鄭州某機(jī)場航站樓鋼結(jié)構(gòu)同步滑移施工技術(shù)

目錄TOC\o"1-3"\h\z1、鋼結(jié)構(gòu)簡介 22、鋼結(jié)構(gòu)桁架 23、滑移施工 33.1、滑移梁埋件的設(shè)計 33.2、滑移梁的計算 43.3、滑移梁的安裝 83.4、滑移軌道的鋪設(shè) 83.5、桁架底座與軌道的連接 93.6、滑移原理簡介 103.7、滑移步驟 153.8、滑移安全注意事項 151、鋼結(jié)構(gòu)簡介本工程屋面鋼結(jié)構(gòu)主體為曲線箱型梁與空間拉索組合桁架結(jié)構(gòu)（見下圖1）：《屋面桁架示意圖》）。施工時桁架結(jié)構(gòu)采用滑移方案，需鋪設(shè)五條軌道進(jìn)行同步滑移，同步控制要求高，難度大。圖1：屋面桁架示意圖2、鋼結(jié)構(gòu)桁架本工程擴(kuò)建部分由28榀桁架組成，其中在=1\*GB3①線～=4\*GB3④線之間共有4榀，跨度為32.65m，桁架單重為27.3t，在=5\*GB3⑤線～線共有24榀，總跨度為133.97m，桁架單重為110.2t，其中第一跨采用空間三角形管桁架，第二、三、四跨采用空間三角形布置半平行鋼拉索，跨度分別為28.96m、47.518m、23.76m。桁架支撐體系為鋼管體系，在3/0A、G軸采用V型鋼管柱支撐，鋼管直徑分別為Ф325和Ф245；在A、E軸采用對稱角度四叉鋼管撐，鋼管直徑為Ф325；在J軸采用不對稱角度四叉鋼管撐，鋼管直徑分別為Ф245和Ф219。鋼管支撐與桁架及下部鑄鋼件采用銷軸連接，如下圖2、3所示：圖2：支撐與上弦連接節(jié)點示意圖圖3：支撐與下部混凝土連接節(jié)點示意圖3、滑移施工根據(jù)現(xiàn)場情況，將屋面分為5個滑移單元進(jìn)行分單元滑移。共需鋪設(shè)5道滑移梁，進(jìn)行同步滑移。屋面桁架在高空組裝完5榀后，即五組桁架組成一個滑移單元，然后一次性將此滑移單元滑移到桁架的設(shè)計位置，如此反復(fù)，直至全部桁架滑移完成。3.1、滑移梁埋件的設(shè)計在混凝土柱的兩側(cè)（沿滑移方向）增加預(yù)埋件，用以連接滑移梁，埋件的規(guī)格根據(jù)滑移梁在滑移過程中的受力大小確定。滑移梁與預(yù)埋件焊接固定，焊接形式采用單面坡口焊，節(jié)點詳圖見下圖4。圖4：滑移梁連接節(jié)點圖3.2、滑移梁的計算（1）滑移梁的計算根據(jù)滑移施工的需要，需在3/0A軸、A軸、E軸、G軸、J軸設(shè)置通長的滑移梁，最大的一跨桁架單重為110噸，加上屋面檁條、拉索等構(gòu)件，作用在軌道上的豎向力最大為20t：滑移梁擬采用焊接H型鋼，規(guī)格為：600×400×20×30mm，鋼材為Q235B，為K形坡口焊。滑移梁計算如下：①計算假定假定軌道梁在兩根柱之間為簡支梁，選擇最大的滑動支座荷載為外加荷載，荷載最大值為20t，按照荷載作用在跨中截面時為最不利位置進(jìn)行計算。②荷載及彎矩最大彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：最大剪力設(shè)計值：最大彎矩設(shè)計值：其中，1.4為活載分項系數(shù)，1.2為恒載分項系數(shù)，1.1為動力放大系數(shù)。第二個1.2為考慮橫肋板自重的放大系數(shù)。③截面幾何特征；；，，；，，；；④截面驗算a、抗彎強(qiáng)度計算滿足正截面抗彎承載力要求?？辜魪?qiáng)度計算滿足抗剪承載力要求。b、局部承壓強(qiáng)度計算滿足局部承壓要求。c、折算應(yīng)力計算圖中P點為折算應(yīng)力最大點。滿足折算應(yīng)力要求。d、整體穩(wěn)定驗算 滿足整體穩(wěn)定要求。e、撓度驗算滿足撓度限值。f、局部穩(wěn)定驗算根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50017-2003）第4.3.1條規(guī)定，直接承受動荷載的吊車梁及類似構(gòu)件，需要按照規(guī)范第4.3.2條的規(guī)定配置加勁肋。現(xiàn)配置加勁肋間距為1m，板厚16mm，外伸寬度為190mm，采用角焊縫相連，切角為40×40mm。符合下列要求：腹板局部穩(wěn)定驗算所以。當(dāng)時所以。當(dāng)時所以。其最不利位置為跨中兩區(qū)格，驗算如下：滿足局部穩(wěn)定要求。加勁肋驗算按軸心受壓構(gòu)件驗算：，屬于b類截面，。所以加勁肋滿足局部承壓要求。3.3、滑移梁的安裝利用現(xiàn)場塔吊配合使用，將滑移梁安裝就位。滑移梁示意如下圖5：圖5：滑移梁示意圖3.4、滑移軌道的鋪設(shè)滑移軌道梁鋪設(shè)在滑移梁的頂面，滑移梁標(biāo)高與混凝土柱齊平?；栖壍酪螈?、滑移軌道采用QU100型標(biāo)準(zhǔn)鐵軌；②、滑移軌道中心必須嚴(yán)格按照軸線位置定位；③、軌道分段間應(yīng)預(yù)留溫度伸縮縫；④、滑移軌道與滑移鋼梁之間的連接采用鋼壓板型式連接；⑤、滑移軌道上表面水平度應(yīng)不大于L/1000；⑥、滑移軌道與混凝土柱連接處高差允許偏差應(yīng)小于1mm。3.5、桁架底座與軌道的連接桁架底座直接放在軌道上，并在軌道兩側(cè)設(shè)置擋板，擋板采用可拆卸形式，夾在桁架底座上。桁架底座擋板詳圖如下圖6：圖6：軌道擋板示意圖軌道和滑移梁通過壓板連接，每隔1米布置1對，如下圖7。圖7:壓板布置示意圖爬行器與滑移底座采用鉸接連接，如下圖8：耳板中心線距軌道上表面410mm。圖8：爬行器滑移底座連接圖3.6、滑移原理簡介3.6.1、滑移的特點液壓同步滑移技術(shù)通過機(jī)械逆向運(yùn)動自鎖的工作原理以及液壓系統(tǒng)自鎖等技術(shù)，通過計算機(jī)同步控制和超載報警等多項技術(shù)，能夠確保桁架在預(yù)先設(shè)定的工況下進(jìn)行工作，桁架整個滑移過程中，不需要大型吊機(jī)的配合吊裝和大量的臨時措施及較多的作業(yè)人員，經(jīng)濟(jì)效果好，節(jié)約成本。計算機(jī)控制系統(tǒng)：通過數(shù)據(jù)反饋和控制指令傳遞，可全自動實現(xiàn)同步動作、負(fù)載均衡、姿態(tài)矯正、應(yīng)力控制、操作閉鎖、過程顯示和故障報警等多種功能。爬行器：是一種能自動夾緊軌道形成反力，從而實現(xiàn)推移的設(shè)備。此設(shè)備可拋棄反力架，省去了反力點的加固問題，省時省力，且由于與被移構(gòu)件剛性連接，同步控制較易實現(xiàn)，就位精度高。泵源系統(tǒng)：泵源液壓系統(tǒng)為爬行器提供液壓動力，在各種液壓閥的控制下完成相應(yīng)的動作。3.6.2、滑移的主要設(shè)備本工程主要使用如下設(shè)備：①YT-1型計算機(jī)同步控制系統(tǒng)；②TJG-1000型液壓爬行器（5套）；③TJD-15型液壓泵源系統(tǒng)；3.6.3、滑移過程原理“液壓同步滑移技術(shù)”采用液壓爬行器作為滑移驅(qū)動設(shè)備。液壓爬行器為組合式結(jié)構(gòu)，一端以楔型夾塊與滑移軌道連接，另一端以鉸接點形式與滑移胎架或構(gòu)件連接，中間利用液壓油缸驅(qū)動爬行。液壓爬行器的楔型夾塊具有單向自鎖作用。當(dāng)油缸伸出時，夾塊工作（夾緊），自動鎖緊滑移軌道；油缸縮回時，夾塊不工作（松開），與油缸同方向移動。爬行器工作示意圖如下圖28、29、30、31：圖28：液壓爬行器工作原理圖一步驟一、爬行器夾緊裝置中楔塊與滑移軌道夾緊，爬行器液壓缸前端活塞桿銷軸與滑移構(gòu)件（或滑靴）連接。爬行器液壓缸伸缸，推動滑移構(gòu)件向前滑移；圖29：液壓爬行器工作原理圖二步驟二、爬行器液壓缸伸缸一個行程，構(gòu)件向前滑移250mm；圖30：液壓爬行器工作原理圖三步驟三、一個行程伸缸完畢，滑移構(gòu)件不動，爬行器液壓缸縮缸，使夾緊裝置中楔塊與滑移軌道松開，并拖動夾緊裝置向前滑移；圖31：液壓爬行器工作原理圖四步驟四、爬行器一個行程縮缸完畢，拖動夾緊裝置向前滑移250mm。一個爬行推進(jìn)行程完畢，再次執(zhí)行步驟1工序。如此往復(fù)使構(gòu)件滑移至最終位置。3.6.4、支座反力及推進(jìn)力（1）、支座反力根據(jù)實際計算，單榀桁架重量為：G1=110噸一個滑移單元，五榀桁架重量：G2=5×110＝550噸按滑移總重量：G=600噸計算五條軌道共計受力點為5×6＝30個，則每個點受力為600噸/30=20噸桁架每一支座反力最大值約為20噸，當(dāng)滑移推進(jìn)一個單元（5榀桁架）時支座反力最大（每一支座反力均按30噸計），每一軌道6個支座，共計5條軌道，支座反力合計為：∑N＝20x6x5＝600噸。（2）、推進(jìn)力每滑移狀況下所需的推進(jìn)力∑F為：∑F=∑Nμ其中μ為滑靴與軌道間滑動摩擦系數(shù)，取0.15～0.20，（此值參考類似工程實測值和試驗值）。當(dāng)滑移推進(jìn)一個單元（5榀桁架）時推進(jìn)力最大：∑F=∑Nμ＝600x0.2=120噸。共計5條軌道，每條軌道需推進(jìn)力為24噸。3.6.5、爬行器的選取由上述推進(jìn)力的計算得知，當(dāng)滑移推進(jìn)一個單元（5榀桁架）時支座反力最大，每一軌道所需的推進(jìn)力為16噸。因此，爬行器可選用推進(jìn)能力為100噸的爬行推進(jìn)器，每一軌道布置一臺，共5臺。3.6.6、滑移控制原理1、同步滑移控制策略液壓滑移同步控制應(yīng)滿足以下要求：a、盡量保證各臺液壓爬行器均勻受載；b、保證各個滑移點保持同步。2、滑移過程監(jiān)控措施a、根據(jù)預(yù)先通過計算得到的滑移頂推工況各頂推點反力值，在計算機(jī)同步控制系統(tǒng)中，對每臺液壓爬行器的最大頂推力進(jìn)行設(shè)定。當(dāng)遇到頂推力超出設(shè)定值時，液壓爬行器自動采取溢流卸載，以防止出現(xiàn)頂推點荷載分布嚴(yán)重不均，造成對鋼結(jié)構(gòu)和臨時設(shè)施的破壞。b、通過液壓回路中設(shè)置的自鎖裝置以及機(jī)械自鎖系統(tǒng)，在液壓爬行器停止工作或遇到停電等情況時，能夠長時間自動鎖緊滑移軌道，確?；其摻Y(jié)構(gòu)的安全。3、泵源系統(tǒng)配置根據(jù)滑移軌道及液壓爬行器的配置和位置（高度、距離等），并結(jié)合液壓滑移同步控制策略，每組滑移軌道上的2套液壓爬行器并聯(lián)，各采用1套獨立的泵源系統(tǒng)控制。每套泵源系統(tǒng)由1臺TJD-15型泵站及液壓回路等組成。4、滑移速度液壓滑移設(shè)備系統(tǒng)的推移速度取決于泵站的流量、楔形夾塊切換和其他輔助工作所占用的時間。在本工程中，液壓爬行器水平推移速度約10米/小時。5、系統(tǒng)調(diào)試液壓滑移設(shè)備系統(tǒng)安裝完成后，按下列步驟進(jìn)行調(diào)試：①檢查泵站上所有閥或硬管的接頭是否有松動，檢查溢流閥的調(diào)壓彈簧處于是否完全放松狀態(tài)。②檢查泵站啟動柜與液壓爬行器之間電纜線的連接是否正確。③檢查泵站與液壓爬行器主油缸之間的油管連接是否正確。④系統(tǒng)送電，檢查液壓泵主軸轉(zhuǎn)動方向是否正確。⑤在泵站不啟動的情況下，手動操作控制柜中相應(yīng)按鈕，檢查電磁閥和截止閥的動作是否正常，截止閥編號和牽引器編號是否對應(yīng)。⑥檢查傳感器（行程傳感器，位移傳感器）。按動各臺液壓爬行器行程傳感器的2L、2L-、L+、L-，使控制柜中相應(yīng)的信號燈發(fā)訊。⑦滑移前檢查：啟動泵站，調(diào)節(jié)一定的壓力(5Mpa左右)，伸縮牽引油缸：檢查A腔、B腔的油管連接是否正確；檢查截止閥能否截止對應(yīng)的油缸；檢查比例閥在電流變化時能否加快或減慢對應(yīng)油缸的伸縮速度。⑧預(yù)加載：調(diào)節(jié)一定的壓力（2～3Mpa），使楔形夾塊處于基本相同的鎖緊狀態(tài)。6、分級加載滑移①待系統(tǒng)檢測無誤后開始正式滑移。經(jīng)計算，確定液壓爬行器所需的伸缸壓力（考慮壓力損失）和縮缸壓力。②開始滑移時，液壓爬行器伸缸壓力逐漸上調(diào)，依次為所需壓力的20%，40%，在一切都正常的情況下，可繼續(xù)加載到60%，80%，90%，100%。③鋼屋蓋即將移動時暫?；仆七M(jìn)，保持推進(jìn)系統(tǒng)壓力。對液壓爬行器及設(shè)備系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，在確認(rèn)整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及安全性絕無問題的情況下，才能繼續(xù)滑移。3.7、滑移步驟第一步：在已經(jīng)拼裝好的桁架支座處安裝爬行器，啟動泵源系統(tǒng)，開始滑移；第二步：滑移兩個柱距后暫停，進(jìn)行隨后兩榀桁架的組裝；第三步：桁架組裝完成后，繼續(xù)滑移一個柱距，組裝一榀桁架；完成后整體滑移；第四步：整體滑移到設(shè)計位置，進(jìn)行下一單元的組裝及滑移。第五步：桁架滑移完成后，拆除胎架及滑移軌道，鋼構(gòu)施工完