大跨度鋼桁架結(jié)構(gòu)滑移支座糾偏吊裝施工技術(shù)(基礎(chǔ)偏位不穩(wěn)定條件下)

基礎(chǔ)偏位不穩(wěn)定條件下大跨度鋼桁架結(jié)構(gòu)滑移支座糾偏吊裝施工技術(shù)提要：結(jié)合XX火車站站臺(tái)雨棚樁基礎(chǔ)出現(xiàn)偏位且處于不穩(wěn)定狀態(tài)情況以及工程工期緊迫的現(xiàn)實(shí)要求，提出了滑移支座施工方案。介紹了滑移支座糾偏吊裝施工工藝、操作要點(diǎn)及質(zhì)量安全控制措施。結(jié)合工程應(yīng)用實(shí)際進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)偏位；不穩(wěn)定；大跨度；滑移支座；施工技術(shù)1工程概況XX火車站站臺(tái)雨棚建筑面積27860m2，采用大跨度雙箱形薄腹工字鋼桁架結(jié)構(gòu)，跨度54.85m。02-09軸鋼柱采用樁承臺(tái)基礎(chǔ)，基礎(chǔ)采用沖孔灌注樁，入巖700mm。緊臨基本站臺(tái)，基本站臺(tái)比站臺(tái)雨棚基礎(chǔ)面高約8m，基本站臺(tái)地基采用管樁加固，管樁間距2500mm。承臺(tái)基坑深度約5m，基坑采用鋼板樁支護(hù)形式。05-09/G雨棚樁承臺(tái)基礎(chǔ)于09年2月17日澆筑完畢。當(dāng)時(shí)基本站臺(tái)因軟基的低抗擾性進(jìn)行了卸載并加固?；A(chǔ)承臺(tái)雨棚鋼柱基本站臺(tái)卸載加固區(qū)淤泥管樁加固區(qū)鐵路路基回填區(qū)圖1XX站02-09站臺(tái)雨棚G軸樁基偏位時(shí)剖面圖基礎(chǔ)承臺(tái)雨棚鋼柱基本站臺(tái)卸載加固區(qū)淤泥管樁加固區(qū)鐵路路基回填區(qū)基本站臺(tái)卸載后軟基處理區(qū)基本站臺(tái)卸載后軟基處理區(qū)圖2XX站02-09站臺(tái)雨棚G軸樁基偏位時(shí)立體效果圖之后因軟基病害原因，在06、07軸東側(cè)采用高壓旋噴進(jìn)行基本站臺(tái)地基加固過(guò)程中，09年3月7日發(fā)現(xiàn)已安裝并澆筑完成的05-09/G軸承臺(tái)鋼柱柱基偏位。偏位情況如表1。表109年3月7日05-09/G軸承臺(tái)鋼柱柱基偏位表部位05/G06/G07/G08/G09/G南北向偏位(mm)偏北50偏北120偏南45偏南30偏南10東西向偏位(mm)偏東200偏東80偏東20偏東95偏東503月8日后，站前路基加固又改用靜壓管樁進(jìn)行加固。于09年3月15日再次對(duì)偏位核查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)樁承臺(tái)偏位再次發(fā)生變動(dòng)：測(cè)量情況如表2表209年3月8日05-09/G軸承臺(tái)鋼柱柱基偏位表部位05/G06/G07/G08/G09/G南北向偏位(mm)偏北60偏北70偏南50偏南30偏南0東西向偏位(mm)偏東20偏西85偏西125偏東0偏東1009年3月16日至17日觀測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，偏位依然沒(méi)有穩(wěn)定，測(cè)量情況如表3。表309年3月17日05-09/G軸承臺(tái)鋼柱柱基偏位表部位05/G06/G07/G08/G09/G南北向偏位(mm)偏北60偏北70偏南50偏南30偏南0東西向偏位(mm)偏東20偏西80偏西100偏東0偏東10可見(jiàn)，站前路基加固對(duì)02-09/G軸雨棚承臺(tái)擾動(dòng)較大，使該部位承臺(tái)及樁基處于不穩(wěn)定狀態(tài)。09年3月31日站前路基管樁及灌注樁加固基本完成以后，清除了現(xiàn)場(chǎng)多余鋼板樁，對(duì)無(wú)偏位的02、03軸/G軸雨棚柱進(jìn)行了吊裝。09年4月2日中午對(duì)02-09軸/G軸雨棚柱復(fù)測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)雨棚承臺(tái)發(fā)生了新的偏移。測(cè)量情況如表409年4月2日05-09/G軸承臺(tái)鋼柱柱基偏位表部位02/G03/G04/G05/G06/G07/G08/G09/G南北向偏位(mm)偏北10偏北50偏南110偏北120偏南50偏南30偏南30東西向偏位(mm)偏西10偏西110偏西85偏西80偏東10圖3是06軸/G軸柱09年3月7日120北10080東604020說(shuō)明:0(mm)1、實(shí)線代表東西向偏位（上東下西）202、虛線代表南北向偏位（上北下南）406080100西120月.日3.73.153.163.173.183.193.203.213.223.233.243.253.264.2圖306/G軸雨棚柱基偏位動(dòng)態(tài)圖可見(jiàn)，雖然基本站臺(tái)下路基進(jìn)行了鋼管樁及鋼筋砼灌注樁加固，在該路基上行車依然能夠?qū)Τ信_(tái)產(chǎn)生較大擾動(dòng)，從而對(duì)邊上的雨棚樁承臺(tái)產(chǎn)生推力，造成偏位。所以必須在路基上行走的大型機(jī)械對(duì)雨棚承臺(tái)干擾消除后才可以進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)雨棚吊裝。大型鋼結(jié)構(gòu)雨棚的吊裝條件必須在基礎(chǔ)穩(wěn)定，吊裝荷載不影響基礎(chǔ)的條件下進(jìn)行，按當(dāng)時(shí)的情況，嚴(yán)格講不具備吊裝條件。但是溫福線6月30日必須通車，5月15日聯(lián)調(diào)聯(lián)試是確保6月30日通車的重要節(jié)點(diǎn)工期，而XX站站臺(tái)雨棚鋼結(jié)構(gòu)如果不能按時(shí)吊裝完成，導(dǎo)致XX站范圍內(nèi)接觸網(wǎng)無(wú)法安裝，三道、四道到發(fā)線無(wú)法安裝就位。成為制約聯(lián)調(diào)聯(lián)試的主要因素，按當(dāng)時(shí)的工期節(jié)點(diǎn)要求，5月3日前XX站站臺(tái)雨棚必須吊裝完成。面對(duì)工期、樁基偏位未穩(wěn)定、糾偏及吊裝擾動(dòng)等相互制約的矛盾，為了保證工期節(jié)點(diǎn)，針對(duì)當(dāng)時(shí)出現(xiàn)偏位的04、05、06、07、08、09六個(gè)承臺(tái)，受鋼結(jié)構(gòu)頂部滑移支座的啟發(fā)，提出在鋼柱腳結(jié)合糾偏設(shè)滑移支座，形成一個(gè)只承受彎矩，可以有微量水平位移，當(dāng)承臺(tái)發(fā)生水平位移時(shí)，上部鋼柱滑移而不發(fā)生位移，從而避免給上部結(jié)構(gòu)增加負(fù)加彎矩的滑移支座糾偏吊裝鋼結(jié)構(gòu)的大膽設(shè)想，并針得了設(shè)計(jì)院的認(rèn)可及進(jìn)一步深化設(shè)計(jì)。2施工工藝流程及操作要點(diǎn)承臺(tái)清理上部滑移底座就位高強(qiáng)錨栓打孔\清孔\烘孔承臺(tái)清理上部滑移底座就位高強(qiáng)錨栓打孔\清孔\烘孔底部固定鋼板錨接(焊接)底部鋼板灌漿料封堵高強(qiáng)錨栓植栓滑移支座吊裝就位上部鋼柱就位對(duì)接鋼桁架梁吊裝支撐就位鋼桁架梁分段對(duì)接鋼桁架梁整體吊裝承臺(tái)及鋼柱偏位觀測(cè)偏位穩(wěn)定后柱腳斜板焊接及承臺(tái)補(bǔ)強(qiáng)已安裝承臺(tái)面以上鋼柱割除上部鋼柱與滑移鋼板及肋腳板焊接牢固圖4鋼結(jié)構(gòu)雨棚滑移支座糾偏吊裝補(bǔ)強(qiáng)工藝流程圖2.2操作要點(diǎn)2.2.1開(kāi)挖承臺(tái)面以上回填土至承臺(tái)面以下200mm處，把承臺(tái)面2.2.2按滑移支座設(shè)計(jì)圖，留出灌漿空間及焊接位置，割掉與預(yù)埋于承臺(tái)內(nèi)部鋼柱基礎(chǔ)出承臺(tái)面以上部分預(yù)留鋼柱（1700mm2.2.3承臺(tái)面加設(shè)平面鋼板，在承臺(tái)面處與柱腳焊死，2.2.4按照深化設(shè)計(jì)圖對(duì)應(yīng)的錨栓位置，采用水鉆進(jìn)行鉆孔，孔徑比高強(qiáng)錨栓直徑大8mm，孔深為15倍的錨栓直徑。栓孔鉆好后，先用清水沖出孔內(nèi)殘?jiān)?，用棉紗把孔?nèi)大量清水吸出，2.2.5植栓采用專用植筋膠，按比例添加固化劑后按孔深適量拌制塞入栓孔內(nèi)，然后把錨銓壓入，錨栓要放直、放正。植栓完成后靜置時(shí)間2.2.6植栓完成鋼板初步固定后，鋼板周邊外100mm處支設(shè)擋護(hù)模板，采用C40專用灌漿料按灌漿料要求進(jìn)行拌制，拌制好后及時(shí)通過(guò)預(yù)留縫隙灌入。鋼板下灌漿料要塞實(shí)、灌滿。灌漿料屬快凝砼，從拌制到灌注過(guò)程要快速、連續(xù)。灌注完成后，把錨栓與鋼板預(yù)留焊接坡口清洗干凈。2.2.7灌漿完成及鋼板坡口清理好后，把固定鋼板與錨栓及與柱腳滿焊焊死。焊接過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝，按一級(jí)焊縫標(biāo)準(zhǔn)控制。圖5滑移鋼板吊裝圖6滑移鋼板就位圖7錨栓水鉆鉆孔圖8清孔烘孔圖9加植筋膠植栓圖10滑移鋼板底灌漿2.2.8上部滑移鋼板與上部鋼柱及肋板焊接，上部滑移鋼板采用坡口焊與上部鋼柱焊死，焊接前先放平滑移鋼板，柱子與滑移鋼板垂直對(duì)好后先臨時(shí)點(diǎn)焊固定，在確保上部鋼柱與滑移鋼板垂直基礎(chǔ)后，在預(yù)留坡口處按一級(jí)焊縫要求焊接牢固?；其摪迮c鋼柱焊好后再焊肋腳板2.2.9滑移支座就位，在底部鋼板錨結(jié)、灌漿完成及上部鋼柱與滑移鋼板、肋腳板焊接完成后，用吊車對(duì)滑移支座吊裝就位，對(duì)應(yīng)錨栓的部位在滑移支座鋼板上留有直徑140mm的滑移孔，允許支座最大可以有50mm的滑移。注意在吊裝過(guò)程中在滑移鋼板間分散放置4～6塊400mm×400mm聚四氟乙烯板以減小兩塊鋼板間的摩擦力。就位前要準(zhǔn)確放線，做為吊裝定位依據(jù)。圖11底板焊接固定圖12滑移板及鋼柱焊接及滑移支座吊裝就位2.2.102.2.11上部鋼柱的2.2.12鋼結(jié)構(gòu)吊裝就位的同時(shí)，基本站臺(tái)基礎(chǔ)加固完成并分層進(jìn)行上部加筋擋墻施工?；菊九_(tái)2.2.13鋼結(jié)構(gòu)雨棚大梁采用250t吊車吊裝，為了能夠把重型吊車及鋼梁的重量有效分解傳遞給基本站臺(tái)路基下加固管樁。吊裝時(shí)，基本站臺(tái)加筋擋墻完成厚度不小于5m。吊車支撐點(diǎn)下按計(jì)算支墊足夠大的鋼結(jié)構(gòu)路基圖13滑移支座固定圖14滑移支座上部鋼柱吊裝對(duì)（焊）接圖15圖16雨棚鋼梁吊裝對(duì)（焊）接2.2.14鋼結(jié)構(gòu)吊裝完成，鋼柱偏位穩(wěn)定后，按1：6傾斜度在柱腳處與原預(yù)留柱腳頂口用斜鋼板上部鋼柱1：6后焊斜鋼板上部鋼柱1：6后焊斜鋼板埋于承臺(tái)內(nèi)的鋼柱柱腳承臺(tái)面滑移鋼板上部滑移鋼板40錨栓灌漿料頂部加固鋼板圖17滑移支座偏位穩(wěn)定、柱腳斜板焊接2.2.15基礎(chǔ)承臺(tái)補(bǔ)強(qiáng)，鋼結(jié)構(gòu)雨棚吊裝完畢后，針對(duì)偏位超過(guò)70mm的承臺(tái)，采用承臺(tái)外加樁加大承臺(tái)補(bǔ)強(qiáng)措施。3質(zhì)量控制3.1錨栓埋植需由專業(yè)隊(duì)伍組織施工，并按規(guī)范要求進(jìn)行抗拉撥試驗(yàn)。3.2根部滑移鋼板安裝前要按正確的位置施放，安裝要平整，滑移面要貼聚四氟乙烯板一道，保證滑移。3.3承臺(tái)處設(shè)觀測(cè)點(diǎn)，每天早九點(diǎn)，晚五點(diǎn)對(duì)承臺(tái)偏位進(jìn)行觀測(cè)，并隨時(shí)繪制偏位動(dòng)態(tài)圖。如有大的變動(dòng)，及時(shí)采取應(yīng)急措施。3.4吊裝過(guò)程中加大承臺(tái)偏位觀測(cè)頻率，每天觀測(cè)4次。3.5鋼結(jié)構(gòu)吊裝在站前基本站臺(tái)回填5m后吊裝，使上部荷載可以要散傳遞到路基下加固管樁。盡量減小吊裝過(guò)程中對(duì)承臺(tái)的擾動(dòng)。3.6吊車支座處通過(guò)計(jì)算設(shè)置足夠大的路基箱支墊，以減小對(duì)路基的局部承載力。3.7鋼結(jié)構(gòu)焊接嚴(yán)格按一級(jí)焊縫控制，高空焊接要落實(shí)好防風(fēng)措施，施焊人員必須持證上崗，并嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行檢測(cè)。4安全措施4.1氣焊切割時(shí)，氧氣、乙炔瓶按規(guī)定擺放，放置間距不小于5m，壓力表正常。4.2鋼結(jié)構(gòu)支撐及吊裝選用機(jī)械、機(jī)械停放位置、起吊距離需要有嚴(yán)格的計(jì)算及設(shè)計(jì)并嚴(yán)格按施工方案執(zhí)行。4.3鋼結(jié)構(gòu)吊裝操作人員都必須持證上崗，嚴(yán)格按照鋼結(jié)構(gòu)吊裝安全規(guī)程進(jìn)行操作。4.4鋼結(jié)構(gòu)高空作業(yè)必須按高空安全作業(yè)規(guī)程操作，設(shè)置生命線，佩戴好安全帶。5環(huán)保措施5.1用過(guò)的植筋膠桶等雜物不得亂扔亂放。5.2鋼結(jié)構(gòu)吊裝機(jī)械要用專用拖車拖運(yùn)，運(yùn)輸過(guò)程中不得破壞道路。5.3現(xiàn)場(chǎng)土方要運(yùn)至專用棄土場(chǎng)，不得亂堆亂倒。5.4施工過(guò)程中材料堆碼有序整齊，文明施工，安全操作。6應(yīng)用效果及效益分析采用滑移支座糾偏鋼結(jié)構(gòu)吊裝方案后，3天完成支座加工，6天完成支座安裝，4天吊裝柱子，5天吊裝雨棚主、次梁，3天穿插完成屋架及屋面系統(tǒng)安裝。提前兩天給鐵路線及接觸網(wǎng)施工單位提供了工作面，順利完成了鋼結(jié)構(gòu)吊裝任務(wù)。6.1社會(huì)效益，在當(dāng)時(shí)情況下，因軟基病害一直未能按時(shí)完成的XX站站臺(tái)雨棚吊裝已成為溫福線按時(shí)通車的瓶頸。通過(guò)滑移支座糾偏吊裝技術(shù)的采用，成功解決了偏位不穩(wěn)定狀態(tài)下大跨度鋼結(jié)構(gòu)吊裝的難題，保證了溫福線全線6月30日按時(shí)通車的既定目標(biāo)，受到了東南沿海鐵路有限公司及社會(huì)各界的充分肯定及好評(píng)。6.2技術(shù)效益，滑移支座多用在結(jié)構(gòu)頂部滑移，在結(jié)構(gòu)柱根部的采用還未見(jiàn)先例報(bào)導(dǎo)，所以該技術(shù)在XX站