舞台桁架高空滑移安裝施工技術探讨

發(fā)布時(shí)間：2014-08-08作者：廣州品緣來源：無浏覽次數：2418

‍‍1、工程概況
　　重慶大劇院工程項目總建築面(miàn)積103317m2，建築高度64m，地上7層，地下2層，該工程結構複雜，爲筒體、框架、剪力牆加鋼結構組成(chéng)。該工程内設大、中兩(liǎng)個劇場，大中劇場舞台均爲砼筒體結構。屋頂均爲鋼桁架，鋼桁架擱置底标高分别爲46m、37m。大劇場舞台桁架（GHJ-1）每榀長(cháng)25.05m、高4.6m、自重20.3t，整體重量193t；中劇場舞台桁架（GHJ-2）每榀長(cháng)22.55m、高4.1m，自重17.1t，整體重量133t。桁架由工廠标準化制作，預拼後(hòu)將(jiāng)中間腹杆切斷，上下弦杆各分兩(liǎng)段，再運輸到現場安裝。下面(miàn)僅對(duì)大劇場予以介紹，桁架布置如圖1、2所示：‍‍

‍‍2、方案的選擇
　　由于舞台桁架具有重量重，标高高，最近一榀位置遠離塔吊位置就(jiù)達30m，雖然布置了400tm重型塔吊也無法滿足單榀整體吊裝的需要，爲此項目部就(jiù)現有施工條件進(jìn)行方案的對(duì)比選擇。
　　2.1桁架地面(miàn)拼裝，整體吊裝
　　利用現場塔吊在地面(miàn)對(duì)每榀桁架進(jìn)行組拼，然後(hòu)進(jìn)行整體吊裝就(jiù)位，最後(hòu)安裝桁架聯系杆件，每榀桁架重量均超過(guò)了塔吊單吊和擡吊的起(qǐ)重能(néng)力，無法滿足要求；若采用集群千斤頂6榀整體吊裝，需另添設備，費用很高。
　　2.2桁架地面(miàn)分段拼裝，分段吊裝
　　現場地面(miàn)對(duì)桁架分段拼裝，分兩(liǎng)段吊裝，高空對(duì)拼焊接，最後(hòu)安裝桁架間系杆，需在舞台下方搭設高空對(duì)接支撐平台，支撐平台要從-8.20m至+46.00m标高，架體的強度、剛度和穩定性都(dōu)要求較高，操作危險系數較高。
　　2.3桁架高空散拼，焊接安裝
　　在舞台桁架下方地面(miàn)搭設54m高44800m3高空散拼滿堂腳手架平台，進(jìn)行桁架高空散拼，腳手架搭設量大，費用高，工期也較長(cháng)，拖延舞台機械安裝隊伍進(jìn)場。
　　2.4桁架高空滑移法
　　首先在地面(miàn)將(jiāng)桁架散件組拼成(chéng)半榀，利用塔吊將(jiāng)半榀桁架吊至（27）軸處+46.00m标高三角架懸挑平台進(jìn)行整體拼焊連接，再逐步將(jiāng)每兩(liǎng)榀相連由（27）軸向(xiàng)（21）軸滑移安裝就(jiù)位。
　　根據塔吊布置情況和結構實際情況，經(jīng)分析鋼桁架結構采用滑移技術較爲有利。首先構件是平面(miàn)型的且構件在整個滑移過(guò)程中不會(huì)對(duì)滑道(dào)産生側向(xiàng)水平推力；其次舞台簡體能(néng)提供滑道(dào)設置的最好(hǎo)條件，筒體幾何尺寸方正、桁架支撐端剪力牆支撐條件好(hǎo)。第三塔吊的布局和吊重完全滿足滑移各工序的要求。綜合工期、安全、經(jīng)濟和技術可行性等方面(miàn)考慮，第四種(zhǒng)方案要優于前三種(zhǒng)方案，即采用半榀吊裝、高空拼裝、整榀滑移方案。
　　3、滑移基本思路
　　3.1桁架在另處樓地面(miàn)拼焊接成(chéng)半榀，待整體拼裝。
　　3.2根據桁架橡膠支座的标高將(jiāng)（27）、（P）、R～S軸三向(xiàng)砼剪力牆施工至+45.358m，在P、R～Ｓ軸牆頂預埋滑道(dào)支腳埋件－10×300×300mm＠500，27軸牆預留三腳架孔，見圖3。

‍‍3.3將(jiāng)p、R～S軸桁架12個支墩砼澆至+46.158m，安裝預埋件和橡膠支座（+46.128m），砼墩高約800mm，滿足牆體鋼筋錯開(kāi)搭接長(cháng)度設計要求，見圖3、圖4。
　　3.4在P、R-S軸桁架支墩之間安裝滑道(dào)和滑移小車。
　　3.5在（27）軸搭設桁架對(duì)接三腳架懸挑拼裝平台，進(jìn)行桁架豎立拼裝，并同時(shí)在桁架兩(liǎng)端安裝八字斜撐，見圖5、6。‍‍

‍‍4、施工工況計算分析
　　4.1抗傾覆計算
　　大劇場桁架長(cháng)25m，高4.6m，寬0.35m，進(jìn)行豎立滑行，桁架的傾覆應是施工中關注的重點。進(jìn)行工況受力模型如圖7。
　　外力作用點位置h2選取原則是使①、②杆件不受力。考慮滑車摩擦系數爲μ＝0.1，則f=Gμ=10.15KN拟采用3.5T葫蘆，最大輸出力Fmax=35KN，牽引時(shí)候由于存在傾覆力矩，滑車對(duì)桁架的支承力N'作用點會(huì)自動偏離重力作用線。考慮桁架下翼緣的剛度及桁架寬度350mm，N'與G的最大力偶臂诹a1=130mm。
　　開(kāi)始牽引瞬間，取F=35KN，要使①杆件不受力，則Fh2×0.13+fh0所以h2≤1.0585m。
　　當桁架進(jìn)入勻速滑行時(shí)，F=f，支承力N'自動左移，要使②杆件不受力，則Fh2+N×013≥fh0，h2≥1.05n，故取h2=1.05m。
　　考慮滑移小車絕大部分時(shí)間是勻速前進(jìn)，應以h2≥1.05m來控制。
　　4.2滑移工況下滑道(dào)的剛度和變形驗算
　　將(jiāng)滑移過(guò)程中産生的支承反力以移動荷載形式作用于軌道(dào)上，對(duì)軌道(dào)槽鋼及支撐軌道(dào)的槽鋼運用影響線原理進(jìn)行結構最不利内力及變形的驗算。本工程簡化計算如圖8：‍‍