0· 引言
神华宁煤集团宁东洗煤厂枣泉分厂一期优化及二期建设改造工程，要将机械排矸车间整体加高2m，目的是为了车间内能够安装行车，使行车能够顺利安装及正常运行。机械排矸车间屋架为轻型屋面钢屋架，由10 榀钢桁架组装而成，长54m、宽24m，车间高26. 5m，包括屋架梁、外围C 型钢、天沟、彩钢板、雨水管道等，总重约60t。按照当初设计要求是将原有屋架分解拆除，等支撑屋架的支腿加高完成后，再将屋架进行拼接安装。如果采用分解再拼装工艺进行施工，必须使用大吨位的起重机，由于施工场地狭小，会给施工人员造成很大危险，另外屋架的分解拆除会导致部分材料不能使用，造成材料浪费，且会降低材料的安全性能。所以决定采用滑模机具对屋架进行整体提升，以达到施工安全、缩短工期、减少材料浪费及节约机械费用等目的。
1· 技术和施工难点
本项目施工技术的重点是利用滑模机具对屋架进行整体顶升，以达到节约人力、机械费用，减少材料浪费、缩短工期的目的。技术和施工难点在于顶升平台的设计，现有的支腿是混凝土结构，面积很小，将屋架整体提升的关键是操作平台的设计与制作; 另外，由于屋架面积大、质量大，顶升时屋顶整体平衡也是施工的一大难题。
2· 工艺原理及特点
2. 1 滑模施工工艺原理
滑升模板( 简称“滑模”) 施工技术是混凝土工程和钢筋混凝土工程中机械化程度高、施工速度快、场地占用少、安全作业有保障、综合效益显著的一种施工方法。它是以滑模千斤顶、电动提升机为提升动力，带动模板( 或滑框) 沿着混凝土( 或模板) 表面滑动而成型的现浇混凝土结构的一种施工方法。滑模装置主要由模板系统、操作平台系统、提升系统( 液压控制台、千斤顶、支撑杆、油路等) 组成。
2. 2 滑模施工技术工艺特点
该项目采用滑模施工工艺原理，操作平台由20个支腿安装的托架及刚性支柱组成。托架和钢屋架固定在一起，千斤顶带动托架和屋架一起滑升，达到屋架提升的目的。
3· 操作平台设计
由于原屋架有20 个支腿支架，设想在每个支腿支架上安装2 台3t 千斤顶，以供提升整个屋架的动力; 做20个托架和10 榀钢桁架连在一起。在每个支腿支架上制作并安装一个钢支架，钢支架上再安装托架作为千斤顶支撑平台。
3. 1 施工中荷载计算
屋架的质量: 每榀钢桁架6t，10 榀共60t。自制托架、钢支架、液压系统( 千斤顶、液压控制台、油管等) 质量共20t。荷载共计800kN。
3. 2 自制托架设计
自制托架由2根长1m 的［12a 和厚20mm 的缀板组成，如图1所示。

工程荷载按集中荷载简化计算，每个托架承受重约4t ( 4 × 104N) ，两个平面的计算长度lx =400mm，l y = 1 000mm，缀板厚20mm，面积200mm ×300mm，材料Q235，杆件长细比λ = 60，查相关表得压杆稳定系数φ = 0. 842，则2 根槽钢相并的组合截面形式，其强度许用应力为:

由相关表可以查得2 根［12a 截面总面积为2 656mm2，γx = 95. 6mm，γy = 30. 6mm，满足使用要求。
3. 3 自制钢支架设计
自制钢支架如图2 所示，材料全部采用└100 ×10。其荷载计算过程如下。

格构式压杆临界压力为:

由该格构式整体压杆实际承受压力为40kN ＜N0 = 763kN，故受压格构整体处于稳定状态。
3. 4 液压系统设计
液压系统主要由40 台3t 滚珠式液压千斤顶和液压控制台( 油泵) 、油路系统等组成。油泵的油路系统主要包括油管、管接头、液压分配器和截止阀等元( 器) 件; 油管布设坚持主油管、二级分油管长度均匀的原则，使油压传递过程中千斤顶基本同步启动; 滚珠式液压千斤顶是一种新型的提升设备，千斤顶内部结构: 中间为空心圆孔，用来穿支撑杆，支撑杆上的夹紧块为千斤顶内部滚珠，并且内部有液压弹簧装置。夹紧块的夹紧动作可以分为3 个方向的运动: ①沿支撑杆的轴向运动; ②沿支撑杆径向运动; ③相对于支撑杆的旋转运动。如图3 所示。

3. 5 千斤顶爬杆设计
每个支腿支架设置2 台3t 千斤顶，支撑杆选用Φ48 × 3. 5 钢管。支撑杆Φ48 × 3. 5 的钢管作为轴心受压构件使千斤顶向上爬升，其刚度及稳定性验算如下: 支撑杆长度为1 500mm，一端固定，一端铰接，因此杆件长度系数μ 取0. 7，其计算长度为0. 7 ×1 500 = 1 050mm。其材料为Q235，许用应力［σ］=205N/mm2。

10. 9S 级M20 的高强度大六角头螺栓的轴力P，因考虑到螺栓的施工预拉力损失10%，因此1 个大六角头螺栓的施工预拉力P = 170kN( 17t) ，满足实际现场所需要求。
4· 施工方法
4. 1 钢屋架拆除
钢屋架由10 榀如图4 所示钢桁架组成，平行均布，间距为9m，上面铺设C 型钢檩条相连，再在上面覆盖彩钢板，下面由C 型钢檩条相连。

先在车间的两侧从地平面搭设双排脚手架铺设跳板、搭设防护栏杆，作为施工人员安全通道，再在屋架的两侧设8 道缆风绳，用3t 手拉葫芦固定，以保证施工过程中屋架平衡。
4. 2 操作平台制作
操作平台主要由20 个托架及20 个固定钢支架、液压系统等组成。
4. 2. 1 钢支架安装
固定钢支架作为支撑千斤顶的平台，采用└100 × 10 与原混凝土结构支腿支架固定在一起。为了增加钢支架的稳定性，每个钢支架用6 根钢筋进行固定。首先将钢支架高度制作成1. 5m，待屋架起升1m 高时，将屋架固定，拆下千斤顶，再将钢支架加高1. 5m( 见图5) 。

4. 2. 2 托架、千斤顶及支撑杆安装
托架与钢屋架、支撑杆固定在一起; 每个钢支架上固定2 台千斤顶，共40 台，每台千斤顶与钢支架、托架采用10. 9S 级M20 高强度螺栓连接在一起。千斤顶采用3t 滚珠式液压千斤顶，支撑杆采用Φ48 × 3. 5 钢管制作。当屋架起升1m 后，将油管拆下，千斤顶卸下，等钢支架加高后再重新安置千斤顶、油管等( 见表1) 。

4. 2. 3 液压控制台及油路布置
液压控制台( 油泵) 连接由5 根主油管、5 根二级分油管、40 根连接液压千斤顶油管、油管接头及液压分配器等组成。为了达到顶升过程中千斤顶同步起升( 见图6) ，油管布设时主油管、二级分油管必须长度相等，尽量做到油压传递均匀。

4. 3 滑升
首先将屋盖与原牛腿用火焊割开，用斜铁使屋盖与原牛腿脱离10mm。整体屋盖全部脱离后开始滑升，在支撑杆上打上标高线，以100mm 为1 个单位，每次滑升100mm。屋盖升高时会受到刚性支架横杆的影响，这时就得将横杆割断，待屋盖升高过此横杆再将横杆重新焊牢。
每滑升1 次，都要仔细检查各支撑点屋盖起升的高度，与标高线进行比较，通过调节各千斤顶的油路阀门开启度大小，以控制千斤顶起升速度，来达到整个屋盖整体水平起升的目的。当屋盖起升1m 时，将千斤顶、油管等拆下，对刚性支架进行加高、加固，再将千斤顶、油管重新安装后进行滑升，直到钢结构屋盖滑升到规定标高。
4. 4 滑升过程中的纠偏
滑升过程中由于千斤顶不同步，出现不同程度的垂直和水平偏差，必须采取一定的措施进行纠偏，使偏差控制在标准范围内，才能做到钢结构屋盖的正常滑升，达到施工安全，从而保证施工质量。施工时在支撑杆上打上标高线，以100mm 为1个单位，每次滑升为100mm。每滑升1 次，都要仔细检查各支撑点屋盖起升的高度，与标高线进行比较，当垂直偏差超过5mm、扭转超过10mm 时，及时查找原因，采取如下纠正方法。
1) 爬杆导向调整法当出现偏差时，主要采用“爬杆导向调整法”进行治理。其纠偏原理是对千斤顶的支撑杆施加一定的外力，使千斤顶支撑杆产生与屋盖偏移方向相反的转角，利用支撑杆导向关系，使屋盖沿支撑杆转角方向纠扭滑升，以达到导向纠扭的目的。具体操作方法是在千斤顶底座下，于偏差反方向一侧垫楔形铁片，使千斤顶与支撑杆同时产生导向转角，达到纠扭目的。
2) 整体倾斜法将一侧千斤顶升高，使屋盖整体倾斜( 倾斜度控制在1%以内) 。每次抬高不超过2 个行程，每滑升1 次，认真观测平台恢复情况，如此反复直到恢复正确位置。
3) 外力调整法利用导链来纠正扭转。当产生扭转时，利用导链使千斤顶与支撑杆同时产生导向转角，随着屋盖的滑升，达到纠扭目的。
4. 5 屋架固定
屋架提升完毕后，开始安装已经制作完毕的钢制牛腿，将屋架底座与牛腿焊接固定。