展厅屋架滑移专项方案（73页）

1、展厅屋架滑移专项方案目 录 TOC o 1-3 h z 第一章编制依据 PAGEREF _Toc167697923 h 11.1 工程文件 PAGEREF _Toc167697924 h 11.2 遵循的标准和规范 PAGEREF _Toc167697925 h 1第二章工程概况 PAGEREF _Toc167697926 h 22.1 工程概况 PAGEREF _Toc167697927 h 22.2 工程结构及特点 PAGEREF _Toc167697928 h 3第三章展厅钢屋盖滑移方案 PAGEREF _Toc167697929 h 43.1 会展大厅钢结构施工方案概述 PAGEREF

2、 _Toc167697930 h 43.2 滑移施工总体思路 PAGEREF _Toc167697931 h 63.3 关键技术简述 PAGEREF _Toc167697932 h 63.4 滑移施工工艺流程 PAGEREF _Toc167697933 h 83.5 滑移施工准备 PAGEREF _Toc167697934 h 123.6 滑移设计及计算 PAGEREF _Toc167697935 h 14第四章滑移过程仿真计算分析 PAGEREF _Toc167697936 h 244.1 滑移方案概述 PAGEREF _Toc167697937 h 244.2 滑移过程的计算模拟 PAGE

3、REF _Toc167697938 h 244.3滑移过程中结构变形分析 PAGEREF _Toc167697939 h 304.4 结构受力分析 PAGEREF _Toc167697940 h 354.5结论 PAGEREF _Toc167697941 h 41第五章屋盖滑移同步控制 PAGEREF _Toc167697942 h 425.1同步控制原理 PAGEREF _Toc167697943 h 425.2 同步滑移控制策略 PAGEREF _Toc167697944 h 425.3 同步测控 PAGEREF _Toc167697945 h 435.4 计算机同步控制系统 PAGERE

4、F _Toc167697946 h 44第六章首层楼面梁支护方案 PAGEREF _Toc167697947 h 456.1方案概述 PAGEREF _Toc167697948 h 456.2施工阶段荷载分析 PAGEREF _Toc167697949 h 456.3内力计算 PAGEREF _Toc167697950 h 516.4混凝土梁承载力验算 PAGEREF _Toc167697951 h 576.5支护构造 PAGEREF _Toc167697952 h 586.6支撑验算 PAGEREF _Toc167697953 h 586.7加支护后首层楼面梁验算 PAGEREF _Toc1

5、67697954 h 63第七章应急预案及施工安全措施 PAGEREF _Toc167697955 h 697.1 应急预案 PAGEREF _Toc167697956 h 697.2 滑移施工安全措施 PAGEREF _Toc167697957 h 69编制依据1.1 工程文件1、滨海国际会展中心钢结构工程施工组织设计；2、本工程钢屋架施工图纸；3、本工程土建结构施工图纸；4、施工各相关单位的进度情况及工程总体施工进度计划；5、业主及有关单位文件要求。1.2 遵循的标准和规范1、钢结构设计规范（GB50017-2003）2、钢结构工程施工质量验收规范GB5020520013、建筑施工安全检查

6、标准（JGJ5999）4、建筑施工高处作业安全技术规范（JGJ80-91）工程概况2.1 工程概况XX国际会展中心是一大型现代化会议与展览中心，是集展览，会议，商务，餐饮，娱乐为一体的多功能会议展览中心。会展中心拥有高科技的计算机网络系统、交易系统、参展人员登记系统、消防系统、广告发布系统。会展中心二期位于天津开发区泰达休闲娱乐区内，西侧紧靠泰达国际会展中心一期工程，东临东海路，南临泰达大街。规划用地面积为2.2万平方米，设计总建筑面积为5.74万平方米。二期工程包括展厅、地下停车场两部分。会展中心建筑平面设计将呈扇形，寓意“集锦圣地”，代表众多的水路、公路、铁路与航线在这里汇聚。二期工程建成

7、后将与泰达国际会展中心的一期工程形成有机整体，并与其南侧的人工湖、泰达足球体育场等一起构成泰达休闲娱乐区的核心功能区及景观区。XX国际会展中心整体效果图XX国际会展中心位置图2.2 工程结构及特点展厅结构体系为由预应力索、空间管桁架和钢管混凝土格构柱形成的斜拉空间结构体系，屋盖管桁架跨度69m，前后各悬挑约20m，片面投影形状为扇形，前侧弧长118米，后侧弧长148米，两边长97m,预应力拉索采用半平行钢丝束，钢管混凝土格构柱有四肢直径500mm的钢管组成。展厅结构三维示意图展厅钢屋盖滑移方案3.1 会展大厅钢结构施工方案概述为减小高空作业量，确保本工程工期及质量目标，经多方案技术经济对比及优

8、选，会展大厅钢结构施工决定采用“地面分段组装，大吨位吊机分片吊装,高空整榀拼装，同步累积滑移”的施工工艺。根据会展大厅钢结构特点，考虑充分利用大吨位履带吊起吊性能，拟将会展大厅钢屋盖划分为以下七个滑移施工单元：施工现场总体部署：如图：（1）会展大厅钢屋盖分若干个吊装单元进行地面流水拼装，拼装场地设置在会展大厅的东侧，采用4台25吨汽车吊，在拼装场地拼装成平面桁架，倒运至总装场地进行总体拼装。（2）总装完毕，搭设滑移平台，采用一台500吨履带吊，在两条地下室入口坡道之间站位，将格构柱及桁架分段吊至滑移平台进行高空对接拼装，安装前索 和背索并张拉，形成滑移单元。（3）滑移施工则在AF、AP轴首层楼

9、面梁上设置两条滑轨，先后采用26台液压滑移机器人，顶推设置在格构柱底部的滑靴。每拼装完一个滑移单元，顶推出下一个滑移单元的空间继续拼装作业，共分7次将结构累积滑移就位。（4）最后，施工会展中心一、二期屋面桁架的交接部位及抗风桁架柱，并锚固、张拉下部预应力索，调整结构至建筑标高，移交屋面专业。3.2 滑移施工总体思路（1）将标高-0.06m以下格构柱脚先安装到位（2）滑移轨道设在AP轴和AF轴的混凝土大梁上，钢结构通过滑靴与钢轨接触，以滑动摩擦的方式进行等标高滑移。（3）第一榀滑移单元滑移前做必要的支撑，使其成为稳固的受力体系。（4）滑移单元在搭设的高空拼装平台上进行对接拼装，拼装完一榀后向前滑

10、移出下一榀滑移单元的拼装空间，如此反复，实现累计滑移。（5）液压同步爬行推进设备共设置6个点，设置在AP轴和AF轴两滑道位置上。每滑道设一根50kg/m重型钢轨，钢轨下增设预埋板和垫块。系统安装完成后，需要进行系统调试，并按照20%压力递增分级加载，对液压推进设备系统、结构系统进行全面检查，在确认整体结构安全，开始滑移。（6）结构整体滑移到位后，与柱脚对接，实现自然落位。（7）每一个滑移单元在滑移前将索安装和预紧。 3.3 关键技术简述配合本施工工艺的先进性和创新性，采用超大型构件液压同步滑移施工技术。超大型构件液压同步滑移施工技术特点在于：（1）通过滑移设备扩展组合，滑移重量、跨度、面积不受

11、限制。（2）只要有合理的顶推位置，滑移距离不受限制；液压爬行器具有逆向运动自锁性，使滑移过程十分安全，并且构件可以在滑移过程中的任意位置长期可靠锁定。（3）液压滑移设备体积小、自重轻、承载能力大，特别适宜于在狭小空间或室内进行大吨位构件滑移安装。（4）设备自动化程度高，操作方便灵活，安全性好，可靠性高，使用面广，通用性强。本工程中采用液压爬行器作为推进驱动设备。液压爬行器为组合式结构，一端以楔型夹块与滑移重型轨道连接，另一端以铰接点形式与滑移胎架或构件连接，中间利用液压油缸驱动爬行。液压爬行器尺寸入下图所示。液压爬行器示意图液压爬行器的楔型夹块具有单向自锁作用。当油缸伸出时，夹块工作（夹紧），

12、自动锁紧滑移轨道；油缸缩回时，夹块不工作（松开），与油缸同方向移动。爬行器滑移应用示例如下图所示：3.4 滑移施工工艺流程3.4.1 总述本工程中钢屋盖安装涉及滑移作业的施工流程主要分为如下七个步骤：第一步：格构柱柱脚及滑移轨道预埋件设置；第二步：滑移轨道布置、铺设；第三步：滑移单元结构拼装及吊装安装到位 第四步：液压同步滑移系统设备安装、调试；第五步：桁架逐榀累积滑移；第六步：格构柱就位：嵌入格构柱弦杆和柱脚的对接环板并施焊（工厂制作时预留环板安装空间），与柱脚等强连接第七步：滑移设施（轨道、液压爬行器等）拆除，割除滑靴。安装柱底腹杆，移交土建单位补浇混凝土至设计标高。3.4.2 滑移施工流

13、程（1）土建单位将展厅地下室顶板施工完毕，预留33m格构柱安装坑，坑底标高-0.56m，复核锚栓位置，将工作面移交钢结构。根据分段方案，工厂将格构柱脚组拼成如下形式发运现场，滑移前先将所有柱脚安装到位，复核调整柱脚平面位置及顶面标高，拧紧柱脚螺栓。（2）铺设滑轨，轨道两侧沿全长等间距设置钢板式卡轨（3）桁架及格构柱分段拼装及吊装安装到位，格构柱底部通过滑靴与滑轨接触定位（4）桁架及格构柱安装完毕，安装液压爬行器。滑靴顶部设刚性拉杆与后一颗格构柱滑靴相连，系统调试并试滑无误后开始正式滑移（5）以此累积滑移七次将结构滑移至设计位置（6）格构柱就位：嵌入格构柱弦杆和柱脚的对接环板并施焊（工厂制作时预

14、留环板安装空间），与柱脚等强连接（7）滑移设施（轨道、液压爬行器等）拆除，割除滑靴。安装柱底腹杆，移交土建单位补浇混凝土至设计标高3.5 滑移施工准备3.5.1组织机构图滑移组织机构如下图所示：总工程师项目经理液压系统承重系统电器系统安全保卫后勤保障作业组 滑移施工人员配备表：分 工人 数（名）总工程师1项目经理1现场安全员2液压系统工程师2电器系统工程师1承重系统工程师1后勤保障13.5.2 材料及技术准备（1）根据构件分段情况进行工厂加工制作；（2）结合结构特点，进行滑靴设计及滑移器设计（3）滑轨及卡轨设计；（4）液压泵站的检修与调试（包括泵站耐压实验、泄漏检查、可靠性检查）；（5）液压牵

15、引设备检修与调试（包括液压牵引器及锚具缸的耐压和泄漏试验、液压锁的可靠性试验及安全锚及地锚的全面检查，各种锚座的强度试验）；（6）电气控制系统检修与试验（计算机同步控制系统、泵站控制柜及各种传感器的检修与调试）。3.5.3 滑移施工机械准备现场安装主要机械设备一览表序号名 称规 格型 号设备单重数 量1液压泵源系统15KWTJD-151吨2台2液压牵引器1500KNTJG-15001.2吨6台3标准油管标准油管箱8箱4计算机控制系统16通道YT-11套5传感器锚具、行程、位移6套6激光测距仪Desto pro6台7对讲机Kenwood12台3.5.4 液压同步设备调试液压同步滑移设备系统安装完

16、成后，按下列步骤进行调试：（1）检查泵站上所有阀或硬管的接头是否有松动，检查溢流阀的调压弹簧处于是否完全放松状态。（2）检查泵站启动柜与液压顶推器之间电缆线的连接是否正确。（3）检查泵站与液压顶推器主油缸之间的油管连接是否正确。（4）系统送电，检查液压泵主轴转动方向是否正确。（5）在泵站不启动的情况下，手动操作控制柜中相应按钮，检查电磁阀和截止阀的动作是否正常，截止阀编号和牵引器编号是否对应。（6）检查传感器（行程传感器，位移传感器）。按动各台液压顶推器行程传感器的2L、2L-、L+、L-和锚具缸的SM、XM的行程开关，使控制柜中相应的信号灯发讯。（7）滑移滑移前检查：启动泵站，调节一定的压力

17、(5Mpa左右)，伸缩牵引油缸：检查A腔、B腔的油管连接是否正确；检查截止阀能否截止对应的油缸；检查比例阀在电流变化时能否加快或减慢对应油缸的伸缩速度。（8）预加载：调节一定的压力（23Mpa）。3.6 滑移设计及计算3.6.1 滑道预埋板设计在AP轴与AF轴布置的滑道需在土建施工时首先进行预埋板的预埋工作。预埋板宽度150mm，长350mm，厚度为16mm，每间隔800mm设置一块。预埋板设置要求位置准确。预埋板的大样如下图所示：轨道预埋板大样图3.6.2 滑轨设计滑移共设两道滑轨，即在AP、AF轴格构柱中部设置滑移轨道。滑道采用50kg/m重型钢轨，格构柱通过的滑靴与下部轨道摩擦面接触。施

18、工需在滑移梁与柱上弹出每一跨轴线，然后根据此轴线分开两根分轴线，以控制滑道安装精度。将滑道放好，调整滑道的顶面标高，最后焊接牢固。滑道的轴线精度由两侧的定位分轴线保证。轨道需牢固定位在混凝土大梁顶面，具体做法：在轨道两侧对应焊接两块U型卡板，卡板为-554016，紧紧夹住轨道。顺着轨道每间距800mm设置一对卡板。图：滑轨构造本工程中采用液压顶推器作为推进驱动设备。液压顶推器为组合式结构，一端以楔型夹块与滑移重型轨道连接，另一端以铰接点形式与滑靴连接，中间利用液压油缸驱动爬行。液压顶推器的楔型夹块具有单向自锁作用。当油缸伸出时，夹块工作（夹紧），自动锁紧滑移轨道；油缸缩回时，夹块不工作（松开）

19、，与油缸同方向移动。顶推器滑移应用示例如下图所示：由于轨道的安装精度对滑移施工的顺利进行及结构受力状态有较大影响，因此对轨道的安装精度需严格控制。轨道的拼焊采用坡口焊，焊接后对焊缝处用角向砂轮打磨平整。轨道安装精度要求：（1）弧线轨道弧线误差控制在4mm以内；（2）一个柱距内，标高偏差控制在4mm以内；（3）轨道的结构误差不大于1mm；（4）同跨度轨道水平投影轨距偏差控制在10mm以内。3.6.3 滑靴设计3.6.3.1 滑靴分布滑靴布置原则如下：（1）保证每台液压顶推器受载均匀；（2）尽量保证每台泵站驱动的液压牵引器数量相等，提高泵站利用率；（3）在总体布置时，要认真考虑系统的安全性和可靠性

20、，降低工程风险。根据本工程的特点，在每个格构柱下部设置2个滑靴，滑靴布置位置如下：通过上图可以看出，本工程拟布的滑靴分布均匀数量合理，可以有效地均匀的传递钢结构自身的竖向荷载及水平的顶推器的顶推力。3.6.3.2 滑靴构造根据本次工程的特点和滑行轨道的设置，滑靴的设置需有如下功能：（1）具有较大的承载能力，可以将钢结构的重力有效地传递给下部重型轨道。（2）与滑轨有较大的接触面积，具有一定的稳定性。（3）具有一定的抵抗侧向荷载的能力。（4）与顶推器连接方便，可以有效地将顶推器的顶推力传递到整个结构中。根据以上的要求，拟采用H400X400热轧H型钢作为滑靴的主要受力构件，其中部与顶推器连接，纵向

21、采用16mm300的加劲板进行加劲，滑靴底部采用H200X200热轧H型钢于滑移轨道接触，用L63X6的角钢对滑靴进行限位和滑移导向。 另外滑靴兼起到连接格构柱纵向的系杆和撑杆的作用。3.6.4 滑移顶推器设计3.6.4.1 滑移顶推器分布对顶推器进行合理的设置是确保整个累积滑移施工成功的关键。合理的顶推器的设置，可以使滑移过程中，整个结构受力均匀，滑移过程中结构稳固。根据滑道的布置情况和整个结构的特点在以下位置设置顶推器：3.6.4.2 顶推器的选择累计滑移部分屋盖的重量为1543T，故所受的竖向力为15121kN，滑靴和滑轨之间在滑移施工的前先抹上黄油，滑靴与滑轨之间的摩擦系数为0.150

22、.2，偏安全考虑取摩擦系数为0.2。故滑行过程中所受的摩擦力F=151210.21.2=3629kN其中：1.2为不均匀分布系数。在本次工程中，我们共设置了6个顶推器，所以单个顶推器所受到的力为3629/6=907.3kN。结合以往的工程经验，选用6个150T的顶推器可以满足施工的需要，并可以保证结构的安全。3.6.4.3 顶推器与滑靴连接构造顶推器工作时需要一定的作业空间。故顶推器与滑鞋的点离轨道面需保持一定的高度，并且为了不妨碍顶推器的工作将纵向设置系杆设置在滑靴的顶部，顶推器顶推力通过滑靴传递到顶推杆上再通过系杆均匀的分散到整个结构上。设定顶推器与滑轨以及顶推点的净空关系如下：为满足顶推

23、器的工作净空需要，避免设置转换梁，并能将柱的对接焊缝与格构柱自身的相贯焊缝错开，保证焊接的质量。顶推器与滑靴、柱的对接处等的相互关系如下图所示： 3.6.5 一单元滑移加固措施对于第一榀滑移单元，由于其未能和其他滑移单元相连在纵向形成稳固的受力体系，故对第一榀滑移单元需采取必要的措施保证结构的稳定。拟在格构柱两侧设置支撑胎架与格构柱可靠连接，滑移时连带支撑架一起滑移，如下图所示：如图中，刚性连杆采用H400X300X12X16的H型钢，斜撑采用168X8的圆管。滑靴两端布置二道。第一榀滑移单元最长刚性支撑的长度约5m，斜撑长度约位7m。H400X300X12X16的H型钢的 imin=71.7

24、mm，=5000/71.7=70,168X8的圆管斜撑的 imin=56.6mm，=7000/56.6=125。均小于钢结构设计规范对柱间钢性支撑的最大长细比规定=150。3.6.6 滑移过程中的加强措施为增加整体刚度，有效地将顶推器的顶推力及底部的滑动摩擦力分散到整个结构中，防止局部的受力集中，在纵向设置纵向系杆和支撑。 AF轴处的刚性连杆和支撑如图中，刚性连杆采用H400X300X12X16的H型钢，斜撑采用168X8的圆管。滑靴两端布置二道。第一榀滑移单元最长刚性支撑的长度约 6 m，斜撑长度约位 7.2 m。H400X300X12X16的H型钢的 imin=71.7mm，=6000/7

25、1.7=83.7 ,168X8的圆管斜撑的 imin=56.6mm ，=7200/56.6=100。均小于钢结构设计规范对柱间钢性支撑的最大长细比规定=150。具体强度应力计算详见滑移施工过程仿真分析。AP轴处的刚性连杆和支撑如图中，刚性连杆采用H400X300X12X16的H型钢，斜撑采用168X8的圆管。滑靴两端布置二道。第一榀滑移单元最长刚性支撑的长度约7.5 m，斜撑长度约位 7.2 m。H400X300X12X16的H型钢的 imin=71.7mm，=7500/71.7=105 ,168X8的圆管斜撑的 imin=56.6mm ，=7200/71.6=100。均小于钢结构设计规范对柱

26、间钢性支撑的最大长细比规定=150。具体强度应力计算详见滑移施工过程仿真分析。3.6.7 AF、AP轴之间滑移过程的加强措施由于屋盖跨度有69.0m，在滑移过程中结构往下瘫扒，从而使结构边部产生侧向位移，如下图所示：侧向位移方向滑移过程中具体的侧向位移详见滑移施工过程分析计算。为控制滑移过程中的侧向位移，保证结构滑移过程中的精度，在结构整体滑移过程中采取如下三个措施：1）、在滑靴底部钢轨两侧增加限位装置，具体构造详见限位装置图。2）、在拼装支撑架范围内，在AF、AP轴格构柱的外侧用预先设置好的侧向位移限值措施限制侧向位移。3）、滑移过程中每个单元划出拼装支持架位置后，在AF、AP轴格构柱之间拉

27、一道钢丝绳，通过导链可以自由调整钢丝绳的长度，调节AF、AP轴格构柱的侧向位移值。具体设置如下图所示：滑移过程仿真计算分析4.1 滑移方案概述按照现场的场地条件在会展大厅钢屋盖分若干个吊装单元进行地面流水拼装，拼装场地设置在会展大厅的东侧，采用4台25吨汽车吊，在拼装场地拼装成平面桁架，倒运至总装场地进行总体拼装。总装完毕，搭设滑移平台，采用一台500吨履带吊，在两条地下室入口坡道之间站位，将格构柱及桁架分段吊至滑移平台进行高空对接拼装，安装前索 和背索并预紧，形成滑移单元。滑移施工则在AF、AP轴首层楼面梁上设置两条滑轨，先后采用26台液压滑移机器人，顶推设置在格构柱底部的滑靴。每拼装完一个

28、滑移单元，顶推出下一个滑移单元的空间继续拼装作业，共分7次将结构累积滑移就位。4.2 滑移过程的计算模拟4.2.1 计算内容分析屋盖滑移过程结构受力与设计状态完全不一样，整个结构体系是个逐步建立的过程，存在结构转换，部分杆件受力特性可能发生改变，因此对施工过程中的若干关键工况需要进行计算，对可能发生的不利因素进行提前预警，以保证结构施工的安全。滑移过程中需要计算分析的内容：（1）滑移过程竖向变形计算分析（2）滑移过程侧向位移计算分析（3）滑移过程杆件受力计算分析4.2.2 计算软件分析选用结构滑移计算选用了美国Computers And Structures公司研制开发的大型有限元程序SAP2

29、000（9.1.6版）。4.2.3 模型分析计算模型采用空间三维实尺模型；网格的钢构件选用两个节点，六个自由度的frame单元，该单元可以考虑拉（压）、弯、剪、扭四种内力的共同作用。拉索采用索单元(仅受拉，不受压和不受弯)模拟。拉索采用拉压二力杆单元。为了更能准确模拟拉索张拉，考虑了结构的大变形和应力刚化的影响。计算表明，这样模拟具有很高的精度。由于网格节点主要采用相贯节点，因此，网格的钢构件采用梁单元模拟，节点刚接。拉索采用索单元(仅受拉，不受压和不受弯)模拟。钢构件的弹性模量按2.06105 N/mm2计算，拉索的弹性模量按1.9105N/mm2计算，两者的膨胀系数均为1.210-5。4.

30、2.4 模拟仿真过程计算第一步：滑移第一单元桁架11、吊装第一单元桁架12、柱间刚性连杆、撑竿安装到位并滑移第一单元桁架第二步：滑移第一二单元桁架21、吊装第二单元桁架22、吊装第一、二单元桁架之间的腹杆，柱间刚性连杆及撑杆等并滑移到位第三步：滑移第一三单元桁架31、吊装第三单元桁架32、吊装第二、三单元桁架之间的腹杆，柱间刚性连杆及撑杆等并滑移到位第四步：滑移第一四单元桁架41、吊装第四单元桁架42、吊装第三、四单元桁架之间的腹杆，柱间刚性连杆及撑杆等并滑移到位以此类推第七步（滑移最后一步）：滑移第一七单元桁架71、吊装第七单元桁架72、吊装第六、七单元桁架之间的联系腹杆后滑移到位按照滑移方

31、案的总体思路，采用有限元程序SAP2000（9.1.6版）对滑移过程作了上述的实时模拟，以便监控滑移过程中结构的变形情况、应力变化以及滑移过程中结构对滑移轨道的影响。4.3滑移过程中结构变形分析4.3.1 滑移过程中竖向变形变化本工程中采用滑移施工方案，通过格构柱滑移，滑移过程中结构的竖向变形为：第一步：滑移第一单元桁架杆件变形第一单元桁架滑移施工过程杆件变形云图（结构跨中最大竖向位移最大值为40.5mm，悬挑两端的最大变形为18.0mm）第二步：滑移第一二单元桁架杆件变形第一二单元桁架滑移施工过程杆件变形云图（结构跨中最大竖向位移最大值为58.5mm，悬挑两端的最大变形为26.0mm）第三步

32、：滑移第一三单元桁架杆件变形第一三单元桁架滑移施工过程杆件变形云图（结构跨中最大竖向位移最大值为63.0mm，悬挑两端的最大变形为28.0mm）第四步：滑移第一四单元桁架杆件变形第一四单元桁架滑移施工过程杆件变形云图（结构跨中最大竖向位移最大值为70.0mm，悬挑两端的最大变形为21.0mm）第五步：滑移第一五单元桁架杆件变形第一五单元桁架滑移施工过程杆件变形云图（结构跨中最大竖向位移最大值为70.0mm，悬挑两端的最大变形为21.0mm）第六步：滑移第一六单元桁架杆件变形第一六单元桁架滑移施工过程杆件变形云图（结构跨中最大竖向位移最大值为70.0mm，悬挑两端的最大变形为21.0mm）第七步

33、：滑移第一七单元桁架杆件变形第一七单元桁架滑移施工过程杆件变形云图（结构跨中最大竖向位移最大值为70.0mm，悬挑两端的最大变形为21.0mm）桁架结构整体滑移施工过程中结构竖向位移的随滑移施工步骤变化如下图所示：结构桁架整体竖向位移从结构变形图可以看出：滑移过程中结构处于累积受力状态，其变形是逐步增加的，但同时随着累积滑移的进行，结构刚度也随之增大，最终变形趋于平缓；滑移过程中结构变形最大值发生在滑移步骤的第四步，其最大竖向变形为-70.0mm。悬挑部分的最大竖向变形为28.0mm。4.3.2 侧向位移控制由于在滑移过程中结构往下瘫扒，从而使结构边部产生侧向位移，如下图所示：侧向位移方向根据

34、上一章中描述的为控制滑移施工过程中的结构侧向位移，在AF、AP轴之间每个格构柱位置通过拉钢丝绳的方式，使得格构柱柱底的侧向位移在10mm以内。如下图所示：桁架格构柱间限值侧向位移的钢丝绳根据滑移施工过程，在控制结构格构柱柱底侧向位移在10mm以内，钢丝在滑移施工过程中的拉力变化如下表所示：根据上图可知：由于滑移施工过程的变形逐步累积成形的过程，格构柱间限值侧向位移的钢丝绳内的拉力是随着滑移施工过程逐步增加的。所以在累积滑移施工过程中，格构柱柱间的钢丝绳的拉力应随滑移施工过程逐步调整。4.4 结构受力分析4.4.1 整体屋盖桁架结构受力分析本工程中采用滑移施工方案，通过格构柱滑移，根据滑移施工过

35、程仿真分析结果，滑移过程中屋盖桁架结构的杆件应力水平为：第一步：滑移第一单元桁架杆件应力比水平第一单元桁架滑移施工过程杆件应力比第一单元桁架滑移施工过程杆件应力比分布图第二步：滑移第一二单元桁架杆件应力比水平第一二单元桁架滑移施工过程杆件应力比第一二单元桁架滑移施工过程杆件应力比分布图第三步：滑移第一三单元桁架杆件应力比水平第一三单元桁架滑移施工过程杆件应力比第一三单元桁架滑移施工过程杆件应力比分布图第四步：滑移第一四单元桁架杆件应力比水平第一四单元桁架滑移施工过程杆件应力比第一四单元桁架滑移施工过程杆件应力比分布图以此类推第七步：滑移第一七单元桁架杆件应力比水平第一七单元桁架滑移施工过程杆件

36、应力比第一七单元桁架滑移施工过程杆件应力比分布图根据累积滑移施工过程的有限元仿真分析，当结构累积滑移到最后步过程中，各个滑移施工过程中的结构的杆件应力比均小于1.0，绝大多数的杆件应力比小于0.5，只有少数的杆件应力在0.50.8之间。根据计算结果，结构在分步累积滑移施工过程杆件强度满足规范要求，整体结构安全可靠。4.4.2 格构柱柱间刚性连杆及支撑受力分析本工程中采用滑移施工方案，通过格构柱滑移，滑移过程中格构柱柱间刚性连杆及系杆的应力比水平为：AF轴柱间刚性连杆和支撑滑移施工过程中杆件的应力比AP轴柱间刚性连杆和支撑滑移施工过程中杆件的应力比由上图可知，AF、AP轴柱间刚性连杆和支撑滑移施

37、工过程中杆件的应力比均小于1.0，其中杆件应力比最大的为0.785。满足强度要求。4.5结论屋盖在滑移过程中存在结构转换，因此对施工过程中的若干关键工况进行了承载力验算和挠度验算。对可能发生的不利因素提前进行处理，使钢结构杆件的综合应力比控制在设计允许的范围内，保证了施工过程中结构的安全。 屋盖滑移同步控制5.1同步控制原理滑移同步控制原理框图详见下图：5.2 同步滑移控制策略液压滑移同步控制应满足以下要求：A、尽量保证各台液压牵引器均匀受载；B、保证各个滑移点保持同步。根据以上要求，制定如下的控制策略：控制系统根据一定的控制策略和算法实现对设备滑移的姿态控制和荷载控制。在液压爬行过程中，从保

38、证安全角度来看，应满足以下要求：A、保证各个顶推点均匀受载；B、保证顶推结构的姿态稳定，使在滑移过程中能够保持同步。根据以上要求制定控制策略为：将最内侧轴线上的液压顶推器1号设定为主令点A，其余液压顶推器设为从令点，在计算机控制下从令点以位移差跟踪主令点，保证每个牵引点在滑移过程中始终保持同步（同步精度为5mm），保证钢桁架在整个滑移过程中的稳定和平衡。本工程中两条滑移轨道的长度和半径虽然不一样，但它们分别位于同心圆弧上，在钢结构屋盖累积旋转滑移过程中，采用转角来进行描述滑移距离，各条轨道上是一致的。利用各条滑移轨道的这个平面几何特点，通过控制各条轨道上液压顶推器的推进角速度的同步性，转换成控

39、制滑移胎架旋转滑移线速度的同步性。将主令点A的液压顶推器滑移速度设定为标准值，作为同步控制策略中速度和位移的基准。在计算机的控制下从令点以角速度和行程来跟踪比对主令点A，分别进行动态调整，保证各台液压顶推器在滑移过程中始终保持同步。而跟随点的两台液压顶推器分别以行程同步分别跟踪从令点。通过两点确定一条直线的几何基本原理，保证各支点处滑移胎架及其上的钢结构屋盖在整个滑移过程中的平稳。5.3 同步测控桁架在液压同步滑移过程中，若滑移点的不同步推进会引起桁架杆件内力发生变化，当超过一定限度时会对整个桁架产生破坏作用。因此对两端头牵引状态进行动态监测，并随时加以控制对施工安全有着重要意义。在滑板上设置

40、容栅旋转位移传感器，将磁铁吸附在滑道上，保持纯滚动，形成位移反馈、速度控制的计算机闭环系统，随时进行滑移过程的测控。牵引器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10mm以内。5.4 计算机同步控制系统液压同步滑移施工技术采用计算机控制，通过数据反馈和控制指令传递，可全自动实现同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能。液压同步控制系统组态人机界面 首层楼面梁支护方案6.1方案概述会展大厅的滑移施工在AF、AP轴首层楼面梁上设置两条滑轨，采用液压滑移机器人顶推设置在格构柱脚部的滑靴，连同上部桁架一起分五次将结构累积滑移就位。滑轨布置如图：施

41、工过程中，格构柱与滑轨点式接触，通过滑轨将上部荷载传至下部结构，且荷载随施工进度推进而不断变化，有可能使下部首梁楼面梁受到大于设计状态（包括承载能力与正常使用）的施工阶段非线性竖向分布荷载，需进行验算，以确定是否需要采取支护措施。6.2施工阶段荷载分析进行计算机施工阶段仿真分析，提取展厅钢结构在滑移施工各阶段对下部结构的作用力，为后续验算提供数据。62.1 计算软件 Sap200062.2 荷载 结构自重，考虑到风载等影响，取1.2倍的安全系数62.3 计算模型图：第一施工步计算模型图：第二施工步计算模型图：第三施工步计算模型图：第四施工步计算模型图：第五施工步计算模型图：滑移支座节点编号62

42、.4 施工阶段荷载列表节点编号施工步F3（KN）224811071.334224821098.977224831133.519224841161.589224851172.495224911269.752224921206.167224931155.065224941116.132224951076.894225011228.774225021109.098225031097.753225041094.613225051095.036225111038.390225121199.962225131198.659225141200.662225151202.31622521-225221413.

43、577225231287.949225241265.609225251254.89422531-22532854.478225331016.984225341022.638225351032.94022541-22542-225431418.600225441296.007225451280.71222551-22552-22553847.737225541007.878225551029.78322561-22562-22563-225641417.680225651160.97922571-22572-22573-22574847.46622575769.65222581-22582-22

44、583-22584-225851917.73322591-22592-22593-22594-225951453.326由以上分析可知，施工过程荷载对AF轴首层楼面梁影响较大，且该部分结构截面及配筋均小于AP轴结构，故选取AF轴作为施工验算部位。6.3内力计算63.1 计算假定为方便计算，假定展厅钢结构通过格构柱以集中荷载的形式传至下部结构，忽略滑轨散力的有利作用。63.2 计算模型图：第一施工步图：第二施工步图：第三施工步图：第四施工步图：第五施工步63.3 内力图：第一施工步首层楼面梁弯矩图图：第二施工步首层楼面梁弯矩图图：第三施工步首层楼面梁弯矩图图：第四施工步首层楼面梁弯矩图图：第五施

45、工步首层楼面梁弯矩图单元号滑移施工阶段M3TextTextKN-m61D1117.298161D2119.626761D3124.944261D4141.832161D51737.816165D1114.897865D2120.036765D3136.964365D41800.497165D51785.559269D1117.484669D2134.60469D31855.47369D41782.4669D52025.276974D1130.400974D21926.072774D31782.4674D42036.751674D52061.216478D12004.178978D21781.3

46、20778D32052.200878D42068.595878D51868.8779由表可知最大内力发生在滑移施工第4阶段梁跨中，内力值为2068.6KNm6.4混凝土梁承载力验算结构构件的重要性系数 o = 1.1混凝土强度等级：C45 fc = 21.15N/mm ft = 1.8N/mm钢筋强度设计值 fy = 360N/mm Es = 200000N/mm由配筋面积 As 求弯矩设计值 M，配筋面积 As = 6873mm截面尺寸 bh = 900*1200mm ho = h - as = 1200-40 = 1160mm相对界限受压区高度 b b = 1 / 1 + fy / (Es

47、 * cu) = 0.8/1+360/(200000*0.0033) = 0.518受压区高度 x = As * fy / (1 * fc * b) = 6873*360/(1*21.15*900) = 130mm相对受压区高度 = x / ho = 130/1160 = 0.112 b = 0.518弯矩设计值 M = 1 * fc * b * x * (ho - x / 2) / o = 1*21.15*900*130*(1160-130/2)/1.1 = 2462.899 kNm 2068.6 kNm，满足要求 经计算，不加支护措施，原结构能满足施工阶段的承载力要求，考虑到施工过程存在众

48、多不可预料因素，我司仍拟设计一些弱支护措施，以保证施工过程结构安全。6.5支护构造拟在梁跨中设钢管式支撑，使梁的跨度减小一半，以达到减小内力的效果。图：支护轴测示意图：支护立面示意6.6支撑验算6.6.1 计算模型图：第一施工步图：第二施工步图：第三施工步图：第四施工步图：第五施工步6.6.2 内力图：最不利支撑编号支撑编号施工步轴力（KN）51D1-313.26251D2-288.41651D3-319.91151D4-320.27851D5-301.56053D1-34.53953D2-300.48153D3-287.73153D4-316.69253D5-320.43355D1-33.3

49、3155D2-35.09955D3-299.49655D4-287.63455D5-314.86457D1-33.08157D2-33.69257D3-35.45457D4-291.02357D5-288.17259D1-33.51059D2-33.79359D3-34.45159D4-36.28359D5-281.335最大内力发生在第5施工步53号杆件，内力值320.433KN6.6.3 支撑构件规格选取及验算选用100 x200 x6x6的方钢管，支撑受压主要由稳定起控制作用，验算如下：A = 3456 mm2 ， ，属b类截面按y轴长细比计算查得，则，满足要求6.7加支护后首层楼面梁验

50、算6.7.1 内力图：第一施工步首层楼面梁弯矩图图：第二施工步首层楼面梁弯矩图图：第三施工步首层楼面梁弯矩图图：第四施工步首层楼面梁弯矩图图：第五施工步首层楼面梁弯矩图单元号施工步弯矩（KN-m）61D5929.606765D4960.929765D5943.964469D3993.014969D4943.454269D51076.345574D21035.187574D3945.912274D41085.085874D51097.604878D11087.146978D2954.485478D31102.791778D41109.581978D5997.7207最大内力1109.6 KNm6

51、.7.2 加支护后混凝土梁承载力及裂缝验算6.7.2.1 混凝土梁承载力验算：结构构件的重要性系数 o = 1.1混凝土强度等级：C45 fc = 21.15N/mm ft = 1.8N/mm钢筋强度设计值 fy = 360N/mm Es = 200000N/mm由配筋面积 As 求弯矩设计值 M，配筋面积 As = 6873mm截面尺寸 bh = 900*1200mm ho = h - as = 1200-40 = 1160mm相对界限受压区高度 b b = 1 / 1 + fy / (Es * cu) = 0.8/1+360/(200000*0.0033) = 0.518受压区高度 x =

52、 As * fy / (1 * fc * b) = 6873*360/(1*21.15*900) = 130mm 相对受压区高度 = x / ho = 130/1160 = 0.112 b = 0.518 弯矩设计值 M = 1 * fc * b * x * (ho - x / 2) / o = 1*21.15*900*130*(1160-130/2)/1.1 = 2462.899kNm 1109 kNm ，满足要求6.7.2.2 混凝土梁裂缝宽度验算：构件受力特征系数 cr = 2.1截面尺寸 bh = 9001200 mm纵筋根数、直径： 1425受拉区纵向钢筋的等效直径 deq = (ni * di2) / (ni * * di) = 25mm带肋钢筋的相对粘结特性系数 = 1受拉纵筋面积 As = 6872mm 钢筋弹性模量 Es = 200000N/mm最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边