一级注册建筑师评职论文浅析“滑升法”的应用

　　摘 要：针对缺乏大型起重机械的地区和不适于大型起重机械作业的情况下，大面积预制看台板的安装施工难度大，施工耗时长的问题，研究了大面积预制看台板利用简单机具进行“滑升法”安装的设备和工艺，节约了大量资金，缩短了工期，降低了施工难度，使施工质量和安全得以保证。

　　关键词：大面积预制看台板,滑升法,设备,施工工艺

　　1工程概述

　　图1 体育场平面示意

　　博茨瓦纳佛朗西体育场项目位于博茨瓦纳第二大城市佛朗西，距首都哈博罗内450公里，为2010年南非世界杯训练场地。工程占地面积约188公顷，建筑规模27000座，总建筑面积为13000m2,占地面积为25000m2。该工程为为钢筋混凝土框架结构，分为东、西、南、北四个看台;东看台两层，一层为办公区，二层为公共厕所，顶面为预制看台板和座位;南北看台一层为公共厕所和配电室，顶层为预制看台板和座位;西看台总共三层，一层为运动员淋浴间和卫生间，二层VIP，记者席，三层为公共厕所，顶层为预制看台板和座椅，并有钢结构屋面，两侧为螺旋圆弧走廊。体育场平面如图1所示。

　　2 工程难点

　　1)工程看台板分为普通混凝土预制看台板和预应力预制看台板，主要采用L型截面预制看台板,其种类繁多(东、西、南、北、东北、东南看台，看台板种类共计420余种)，尺寸各异，数量庞大，其安装工序复杂，安装精度要求较高，工期要求紧，施工难度大。

　　2)经调查，在博茨瓦纳超过50吨型号的吊车根本没有，只能到相邻国家租赁，但租赁费用高昂，耗资巨大，严重缺乏施工机械。

　　3)受现场施工条件、结构形式、看台板重量、吊装高度和跨度以及吊车的起重性能的限制，单独采用起重机械无法完成某些部位看台板的安装。

　　3滑升法工艺简述

　　预制看台板滑移就位工艺分为四个阶段：1.起吊准备2.看台板滑移3.看台板提升4.看台板就位。根据以往的施工经验结合本工程的具体施工条件，最后确定本工艺流程为：起吊准备→看台板滑移→看台板提升→看台板就位。

　　为保证滑升工艺的顺利进行，在施工操作中必须严格控制各工艺施工要点。

　　3.1牵引滑移工艺要点

　　1)起吊准备

　　根据设计图纸选择编号正确的预制看台板，并核准看台板的几何尺寸;检查地铆的位置与承受拉力情况，因卷扬机的固定、所有的定滑轮全部设置在地铆上，若地铆设置不当，必须采取相应补救措施;复核看台板安装控制轴线及标高控制线;在阶梯斜梁上满铺高标号水泥砂浆以备看台板就位使用;使用汽车吊将看台板放置在H型滑移轨道上，使用锁具将看台板与滑轮组钢丝绳连接。

　　2)看台板牵引滑移

　　(1)根据看台板的重量、滑动摩擦阻力、滑轮组的设置等情况计算出实际数据，然后选择卷扬机，卷扬机就位应本着减少移动、一次性定位、滑移多块预制看台板为原则。

　　(2)铺设H型滑移轨道，检查轨道平行、固定情况，整理、检查滑轮组、钢丝绳、锁具等是否完好;信号工向卷扬机操作工发出滑移信号，滑移50—100cm后暂停，再次检查地铆、滑轮组、钢丝绳、锁具受力情况，确认安全无误后，方可进行滑移施工，滑移到安装位置时卷扬机停止工作。

　　3.2就位工艺要点

　　1)看台板提升

　　使用塔吊转移起落架，将起落架放置在滑移到位的看台板上方;调整起落架的宽度，使4只支腿支撑在混凝土阶梯斜梁上，并牢固可靠;利用起落架上的4个2T手拉葫芦将看台板均匀提起一定高度，把看台板的全部重量转移到起落架上后，撤掉看台板与滑轮组连接的钢丝绳以及看台板下方的滑移托板、轨道。

　　2)看台板就位

　　找准看台板与轴线、标高控制线的关系后，缓慢降低看台板高度，使用钢撬、千斤顶等工具辅助看台板就位;使用施工线、经纬仪校正看台板的位置，使用水准尺、水准仪校正看台板的标高，误差控制在规定范围内，控制在允许偏差范围以内，发现偏差太大，可用手拉葫芦、钢撬、千斤顶等进行校正。

　　4滑升系统的设计分析

　　看台板的滑升系统由：牵引、滑移和提升系统组成，其整体施工平、剖面图 图2 滑移施工整体平面示意

　　图3 滑移施工整体剖面示意

　　分别如：图2和图3所示。

　　4.1牵引系统的设计

　　牵引系统由地铆、卷扬机、滑轮组三部分组成，为保证滑移过程的顺利进行，滑移过程中滑移轨道应能承受看台板的重量，并保证滑移过程中的卷扬机牵引力大于滑移托板与滑移轨道之间的滑动摩擦力。

　　1)滑动摩擦力及阻力的确定：

　　以重量最大的PCB100看台板为例，滑动摩擦力采用下列公式计算：

　　(1)

　　(2)

　　式中：f—滑动摩擦力; —滑动摩擦系数; —表面正压力;G—构件自重; —滑移轨道与水平面的夹角，此处取 ， —动力系数，可取1.5。

　　经计算PCB100看台板最大重量约 ，钢材之间的滑动摩擦系数在润滑的情况下取 ，将以上数据代入式(1)、(2)得：

　　摩擦力： ;

　　每根滑移梁所承受摩擦力为 ;

　　每根牵引绳(钢丝绳)需克服的阻力为 。

　　2)卷扬滑轮装置的选用

　　配合所选卷扬机采用两门动滑轮进行力的转换如图5所示，由4段钢丝绳分担力，故此卷扬滑移轮组的最大牵引力为：

　　(3)

　　式中： —卷扬机的钢丝绳额定拉力; —卷扬滑移轮组的最大牵引力。

　　选用JK1.6型卷扬机，钢丝绳额定拉力为16KN，钢丝绳额定速度28m/min，将以上参数代入式(3)得： 所以，每根牵引绳(钢丝绳)的牵引力为 。

　　为保证牵引过程的正常进行，需卷扬滑轮组的牵引力大于托板与滑轨之间的阻力，即满足下式要求：

　　(4)

　　经上述计算 ，满足式(4)要求，故选用JK1.6型卷扬机能满足滑移牵引和连续作业的要求。

　　3)牵引绳

　　为配合卷扬滑轮组使用，经比较选用直径为15.2mm的 钢绞线作为牵引绳，其抗拉强度设计值为 ，经计算每根钢丝绳能承受的应力 ，满足承载力要求。

　　4)吊环的选择

　　选用Ф16HPB235级钢筋制作，每个吊环分担的力为G/4，经计算吊环的应力

　　,安全。

　　4.2滑移系统的设计

　　滑移系统由H型导轨、滑移托板、起落架三部分组成。

　　滑移托架使用过程中应保证其稳定性和挠度限值，以确保其正常使用。滑移托架的横梁采用 型钢，支架采用 槽钢。为确定其最不利荷载布置，结合工程实际施工情况，采用SAP2000建模分析，分两种工况进行计算，经比较分析荷载作用在第一跨跨中时其截面内力和变形最大，荷载作用在第一跨跨中时为其最不利荷载布置，但其承载力和变形均能满足要求。

　　5结论

　　基于本文阐述的滑升法工艺顺利实现了博茨瓦纳佛朗西体育场项目大面积预制看台板的精确安装就位，并且保证了施工质量和安全，节约了大量资金，实践证明此方案具有以下优点：

　　1)制约因素少

　　所需施工空间较小，独立设计滑移轨道占地面积小、自重轻，不影响周围结构施工和受力，且能满足施工质量和安全的要求。

　　2)缩短工期

　　与千斤顶滑移比较而言，由于采用千斤顶作为动力设备，受千斤顶顶推行程制约，单次行程较短，需多次拆卸施工，浪费大量时间，而采用卷扬机滑移，不受行程控制，可一次完成滑移就位，缩短工期。

　　3)降低成本

　　节省了购买大型起重机械的费用，降低了工程成本。

　　4)适用性强

　　尤其适合于缺乏大型起重机械的地区和无法采用大型起重设备作业的部位，具有较好的技术经济效果和较高的推广应用价值。

　　参考文献(Reference)：

　　[1] 钢结构设计手册编委会。钢结构设计手册[K].3版.北京：中国建筑工业出版社，2004.

　　[2]建筑施工手册编写组。建筑施工手册[K].4版.北京：中国建筑工业出版社，2003.