钢结构施工滑移方案

1 1 工程概况工程概况 2 2 施工程序施工程序 2 12 1 总述总述 根据施工现场场地情况和主桁架支座设置的位置 在 A 轴和 G 轴侧沿轴线圆弧方向设置滑道 滑道共计两条 第一榀主桁架在 11 线附近组装成整体后 通过预先设置的滑道 和计算机控制的液压同步牵引设备 向航站楼远端方向滑移一段距 离 A 轴侧约 24 米 G 轴侧约 29 米 再进行第二榀桁架组装 并 连接两榀桁架间的穹顶构件 再滑移一段距离 其后进行第三榀桁 架的组装和桁架间穹顶构件的安装 如此循环 至六榀主桁架及其 间穹顶全部滑移到设计位置 2 22 2 滑移施工流程滑移施工流程 2 铺设滑道 滑板制作 安装反力架 安装牵引设备 用千斤顶拉紧钢绞线 滑移前全面检查 穿钢绞线 地锚 观察同步控制情况 正式滑移 按分工范围检查异常情况 试滑行500mm 滑移单元到位微调 固定 重复以上工序 及时梳理钢绞线及锚点 滑移单元组对 验收 放线 胎架设置 进行微调 异常情况处理 预埋铁件施工 3 2 32 3 程序说明程序说明 滑移安装工作量包括主桁架共六榀及其间五榀穹顶构件 其余 两榀穹顶构件由吊机在航站楼两端吊装 主桁架共计六榀 从 22 线 向 12 线分别编号为第一至第六榀 穹顶构件编号从 21 线到 13 线分 别为第一至第五榀 整个滑移安装过程包括累积滑移和整体滑移两个阶段 2 3 1 累积滑移安装程序累积滑移安装程序 第一榀主桁架吊装 临时固定 单榀桁架沿圆周方向滑移 1 95 度 第二榀主桁架吊装 第一榀穹顶构件吊装 两榀桁 架一起沿圆周方向滑移 1 95 度 第三榀主桁架吊装 第二榀穹 顶构件吊装 第一至第五榀桁架一起沿圆周方向滑移 1 95 度 第六榀主桁架吊装 第五榀穹顶构件吊装 2 3 2 整体滑移安装程序整体滑移安装程序 当桁架累积滑移完毕 组成整体滑移单元之后 开始整体滑移 整体滑移液压牵引方式同累积滑移 通过液压牵引器连续牵引整体 滑移单元 直至设计位置 进行就位作业 滑移安装施工详细流程见滑移平面流程图滑移平面流程图 3 3 滑移牵引工期滑移牵引工期 与总安装工期保持一致 4 4 4 现场安装主要机械设备计划现场安装主要机械设备计划 序号设备名称数量用途说明 1激光测距仪1同步测量检验 2对讲机6现场调度 3200 吨牵引器2同步牵引 4液压泵站2同步牵引 5动力柜2同步牵引 6计算机控制系统1同步控制 7滑板18滑移设备 5 滑道和牵引设施设计滑道和牵引设施设计 5 1 方案选择方案选择 根据本工程中 滑移构件 主桁架自重较大 有水平推力 加之滑移轨道沿轴线圆弧布置的特点 选用常规滑板滑移方式 优点 滑板可增大滑移过程中传递垂直荷载的面积 减少对滑道 的局部压强 增加滑移安全性 滑板降低了滑移过程中整个滑移单元高度 增加了滑移的 安全性 减小了主桁架就位的难度 滑板滑移过程中 通过两侧的销轴或挡板 可简便有效地 消除支座水平力的影响 5 2 滑道设计滑道设计 5 2 1 滑道设计滑道设计 5 滑道在整个水平牵引中起承重导向和横向限制滑板水平位移的 作用 滑道沿 A 轴和 G 轴的轴线布置 共设两根滑道 其中 A 轴 滑道长度约 147 米 G 轴滑道长度约 162 米 由于航站楼屋面钢结构自重大 水平滑移距离长 滑道设计十 分重要 滑道设在 A 轴和 G 轴的滑移钢梁上 利用钢梁的上表面作为滑 道底板 梁顶面标高分别为 21 694 米 A 轴 和 19 320 米 G 轴 滑道中心线与滑移梁轴线重合 以减小滑移过程中滑移单元自 重及水平牵引力对滑移梁的影响 在 A 轴和 G 轴柱头处 为保证滑道的连续性 躲避柱顶预埋螺 栓对滑移的阻挡 在柱顶沿滑道方向加设滑移小梁 小梁顶面标高 宽度同滑移钢梁 两端分别与滑移钢梁上翼缘板焊接 下部与柱顶 预埋件临时固定 滑道详见支座处详图支座处详图 5 2 2 滑道安装精度滑道安装精度 由于滑道长度分别达到 147 米和 162 米 滑道需进行分段现场 拼接施工 主要滑道实际为滑移钢梁的上表面 为保证滑道底面的水平度 降低滑动摩擦系数 滑移钢梁在制作时 应做到 滑移梁上弦型钢尽量使用轧制型钢 若使用焊接型钢 则 应在焊接后 针对其上表面的平面度进行变形矫正 6 滑移梁垂直方向弯曲矢高应控制在 0 8mm 不能为负值 滑移梁上表面应进行手工除锈 除锈等级为 St2 柱顶滑移小梁与滑移钢梁上翼缘的焊接采用单面坡口焊 焊缝 等级为二级 焊接后进行外观检查 焊缝处应用砂轮打磨平整 滑道安装精度要求 滑道中线与滑移梁上弦中线偏移度控制在 3mm 以内 一个柱距内 标高偏差控制在 4mm 以内 滑道的接头高差不大于 1mm 同跨度轨道水平投影轨距偏差控制在 10mm 之内 5 3 滑板设计滑板设计 滑板采用 t 30mm 钢板 上设对支座底板限位的挡块的组合式 设计 考虑到主桁架对 A 轴支座有沿桁架轴线向外的水平力 设计 值约 6 吨 设计如下 钢板 滑板 在上 支承主桁架的支座 通过螺栓对支座板进 行限位 在第一个滑板朝牵引方向设置锚座固定架 用于安置固定牵引 钢绞线的锚座 地锚 在滑板两侧设置四个垂直滚动销 内置轴承 在销轴与滑道接 触时 可以绕其轴心滚动 其作用在于 对滑板在滑移过程中 进行限位 减小滑移过程中的摩擦阻力 并起到平衡支座处水 平力的作用 7 5 4 牵引设备设计牵引设备设计 5 4 1 牵引力牵引力 滑移单元由六榀主桁架及五榀穹顶构件组成 整体自重约 1000 吨 滑板与滑道钢板间滑动摩擦系数设计值约 0 13 0 15 此值参 考类似工程实测值和试验值 根据滑板布置位置和总重分布 滑道承受最大压力即最大支座 反力出现在 G 轴 大小为 85 吨 每处 水平推力为 6 吨 每处 滑道 依此工况设计 牵引钢绞线与滑板角度设为 牵引点位置到第一块滑板的转 角为 滑道对滑板底部和侧面的摩擦阻力分别设为 F底和 F侧 牵 引力为 F 滑道对滑板的水平推力为 N 摩擦系数 取 0 15 液压 牵引器两次设置位置工况相似 均约 9 3 以此进行计算如下 N 6 F Sin F Cos 85 6 N 计算结果如下 F 12 95 吨 N 4 95 吨 最大牵引力 整体滑移阶段 计算 Fc 12 95 6 77 7 吨 计算模型如下图 8 F底 F侧 F N 6 5 4 2 牵引设备的选择牵引设备的选择 液压牵引设备选用 200t 液压牵引器 钢绞线 18 根一束 沿牵 引轴线单台布置 共设置两台液压牵引器 配套两套液压泵站 动 力柜及相应计算机控制系统 牵引千斤顶选用 200t 液压千斤顶 由一个泵站带动一只液压顶 牵引钢绞线用 18 根 1860 级低松弛钢绞线 微机同步控制 液压千 斤顶如下图所示 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1516 17 18 22212019 1 后顶穿心套 2 油缸 3 后顶活塞 4 后顶密封板 5 后顶锚板 6 后顶夹片 7 行程开关1 8 行程开关2 9 行程开关3 10 前顶穿心套 11 前顶活塞 12 前顶密封板 13 前顶锚板 14 前顶夹片 15 行程开关4 16 钢绞线 17 行程开关5 18 行程开关6 19 前顶回油嘴 20 前顶进油嘴 21 后顶回油嘴 22 后顶进油嘴 液压千斤顶示意图 5 4 3 钢绞线在支座处锚固钢绞线在支座处锚固 钢绞线一端通过锚具固定在第一榀主桁架的滑靴上 另一端连 在反力架上的液压千斤顶上 在反力架的一端 钢铰线出口方向 设钢铰线出口疏导支架 钢铰线沿疏导支架下放出 5 4 4 液压千斤顶的固定液压千斤顶的固定 反力架用以固定液压牵引设备 承受牵引反力 即牵引作业点 为减少牵引钢绞线弹性伸长量对牵引同步性和稳定性的影响 牵引用反力架布置位置共四处 其中 在 G 轴 16 线柱东侧和 A 轴 16 17 线间柱西侧滑移钢梁上 设置反力架第一次位置 在 G 轴 22 线 A 轴 22 23 线间柱东侧搭设反力架平台 设置反力架第二 次位置 反力架布置及反力架需用预埋件详见反力架布置图反力架布置图 预埋件定预埋件定 10 位图位图及预埋件详图预埋件详图 5 4 5 液压牵引器的布置液压牵引器的布置 液压牵引器布置同反力架布置位置 与反力架固定连接 液压牵引器及反力架的平面布置见滑移平面流程图滑移平面流程图 5 4 6 牵引锚座牵引锚座 牵引锚座固定在滑板前端 钢绞线的一端固定在地锚上 另一 端通过夹片固定在穿心式千斤顶的活塞杆上 千斤顶产生的拉力 通过钢绞线传给锚座 从而实现对主桁架的水平牵引 由于滑移过程在一条圆弧上进行 牵引钢绞线与滑板之间的角 度在滑移过程中一直在变化 此时钢绞线与地锚及液压牵引器夹角 很小 最大夹角约 4 65 对牵引作业影响不大 5 4 7 液压千斤顶的牵引过程液压千斤顶的牵引过程 被牵引结构 8 由后部锚具 3 固定并牵引钢绞线 7 拉紧 后部 卡具 4 卡紧 千斤顶 1 顶升 使被牵引结构移动等于千斤顶行程式 千斤顶顶升后 牵引力转由后部锚具 5 承受 前部夹具 2 打 开 千斤顶回油 被牵引结构由后部锚具 5 承受 前部锚具 3 沿 钢绞线滑移 11 千斤顶工作原理和牵引过程如下图所示 千斤顶牵引过程示意图 5 5 牵引速度牵引速度 设计滑移牵引速度 A 轴侧为 8 米 小时 G 轴侧为 10 2 米 小时 牵引速度通过控制油泵流量来进行调节 5 65 6 屋盖滑移牵引同步测控屋盖滑移牵引同步测控 油缸同步采用液压牵引系统本身的计算机系统控制 同步精度 可控制在 20mm 以内 本工程中桁架两侧滑道的长度不一样 但它们分别位于两段同 心圆弧上 用转角来进行描述 两者是一致的 利用整个屋面钢结 构设计上的这个几何特点 通过控制两侧滑板的滑动角速度的同步 性 转换成控制滑板线速度的同步性 锚具 钢绞线 千斤顶 动力源 控制系统 重物 abd 穿心式液压千斤顶 后部夹具 后部锚具 前部夹具 前部锚具 千斤顶支承点 牵引钢绞线 被牵引钢屋架 牵引端固定锚 1 2 3 4 5 6 7 8 9 L1 L2 L3 12 5 75 7 屋盖钢结构滑移过程稳定性控制屋盖钢结构滑移过程稳定性控制 5 7 15 7 1 牵引速度及加速度牵引速度及加速度 5 7 1 15 7 1 1 牵引速度牵引速度 滑移牵引速度为 8 10 米 小时 在以往类似工程中经验证 完全 满足滑移过程中结构稳定性和安装进度的要求 5 7 1 25 7 1 2 牵引加速度牵引加速度 滑移开始时的牵引加速度取决于油缸压力 可以进行调节 5 7 25 7 2 牵引力的传递控制牵引力的传递控制 本工程中滑移单元由下部的三角形桁架和上承的拱形穹顶结构 组成 滑移过程中 整体结构的牵引点分别设在滑移单元 A G 轴 朝滑移方向最远端的桁架支座滑板上 根据这种结构形式的自身特点 牵引力的传递是依靠桁架间的 穹顶结构进行的 当牵引点开始工作时 因为后面滑板与滑道的静摩擦力 将导 致穹顶的拱形结构产生变形 对屋面结构造成不易控制的影响 为 消除这