冰刀法累积滑移施工装置及其施工方法 【技术领域】
本发明涉及一种钢结构高空安装滑移施工装置及其施工方法。
背景技术
累积滑移是一种钢结构安装方法，适用于钢桁架高空安装，其原理是将桁架分成几个单元，先拼装完毕一个单元，再以顶推或牵拉方式将这个单元滑移出拼装场地，在场地上继续拼装，拼装完成后再次滑移，若干个“拼装滑移”循环之后，桁架全部拼装完成时，也全部到达了设计位置。累积滑移方法的关键在于滑靴滑道的制作，目前常用的滑靴滑道有两种，一为聚四氟乙烯(或聚氯乙烯)滑块配合平板滑道，一为钢板滑块配合“几”型列车轨道。
所述聚四氟乙烯滑块市场价偏高，供应量少，难降解，不环保；聚氯乙烯滑块刚度差，碎裂后难更换，亦难降解，不环保。所述刚板滑块需配合列车钢轨，而列车钢轨不易切割加工，灵活性差；刚板滑块在列车钢轨上滑移这种方法需要购置列车钢轨和顶推千斤顶，不但购买费时而且价格不菲，施工成本高；此外，因为刚板滑块与轨道接触面积大，对刚板滑块的平整度要求非常高，而焊接会导致刚板滑块变形，尤其刚板滑块需四条焊缝与之固定，无法避免，并且，为使受力合理，滑靴多设置于钢桁架节点下部，而钢桁架节点是多根杆件汇交节点，过多焊接会使其应力分布不均匀，对结构不利，因此滑移效果不理想。
【发明内容】
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种冰刀法累积滑移施工装置及其施工方法，要解决传统聚四氟乙烯滑块价格昂贵，聚氯乙烯滑块刚度低，以及列车钢轨无法灵活切割的的技术问题；并解决桁架滑移时受力不均和累积滑移效果不佳的技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种冰刀法累积滑移施工装置，包括钢桁架下部的滑靴和固定于桁架支座上面的滑道，其特征在于：所述滑靴是沿滑道方向间隔分布在钢桁架下部的冰刀式滑靴，每段冰刀式滑靴是与滑道相对平行的两根光圆钢筋，光圆钢筋的顶部与钢桁架的底部焊接在一起，光圆钢筋的底部与滑道的上表面线接触，所述钢桁架底部靠近滑轨处分别连接限位挡板。
所述光圆钢筋的头部可有光滑倒圆角。
所述滑道可为H型钢、工字钢、槽钢或方钢。
所述限位挡板可固定连接在滑道外侧或滑道内侧的钢桁架上。
所述光圆钢筋长可为100mm～300mm，直径可为20mm～50mm。
所述光圆钢筋的中心线与滑道边缘的距离可等于两根光圆钢筋中心线之间的距离。
所述每段冰刀式滑靴与相邻冰刀式滑靴之间的距离可为80mm～120mm。
所述限位挡板与滑道之间的距离可为5mm～15mm。
一种冰刀法累积滑移施工方法，其特征在于步骤如下：
步骤一、冰刀式滑靴材料选用光圆钢筋，将光圆钢筋打磨光滑，在平行于滑道方向间隔焊接于钢桁架的主次桁架汇交节点的底部；
步骤二、带冰刀式滑靴的钢桁架放置在滑道上；
步骤三、跨越支柱的滑道上满涂润滑油，由手拉葫芦牵引钢桁架向前同步滑移；
步骤四、滑移就位后，用千斤顶向上顶升钢桁架，将滑靴和滑道拆除，将钢桁架焊接于桁架支座上，累积滑移完毕。
所述步骤一中，将光圆钢筋打磨光滑后，可在光圆钢筋前端作出光滑倒圆角，再焊接于钢桁架的主次桁架汇交节点的底部。
本发明的有益效果如下：
1、本发明中的滑靴为沿滑移方向放置的光圆钢筋，具有导向性，抑制了桁架侧向滑动，可直接在型钢轨道表面滑移。
2、本发明中的光圆钢筋模仿冰刀在冰面滑行，光圆钢筋长度较短，不受型钢平轨表面平整度不佳的影响，如冰刀滑冰般平稳、方向易于调节，大大降低了滑道不平整对滑移的影响，节约了工期。
3、本发明中的滑靴与桁架焊接方法相对简单，光圆钢筋以两条焊缝固定于桁架的钢结构节点即可，其焊接面积小，对原结构的应力场影响小，避免了对钢结构内部应力场的破坏。
4、本发明中的平板式滑道可采用常见的型钢，可以灵活切割，适应轨道下不平整的情况。
5、本发明选用的材料均为可回收资源，绿色环保，材料购置容易，价格低廉，可节约施工成本。
6、采用本发明后，只需使用手拉葫芦(或卷扬机)、钢筋、型钢等普通设备材料即可，手拉葫芦(或卷扬机)、钢筋、型钢等设备材料可通用于各种施工过程中，价格低廉，易于购置。其用手拉葫芦(或卷扬机)代替顶推千斤顶，以光圆钢筋与型钢平轨接触滑移代替平板滑靴与列车钢轨接触滑移，经济、简便、实用，效果也很理想，是良好的替代方式。
本发明可适用于施工场地内存在地下室或其他结构等会导致起重机械无法进入施工区域的地方，还可适用于购置顶推千斤顶、列车钢轨有难度或采用其他施工方法施工经济性不佳、对工期影响较大的中小跨度钢结构中。
【附图说明】
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的尺寸示意图。
图3是光圆钢筋的尺寸示意图。
附图标记：1-支柱、2-滑道、3-钢桁架、4-滑靴、4.1-光滑倒圆角、5-限位挡板、6-桁架支座。
【具体实施方式】
实施例：某博物馆改扩建工程常年展厅南北两侧屋顶为方钢管桁架结构，标高34米，其中主桁架跨度21m，次桁架跨度6m，次桁架按7m间距沿主桁架长度方向均匀布置，桁架高度为3.25米，重达50余吨，并且场地狭窄多变，工期非常紧张，所以针对工程特点，决定在桁架设计高度搭设高空平台进行累积滑移施工，并采用本发明，并对桁架进行牵引式滑移。
参见图1所示，这种冰刀法累积滑移施工装置，包括钢桁架3下部的滑靴4和固定于桁架支座6上面的滑道2，所述桁架支座6固定连接在支柱1上，所述滑靴4是沿滑道方向间隔分布在钢桁架下部的冰刀式滑靴，每段冰刀式滑靴是与滑道相对平行的两根光圆钢筋，光圆钢筋的顶部与钢桁架3的底部焊接在一起，光圆钢筋的底部与滑道2的上表面线接触，所述钢桁架底部靠近滑轨处分别连接限位挡板5。所述滑道2为H型钢、工字钢、槽钢或方钢，本实施例为H型钢。所述限位挡板5可固定连接在滑道外侧或滑道内侧的钢桁架上，本实施例为滑道内侧。
参见图2，所述光圆钢筋的中心线与滑道边缘的距离c等于两根光圆钢筋中心线之间的距离d。所述每段冰刀式滑靴与相邻冰刀式滑靴之间的距离为80mm～120mm。所述限位挡板5与滑道2之间的距离e为5mm～15mm。
参见图3，所述光圆钢筋长a为100mm～300mm，直径b为20mm～50mm，光圆钢筋的头部有光滑倒圆角4.1。
这种冰刀法累积滑移施工方法，其步骤如下：
步骤一、冰刀式滑靴材料选用直径b＝30mm的光圆钢筋，把光圆钢筋拉直后，截成长度为a＝250mm的两段，以b＝30mm地半径在光圆钢筋前端作出光滑倒圆角4.1，光滑倒圆角半径为30mm，整体打磨光滑，每隔100mm平行焊接于钢桁架3的主次桁架汇交节点的底部。
步骤二、带冰刀式滑靴的钢桁架放置在滑道2上，具体为：将两段加工完的光圆钢筋平行于滑道方向焊接于桁架底部，放置在滑道上，钢筋中心线与滑道边缘距离c＝钢筋中心线间距离d＝1/3B，B＝min(滑道的宽度B1，桁架下弦杆件的宽度B2)。本实施例中，限位挡板5与滑道之间净距e＝10mm。根据桁架滑移过程的工况，对桁架进行受力分析，滑道选用H型钢400×300×10×15mm，局部切割后跨越支座。
步骤三、跨越支柱的滑道上满涂润滑油，由手拉葫芦牵引钢桁架3向前同步滑移。具体为：根据桁架摩擦力计算，采用10t手拉葫芦2台。滑道上满涂润滑油，桁架立于冰刀滑靴之上，由手拉葫芦牵引向前同步滑移。
步骤四、滑移就位后，用千斤顶向上顶升钢桁架3，将滑靴4和滑道2拆除，将钢桁架3焊接于桁架支座6上，累积滑移完毕。
桁架滑移接近理想的滑动摩擦环境，适用滑动摩擦力公式f＝μN，无论采用哪种动力源来提供f，只要动力源承载力达标，能提供恒定的力就可以了，很容易达到，而桁架的自重N是不变的，那么最关键的就是如何减少μ，当接触面不平整，有些部位相互接触、挤压，润滑油被挤压出压力大的部位，μ增大，这个部位摩擦力f便增大，有些部位相互分离，所以不产生摩擦力，这将导致滑靴面上的摩擦应力分布未知，不可控，一旦某一点的应力超过材料强度，材料将失效或发生塑性变形影响滑移，而冰刀式滑靴是由两条直线确定接触平面的，钢筋拉直是很简单的工艺，只要2条直线平行，就保证了接触面的平整。