地说明这两种工艺的差异。
逐榀滑移:把一榀或者由若干榀构成的滑移单元从一端移动到设计位置,各个滑移单元在高空分别进行连接,从而直接形成整体结构。
累积滑移指的是把即将滑移的单元在滑轨上进行滑移,不过只是滑移一段距离,暂时不滑移至设计位置。等到下一个单元连接好之后,再让这个单元滑移一段距离。像这样不断地重复进行,逐榀地积累滑移的距离。一直到把各个榀单元都推到设计位置为止。
总的来说,在大跨度及空间钢结构的安装方法领域中。如果无法设置临时支承雨棚钢结构施工方案,或者使用安装吊车的条件不佳,也就是在建筑物位置直接施工存在问题时,结构滑移工法能够成为解决方案之一。
由此可见,结构滑移法和支承滑移法不同。支承滑移法可总结为:结构不滑,而支承机构滑。结构滑移法是:结构滑,而支承机构不滑。采用支承滑移法时,支承构架的设计,除了要满足常规的整体稳定和局部稳定之外,还要考虑水平动荷载雨棚钢结构施工方案,也就是启动及刹车作用引起的水平惯性力。必要的时候,可以增设大斜撑,以提高其抗侧刚度。
总结起来,此法需占用结构跨内场地。所以当周边环境难以提供结构拼接场地时,支承滑移法可作为解决方案之一。值得注意的是,在结构滑移和支承滑移法中,其滑移轨迹除了常规的直线平移外,还有曲线滑移,并且曲线滑移在工程实践中屡见不鲜且频频被应用。
整体提升安装法
整体提升安装法是这样一种安装方法:先在地面或适宜的楼层投影位置把待安装的结构组装成型,然后利用“提升系统”把成型结构整体向上提升,直至达到设计标高。
这种方法适用于什么条件?
大跨度钢结构形状规则时,整体提升的施工方法比较适用。
大跨度悬挑钢结构无支承安装法
大跨度悬挑钢结构无支承安装法指的是在不搭建支承机构的情况下,凭借悬挑钢结构本体的刚度,借助吊装机械开展高空散件安装工作,并且通过逐步延伸和阶段安装的方式来进行施工。
该工法与高空原位安装法相对比,同样是在高空原位附近进行安装。然而,它完全不设置临时支承机构,施工措施较少,施工工艺较为简单,不存在卸载的情况。此工法适用于结构本体刚度大、稳定性好且高度较高的悬挑钢结构。
采用该工法后,由于自重的影响,悬挑段肯定会下挠。这样就会带来一个困扰,即构件的安装坐标不明确。当遇到对安装位形有要求或者存在合龙情况时,在施工过程中,结构的位形控制就成为最大的技术难题之一。这与竣工时结构位形能否满足要求以及悬挑段能否顺利合龙直接相关。
结语
近年来,国内工程设计能力在不断提高。很多钢结构工程开始呈现出一种特点,那就是能够将美学与建筑相融合。这种情况给工程施工带来了许多挑战。深刻理解这些工程的结构组成,知晓其荷载传递路径,熟悉工程所在地域的周围环境条件以及工程的特定要求,同时了解可利用的施工资源和企业自身掌握的专有技术等因素,根据不同的地点选择最适宜的安装方案,这正是施工技术一直追求的目标。