大跨度鋼桁架結構滑移支座糾偏吊裝施工技術(基礎偏位不穩(wěn)定條件下)

基礎偏位不穩(wěn)定條件下大跨度鋼桁架結構滑移支座糾偏吊裝施工技術提要：結合XX火車站站臺雨棚樁基礎出現(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、操作要點及質量安全控制措施。結合工程應用實際進行了技術經濟效益及社會效益進行了分析。關鍵詞：基礎偏位；不穩(wěn)定；大跨度；滑移支座；施工技術1工程概況XX火車站站臺雨棚建筑面積27860m2，采用大跨度雙箱形薄腹工字鋼桁架結構，跨度54.85m。02-09軸鋼柱采用樁承臺基礎，基礎采用沖孔灌注樁，入巖700mm。緊臨基本站臺，基本站臺比站臺雨棚基礎面高約8m，基本站臺地基采用管樁加固，管樁間距2500mm。承臺基坑深度約5m，基坑采用鋼板樁支護形式。05-09/G雨棚樁承臺基礎于09年2月17日澆筑完畢。當時基本站臺因軟基的低抗擾性進行了卸載并加固?；A承臺雨棚鋼柱基本站臺卸載加固區(qū)淤泥管樁加固區(qū)鐵路路基回填區(qū)圖1XX站02-09站臺雨棚G軸樁基偏位時剖面圖基礎承臺雨棚鋼柱基本站臺卸載加固區(qū)淤泥管樁加固區(qū)鐵路路基回填區(qū)基本站臺卸載后軟基處理區(qū)基本站臺卸載后軟基處理區(qū)圖2XX站02-09站臺雨棚G軸樁基偏位時立體效果圖之后因軟基病害原因，在06、07軸東側采用高壓旋噴進行基本站臺地基加固過程中，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行加固。于09年3月15日再次對偏位核查過程中，發(fā)現(xiàn)樁承臺偏位再次發(fā)生變動：測量情況如表2表209年3月8日05-09/G軸承臺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日觀測結果發(fā)現(xiàn)，偏位依然沒有穩(wěn)定，測量情況如表3。表309年3月17日05-09/G軸承臺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，站前路基加固對02-09/G軸雨棚承臺擾動較大，使該部位承臺及樁基處于不穩(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)場多余鋼板樁，對無偏位的02、03軸/G軸雨棚柱進行了吊裝。09年4月2日中午對02-09軸/G軸雨棚柱復測時，發(fā)現(xiàn)雨棚承臺發(fā)生了新的偏移。測量情況如表409年4月2日05-09/G軸承臺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說明:0(mm)1、實線代表東西向偏位（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軸雨棚柱基偏位動態(tài)圖可見，雖然基本站臺下路基進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對承臺產生較大擾動，從而對邊上的雨棚樁承臺產生推力，造成偏位。所以必須在路基上行走的大型機械對雨棚承臺干擾消除后才可以進行鋼結構雨棚吊裝。大型鋼結構雨棚的吊裝條件必須在基礎穩(wěn)定，吊裝荷載不影響基礎的條件下進行，按當時的情況，嚴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)調聯(lián)試是確保6月30日通車的重要節(jié)點工期，而XX站站臺雨棚鋼結構如果不能按時吊裝完成，導致XX站范圍內接觸網無法安裝，三道、四道到發(fā)線無法安裝就位。成為制約聯(lián)調聯(lián)試的主要因素，按當時的工期節(jié)點要求，5月3日前XX站站臺雨棚必須吊裝完成。面對工期、樁基偏位未穩(wěn)定、糾偏及吊裝擾動等相互制約的矛盾，為了保證工期節(jié)點，針對當時出現(xiàn)偏位的04、05、06、07、08、09六個承臺，受鋼結構頂部滑移支座的啟發(fā)，提出在鋼柱腳結合糾偏設滑移支座，形成一個只承受彎矩，可以有微量水平位移，當承臺發(fā)生水平位移時，上部鋼柱滑移而不發(fā)生位移，從而避免給上部結構增加負加彎矩的滑移支座糾偏吊裝鋼結構的大膽設想，并針得了設計院的認可及進一步深化設計。2施工工藝流程及操作要點承臺清理上部滑移底座就位高強錨栓打孔\清孔\烘孔承臺清理上部滑移底座就位高強錨栓打孔\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錨栓植栓滑移支座吊裝就位上部鋼柱就位對接鋼桁架梁吊裝支撐就位鋼桁架梁分段對接鋼桁架梁整體吊裝承臺及鋼柱偏位觀測偏位穩(wěn)定后柱腳斜板焊接及承臺補強已安裝承臺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鋼結構雨棚滑移支座糾偏吊裝補強工藝流程圖2.2操作要點2.2.1開挖承臺面以上回填土至承臺面以下200mm處，把承臺面2.2.2按滑移支座設計圖，留出灌漿空間及焊接位置，割掉與預埋于承臺內部鋼柱基礎出承臺面以上部分預留鋼柱（1700mm2.2.3承臺面加設平面鋼板，在承臺面處與柱腳焊死，2.2.4按照深化設計圖對應的錨栓位置，采用水鉆進行鉆孔，孔徑比高強錨栓直徑大8mm，孔深為15倍的錨栓直徑。栓孔鉆好后，先用清水沖出孔內殘渣，用棉紗把孔內大量清水吸出，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，然后把錨銓壓入，錨栓要放直、放正。植栓完成后靜置時間2.2.6植栓完成鋼板初步固定后，鋼板周邊外100mm處支設擋護模板，采用C40專用灌漿料按灌漿料要求進行拌制，拌制好后及時通過預留縫隙灌入。鋼板下灌漿料要塞實、灌滿。灌漿料屬快凝砼，從拌制到灌注過程要快速、連續(xù)。灌注完成后，把錨栓與鋼板預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。焊接過程中嚴格執(zhí)行焊接工藝，按一級焊縫標準控制。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好后先臨時點焊固定，在確保上部鋼柱與滑移鋼板垂直基礎后，在預留坡口處按一級焊縫要求焊接牢固。滑移鋼板與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、灌漿完成及上部鋼柱與滑移鋼板、肋腳板焊接完成后，用吊車對滑移支座吊裝就位，對應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。就位前要準確放線，做為吊裝定位依據。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鋼結構吊裝就位的同時，基本站臺基礎加固完成并分層進行上部加筋擋墻施工?；菊九_2.2.13鋼結構雨棚大梁采用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路基下加固管樁。吊裝時，基本站臺加筋擋墻完成厚度不小于5m。吊車支撐點下按計算支墊足夠大的鋼結構路基圖13滑移支座固定圖14滑移支座上部鋼柱吊裝對（焊）接圖15圖16雨棚鋼梁吊裝對（焊）接2.2.14鋼結構吊裝完成，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內的鋼柱柱腳承臺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基礎承臺補強，鋼結構雨棚吊裝完畢后，針對偏位超過70mm的承臺，采用承臺外加樁加大承臺補強措施。3質量控制3.1錨栓埋植需由專業(yè)隊伍組織施工，并按規(guī)范要求進行抗拉撥試驗。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承臺處設觀測點，每天早九點，晚五點對承臺偏位進行觀測，并隨時繪制偏位動態(tài)圖。如有大的變動，及時采取應急措施。3.4吊裝過程中加大承臺偏位觀測頻率，每天觀測4次。3.5鋼結構吊裝在站前基本站臺回填5m后吊裝，使上部荷載可以要散傳遞到路基下加固管樁。盡量減小吊裝過程中對承臺的擾動。3.6吊車支座處通過計算設置足夠大的路基箱支墊，以減小對路基的局部承載力。3.7鋼結構焊接嚴格按一級焊縫控制，高空焊接要落實好防風措施，施焊人員必須持證上崗，并嚴格按規(guī)范要求進行檢測。4安全措施4.1氣焊切割時，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鋼結構支撐及吊裝選用機械、機械停放位置、起吊距離需要有嚴格的計算及設計并嚴格按施工方案執(zhí)行。4.3鋼結構吊裝操作人員都必須持證上崗，嚴格按照鋼結構吊裝安全規(guī)程進行操作。4.4鋼結構高空作業(yè)必須按高空安全作業(yè)規(guī)程操作，設置生命線，佩戴好安全帶。5環(huán)保措施5.1用過的植筋膠桶等雜物不得亂扔亂放。5.2鋼結構吊裝機械要用專用拖車拖運，運輸過程中不得破壞道路。5.3現(xiàn)場土方要運至專用棄土場，不得亂堆亂倒。5.4施工過程中材料堆碼有序整齊，文明施工，安全操作。6應用效果及效益分析采用滑移支座糾偏鋼結構吊裝方案后，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施工單位提供了工作面，順利完成了鋼結構吊裝任務。6.1社會效益，在當時情況下，因軟基病害一直未能按時完成的XX站站臺雨棚吊裝已成為溫福線按時通車的瓶頸。通過滑移支座糾偏吊裝技術的采用，成功解決了偏位不穩(wěn)定狀態(tài)下大跨度鋼結構吊裝的難題，保證了溫福線全線6月30日按時通車的既定目標，受到了東南沿海鐵路有限公司及社會各界的充分肯定及好評。6.2技術效益，滑移支座多用在結構頂部滑移，在結構柱根部的采用還未見先例報導，所以該技術在XX站