钢结构施工滑移方案文档格式.docx
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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
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
同步测量检验
2
对讲机
6
现场调度
3
200吨牵引器
同步牵引
4
液压泵站
5
动力柜
计算机控制系统
同步控制
7
滑板
18
滑移设备
5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β’,牵引点位置到第一块滑板的转角为β,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μ取0.15。
液压牵引器两次设置位置工况相似,β’均约9.3°
,以此进行计算如下,
N+6=F×
Sinβ’,⑴
F×
Cosβ’=μ(85+6+N)⑵
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:
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:
液压千斤顶示意图
5.4.3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
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
①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。
②千斤顶1顶升,使被牵引结构移动等于千斤顶行程式。
③千斤顶顶升后,牵引力转由后部锚具5承受,前部夹具2打开。
④千斤顶回油,被牵引结构由后部锚具5承受,前部锚具3沿钢绞线滑移。
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
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。
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:
F×
t=m×
v。
其中,F=N×
μ,
带入恒等式→N×
μ×
滑板对轨道正压力N等于上部结构自重m,摩擦系数μ、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。
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