大跨度预应力拱架结构的滑移施工方法与流程

本发明属于建筑施工，具体涉及一种大跨度预应力拱架结构的滑移施工方法。

背景技术：

1、近年来，随着大跨空间结构的迅速发展，大跨度钢拱架、大跨空间铝合金结构等大跨度空间结构越来越多，同时对大跨度结构施加预应力应用也是越来越广泛。铝合金结构轻量化、耐久性强，加工精度高，在体育建筑、交通建筑、文化科技建筑中应用广泛。大跨度预应力结构在刚性结构基础上引入了柔性拉索，是一种由刚性构件和柔性拉索及中间竖杆组成的大跨度空间预应力体系。

2、在受限环境条件下，由于大跨度预应力拱架跨度大，一般距地面高，再加上施工场地各种因素限制，施工方式的选择尤为重要。高空散拼、分段分块滑移的施工方式需要占用大面积场地、且施工措施较复杂，而采用拱架分段拼装、整体吊装和整体累积滑移方式进行结构施工，能够克服场地的限制，但是，预应力拱架在滑移过程中存在较大的侧向水平推力，且预应力索高空安装难度较大，滑移轨道除了具备支撑被滑移结构的重力功能，还要抵御被滑移结构产生的水平推力，限制结构柱脚的侧向位移，因此，采用传统的滑移系统很难满足大跨度预应力钢-铝拱架结构的滑移要求，有必要进行改进。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题：提供一种大跨度预应力拱架结构的滑移施工方法，通过优化大跨度预应力拱架的施工步骤，借助临时操作平台支架和临时支架将拱架高质量组装，并在拱架两侧下端的装配式拱架柱脚与滑移轨道适配的前提下，通过滑移机构将拼装后的整体结构滑移至下一工位，直至所有的拱架累积滑移至设计位置，施工步骤简单高效，有效克服受限条件下大跨度预应力钢-铝拱架结构安装滑移施工，提高效率，满足施工安全性。

2、本发明采用的技术方案：大跨度预应力拱架结构的滑移施工方法，大跨度预应力拱架包括若干榀拱架和用于将相邻拱架连接的次结构，所述拱架包括中部的铝合金拱架梁和铝合金拱架梁两端的钢拱架柱，其具体施工步骤如下：

3、1)沿大跨度预应力拱架的设置方向，在拱架基础上，提前将若干榀拱架中钢拱架柱下端的装配式拱架柱脚中的下柱底板与预埋螺栓连接，并在拱架基础上布置横贯若干个下柱底板上端面的滑移轨道，在基础梁断开不连续的受限位置，布置滑移梁作为滑移轨道的支撑，并在滑移梁下方搭设临时滑移支撑架；

4、2)在无法使用升降车安装预应力索的拱架首轴至拱架二轴位置，垂直于拱架的安装位置制作临时操作平台支架，为后续预应力索的安装做准备；

5、3)将拱架中的铝合金拱架梁单元和钢拱架柱单元中的零部件在地面进行组装焊接；

6、4)组装第n榀拱架时，在合适位置设置用于支撑钢拱架柱的临时支架，再将钢拱架柱吊装到位，使钢拱架柱下端的装配式拱架柱脚适配于滑移轨道上，并通过调节临时支架的高度使临时支架对钢拱架柱进行支撑，依次将两组钢拱架柱下端的装配式拱架柱脚中的上柱底板与对应位置的下柱底板进行临时刚性连接，之后将铝合金拱架梁吊装至两组钢拱架柱之间并组装，接着利用临时操作平台支架的临时操作平台将预应力索两端与对应端的钢拱架柱连接；

7、5)按照步骤4)组装第n+1榀拱架，组装完毕后连接第n+1榀拱架和第n榀拱架之间的次结构；

8、6)调节临时支架的高度使其上端与钢拱架住支撑位分离，并解除第n榀拱架和第n+1榀拱架中上柱底板与对应位置的下柱底板的刚性连接结构，使固定于上柱底板两侧板沿位置的限位导向板与滑移轨道适配的前提下，在第n榀拱架中的钢拱架柱位置设置与滑移轨道可拆式固连的滑移机构，通过滑移机构使第n榀拱架和第n+1榀拱架构成的稳定结构在滑移轨道上沿滑移方向滑移一个柱距；

9、7)将滑移到位的第n榀拱架和第n+1榀拱架中的上柱底板与对应位置处的下柱底板进行临时刚性连接，并将滑移机构拆除；

10、8)按照步骤4)～步骤7)直至累积滑移至设计位置，将滑移轨道依次与若干拱架分离，并将装配式拱架柱脚中的下柱底板与该位置的上柱底板固定连接后，完成装配式拱架柱脚的刚性连接。

11、其中，所述装配式拱架柱脚包括下柱底板和上柱底板，所述上柱底板居中固定于钢拱架柱的柱体下端部，所述上柱底板上端面两侧的连接件通过多个螺栓与上柱底板可拆式固连，且横贯上柱底板的滑移轨道位于两个连接件之间，所述上柱底板上端面四周设有多个与钢拱架柱的柱体下端外壁固定连接的加强板。

12、进一步地，所述下柱底板底面上固定有滑移时与滑移轨道上端面接触的防滑板。

13、进一步地，所述限位导向板下端板沿中部制有与滑移轨道适配的凹槽，且拱架沿滑移轨道滑移时由限位导向板限位并导向。

14、进一步地，所述临时支架包括支架主体、顶端支架和伸缩机构，所述支架主体下端固定于拱架基础上，所述顶端支架包括下端的框架和居中固定于框架上端两侧的支柱，所述顶端支架下端的框架固定于支架主体上端部，且伸缩机构下端固定于顶端支架上端两个支柱之间的横杆上，所述顶端支架上方设有限位杆，且伸缩机构的伸缩端与限位杆底面中部固定连接，并通过伸缩机构的伸缩驱动限位杆上移后将钢拱架柱对应位置顶紧支撑或下移后解除对钢拱架柱的支撑。

15、进一步地，所述限位杆上端朝向钢拱架柱侧制有与钢拱架柱对应位置适配的豁口，所述顶端支架的两个支柱上设有与下端框架固定连接并远离豁口侧设置的加强杆。

16、进一步地，所述伸缩机构采用起重量≥10t且行程≥10cm的千斤顶。

17、进一步地，所述支架主体采用普通管桁架或塔吊标准节制成。

18、上述步骤8)中，所述滑移轨道为组装结构，且拱架与滑移轨道分离时通过千斤顶将拱架中的上柱底板顶起后将对应段的滑移轨道抽离。

19、进一步地，所述滑移机构包括液压爬行器，所述液压爬行器的液压缸的伸缩端与钢拱架柱铰接，且液压爬行器的夹紧装置。

20、本发明与现有技术相比的优点：

21、1、本技术方案通过优化大跨度预应力拱架的施工步骤，借助临时操作平台支架和临时支架将拱架高质量组装，降低受限条件下拱架的组装难度；

22、2、本技术方案将拱架两侧下端设置为装配式拱架柱脚，并使装配式拱架柱脚与滑移轨道适配的前提下，通过滑移机构将拼装后的整体结构滑移至下一工位，直至所有的拱架累积滑移至设计位置，施工步骤简单高效，无需架设大量的支撑系统和施工作业脚手架，简化地面拼装工序，降低施工成本，提高施工效率；

23、3、本技术方案可快速地完成大跨度预应力钢铝拱架结构搭建滑移施工，有效克服受限条件下大跨度预应力钢-铝拱架结构安装滑移施工，解决了传统滑移结构滑动摩擦力大，水平作用点作用位置较高，不易控制等的问题，满足施工安全性；

24、4、本技术方案可有效平衡大跨张弦拱形桁架滑移施工中产生的侧向水平力，摩擦阻力小，零部件可被重复利用，安装及拆卸方便，能源消耗低，并可满足滑移施工要求的安全性等优势。

技术特征：

1.大跨度预应力拱架结构的滑移施工方法，其特征在于：大跨度预应力拱架包括若干榀拱架(5)和用于将相邻拱架(5)连接的次结构，所述拱架(5)包括中部的铝合金拱架梁(7)和铝合金拱架梁(7)两端的钢拱架柱(6)，其具体施工步骤如下：

2.根据权利要求1所述的大跨度预应力拱架结构的滑移施工方法，其特征在于：所述装配式拱架柱脚(8)包括下柱底板(8-1)和上柱底板(8-2)，所述上柱底板(8-2)居中固定于钢拱架柱(6)的柱体下端部，所述上柱底板(8-2)上端面两侧的连接件(8-3)通过多个螺栓与上柱底板(8-2)可拆式固连，且横贯上柱底板(8-2)的滑移轨道(2)位于两个连接件(8-3)之间，所述上柱底板(8-2)上端面四周设有多个与钢拱架柱(6)的柱体下端外壁固定连接的加强板(8-4)。

3.根据权利要求2所述的大跨度预应力拱架结构的滑移施工方法，其特征在于：所述下柱底板(8-1)底面上固定有滑移时与滑移轨道(2)上端面接触的防滑板。

4.根据权利要求1所述的大跨度预应力拱架结构的滑移施工方法，其特征在于：所述限位导向板(9)下端板沿中部制有与滑移轨道(2)适配的凹槽，且拱架(5)沿滑移轨道(2)滑移时由限位导向板(9)限位并导向。

5.根据权利要求1所述的大跨度预应力拱架结构的滑移施工方法，其特征在于：所述临时支架(1)包括支架主体(1-1)、顶端支架(1-2)和伸缩机构(1-3)，所述支架主体(1-1)下端固定于拱架基础上，所述顶端支架(1-2)包括下端的框架和居中固定于框架上端两侧的支柱，所述顶端支架(1-2)下端的框架固定于支架主体(1-1)上端部，且伸缩机构(1-3)下端固定于顶端支架(1-2)上端两个支柱之间的横杆上，所述顶端支架(1-2)上方设有限位杆(1-4)，且伸缩机构(1-3)的伸缩端与限位杆(1-4)底面中部固定连接，并通过伸缩机构(1-3)的伸缩驱动限位杆(1-4)上移后将钢拱架柱(6)对应位置顶紧支撑或下移后解除对钢拱架柱(6)的支撑。

6.根据权利要求5所述的大跨度预应力拱架结构的滑移施工方法，其特征在于：所述限位杆(1-4)上端朝向钢拱架柱(6)侧制有与钢拱架柱(6)对应位置适配的豁口，所述顶端支架(1-2)的两个支柱上设有与下端框架固定连接并远离豁口侧设置的加强杆(1-5)。

7.根据权利要求6所述的大跨度预应力拱架结构的滑移施工方法，其特征在于：所述伸缩机构(1-3)采用起重量≥10t且行程≥10cm的千斤顶。

8.根据权利要求7所述的大跨度预应力拱架结构的滑移施工方法，其特征在于：所述支架主体(1-1)采用普通管桁架或塔吊标准节制成。

9.根据权利要求1所述的大跨度预应力拱架结构的滑移施工方法，其特征在于：上述步骤8)中，所述滑移轨道(2)为组装结构，且拱架(5)与滑移轨道(2)分离时通过千斤顶将拱架(5)中的上柱底板(8-2)顶起后将对应段的滑移轨道(2)抽离。

10.根据权利要求1所述的大跨度预应力拱架结构的滑移施工方法，其特征在于：所述滑移机构包括液压爬行器，所述液压爬行器的液压缸(10)的伸缩端与钢拱架柱(6)铰接，且液压爬行器的夹紧装置(11)。

技术总结
提供一种大跨度预应力拱架结构的滑移施工方法，通过优化大跨度预应力拱架的施工步骤，可快速地完成大跨度预应力钢铝拱架结构搭建滑移施工，安全可靠、省时省力、无需架设大量的支撑系统和施工作业脚手架，简化地面拼装工序，降低施工成本，提高施工效率；解决了传统滑移结构滑动摩擦力大，水平作用点作用位置较高，不易控制等的问题。其具有可有效平衡大跨张弦拱形桁架滑移施工中产生的侧向水平力，摩擦阻力小，零部件可被重复利用，安装及拆卸方便，能源消耗低，并可满足滑移施工要求的安全性等优势。

技术研发人员：姚兵,李乐天,岳曼,李亮,赵俊尧,姚昌辉,王思远
受保护的技术使用者：九冶建设有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12