钢结构施工滑移方案

1工程概况2施工程序2.1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。第一棉主桁架在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）；再进行第二根桁架组装，并连接两根桁架间的穹顶构件，再滑移一段 距离；其后进行第三根桁架的组装和桁架间穹顶构件的安装；如此循环，至六根 主桁架及其间穹顶全部滑移到设计位置。2.2 滑移施工流程滑移安装工作量包括主桁架共六福及其间五福穹顶构件。其余两福穹顶构件由吊机在航站楼两端吊装。主桁架共计六根，从22线向12线分别编号为第一至第 六根。穹顶构件编号从21线到13线分别为第一至第五棉。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累积滑移安装程序第一棉主桁架吊装，临时固定T单根桁架沿圆周方向滑移1.95度T第二棉 主桁架吊装T第一棉穹顶构件吊装T两根桁架一起沿圆周方向滑移1.95度T第 三棉主桁架吊装T第二棉穹顶构件吊装T - T第一至第五棉桁架一起沿圆周方 向滑移1.95度-第六根主桁架吊装-第五棉穹顶构件吊装。2.3.2 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。3滑移牵引工期与总安装工期保持一致。4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滑移设备滑道和牵引设施设计5.1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5.2.1滑道设计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。5.2.2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；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。5.4牵引设备设计5.4.1牵引力滑移单元由六根主桁架及五棉穹顶构件组成。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8 ，牵引点位置到第一块滑板的转角为8，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，8均约 9.3，以此进行计算如下，N + 6 = F x Sin8，钢结构施工滑移方案F x Cos8= 1( 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 = 12.95x6 = 77.7 吨。计算模型如下图：N+6F底+F侧5.4.2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：22212019、2345后顶穿心套 油缸 后顶活塞 后顶密封板 后顶锚板后顶夹片行程开关1 行程开关2 行程开关3 10、前顶穿心套6789液压千斤顶示意图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416、钢绞线17、行程开关518、行程开关619、前顶回油嘴20、前顶进油嘴21、后顶回油嘴22、后顶进油嘴1 23 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1516 17 185.4.3钢绞线在支座处锚固钢绞线一端通过锚具固定在第一福主桁架的滑靴上，另一端连在反力架上的 液压千斤顶上。在反力架的一端（钢皎线出口方向）设钢皎线出口疏导支架，钢皎 线沿疏导支架下放出5.4.4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、预埋件定位图及预埋件 详图5.4.5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。5.4.6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 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。13锚具b前部夹具前部锚具牵引端固定锚千斤顶工作原理和牵引过程如下图所示:穿心式液压千斤顶后部夹具后部锚具千斤顶支承点牵引钢绞线被牵引钢屋架千斤顶牵引过程示意图5.5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。5.6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匕用转角来进行描述，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。5.7屋盖钢结构滑移过程稳定性控制5.7.1牵引速度及加速度5.7.1.1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。5.7.1.2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。5.7.2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。为消除这种影 响，保证后面滑板与牵引点的同步运行，在相邻两个支座间加设临时联系 件。联系件可采用钢丝绳或钢绞线。5.7.3牵引过程中的制动当牵引点停止工作时，滑移单元通过滑板与滑道之间的摩擦力产生制 动力。根据冲量恒等式：Fx t = mxv。其中，F =NX,带入恒等式T Nxx t = mxv。滑板对轨道正压力N等于上部结构自重m,摩擦系数V、牵引速度v 均相等，故每个滑板的制动时间相等。即滑移单元在制动过程中，各支点保 持同步，无附加内力。可以保证结构的稳定性。