劉秀松 ,沈萬玉,陳朝華 ,田朋飛 ,姚翔
(安徽富煌鋼構(gòu)股份有限公司,巢湖 安徽 238076)
本項(xiàng)目為生產(chǎn)加工浮空器的工業(yè)廠房主體鋼結(jié)構(gòu),鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房長度為110.8m,跨度54.0m,高度65.5m,采用雙層橢圓柱面網(wǎng)架+四角錐單元結(jié)構(gòu)形式,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)厚度從3m~6m變化,兩側(cè)底邊多點(diǎn)連接于埋柱頂板,與底部埋件剛接;網(wǎng)架局部支承于工藝樓鋼結(jié)構(gòu)混凝土柱頂,采用鉸接支座。
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)桿件為空心圓鋼管,節(jié)點(diǎn)采用焊接球節(jié)點(diǎn)。廠房兩側(cè)各有寬度為3m的山墻,山墻采用鋼桁架結(jié)構(gòu),山墻桿件采用空心圓鋼管,節(jié)點(diǎn)采用相貫焊接節(jié)點(diǎn)。整個(gè)廠房網(wǎng)架包括山墻結(jié)構(gòu)展開面積約為26200 m2,投影面積約為8040 m2。主體鋼結(jié)構(gòu)總用鋼量2400 t左右。
主體鋼結(jié)構(gòu)的軸測(cè)圖見圖1。
本項(xiàng)目主體鋼結(jié)構(gòu)跨度大、安裝高度大、精度要求高、整體安裝控制難度大。廠房屋面及側(cè)面支撐結(jié)構(gòu)均為鋼網(wǎng)架,鋼結(jié)構(gòu)面積大,主體結(jié)構(gòu)施工高度高,最大高度達(dá)66m,結(jié)構(gòu)跨度大,最大跨度達(dá)54 m,網(wǎng)架主要采用四角錐單元結(jié)構(gòu)形式。
圖1 試驗(yàn)廠房主體鋼結(jié)構(gòu)軸測(cè)圖
先對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的分塊劃分,并以此設(shè)計(jì)合適的地面拼裝胎架。以四角錐作為組成單元進(jìn)行分塊的拼裝。地面分塊拼裝完畢后,搭設(shè)地面軌道,在軌道上搭建滑移架。在每一個(gè)安裝單元位置,按照順序進(jìn)行分塊拼裝,安裝完畢形成一個(gè)獨(dú)立穩(wěn)定體系后,再同步移動(dòng)滑移架,進(jìn)行下一安裝單元位置處的分塊安裝。待全部安裝單元位置的安裝工作完成后,進(jìn)行山墻桁架的安裝。
廠房主體鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)共劃分為48個(gè)安裝大分塊,立面墻體24個(gè)分塊,山墻桁架12個(gè)分塊,屋蓋12個(gè)分塊,所有分塊均在地面拼裝。
根據(jù)上述分塊劃分,各分塊單元桿件在散件發(fā)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后,在分塊安裝區(qū)域就近進(jìn)行拼裝,提高工作效率,同時(shí)要求拼裝工作能夠連續(xù)進(jìn)行,以保證后續(xù)安裝施工不間斷。
根據(jù)網(wǎng)架分塊情況,需四種類型的拼裝胎架。1#型用于拼裝下層標(biāo)高的墻體分塊;2#型用于拼裝上層標(biāo)高的墻體分塊;3#型用于拼裝屋架分塊;4#型用于拼裝山墻桁架分塊。拼裝示意圖如圖2所示。
主體鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)標(biāo)高較高,最大屋蓋標(biāo)高達(dá)到65.3m,整個(gè)屋蓋下方未設(shè)置鋼柱或其他支撐體系。
圖2 分塊單元拼裝
地面上安裝軌道,再在軌道上安裝滾動(dòng)滑輪系統(tǒng)和井字形H型鋼(規(guī)格HW200×200×10×14,材質(zhì)Q235B)滑移架底坐,然后在底坐上搭設(shè)滑移平臺(tái)支撐?;破脚_(tái)支撐格構(gòu)柱組件采用標(biāo)準(zhǔn)件,標(biāo)準(zhǔn)件主桿采用Ф89×5的圓管,腹桿采用Ф60×4鋼管,4塊標(biāo)準(zhǔn)件拼接成2m×2m×1.5m標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。架體桁架梁弦桿與腹桿規(guī)格材質(zhì)分別同格構(gòu)柱弦桿與腹桿。滑移平臺(tái)支撐由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)搭積木式拼接而成。
廠房主體結(jié)構(gòu)利用滑移平臺(tái)安裝,共分8個(gè)滑移安裝單元進(jìn)行安裝,典型滑移安裝單元內(nèi)由4片墻體分塊和2片網(wǎng)架屋蓋分塊組成。先安裝下層墻體分塊,再安裝上層墻體分塊,之后依次安裝網(wǎng)架屋蓋,使已安裝部分形成獨(dú)立的穩(wěn)定體系,然后依次滑移安裝。
圖3 滑移平臺(tái)分塊安裝示意圖
滑移軌道采用43kg/m的標(biāo)準(zhǔn)鋼軌道。軌道采用軌道卡板與軌道埋板焊接連接,壓緊軌道,埋板和卡板間距均為800mm?;祈斖葡到y(tǒng)采用液壓同步爬行器,為滑移提供累積滑移的驅(qū)動(dòng)力。
4.5.1 滑移軌道鋪設(shè)要求
滑移軌道在整個(gè)水平滑移中起承重導(dǎo)向和徑向限制桁架水平位移的作用。要求軌道中心線與滑靴中心線重合,以減少滑移平臺(tái)自重對(duì)滑移軌道(梁)的偏心彎矩。為保證軌道面的水平度,降低滑動(dòng)摩擦系數(shù),滑移軌道在制作安裝時(shí),應(yīng)做到:
①每分段軌道對(duì)接時(shí),對(duì)接口的上表面及兩側(cè)面應(yīng)嚴(yán)格對(duì)齊,目測(cè)為0,否則應(yīng)打磨光滑、平整;
②每條軌道的上表面及兩側(cè)面必須打磨光滑、平整,不允許有棱角或凹凸不平;
③滑移軌道根據(jù)滑移方向沿直線定位鋪設(shè),同跨兩條軌道水平投影軌距偏差控制在3mm之內(nèi);
④軌道采用軌道卡板與軌道埋板連接,卡板間距800mm;
⑤滑靴安裝就位前底部應(yīng)涂抹黃油,同時(shí)滑移前軌道上平面涂抹黃油。
4.5.2 滑移過程的同步控制
每條滑移軌道上各設(shè)置1臺(tái)液壓爬行器,每臺(tái)爬行器各由1臺(tái)主泵控制。通過計(jì)算機(jī)的統(tǒng)一指令,這種流量匹配的配置可做到多滑道的同步滑移。每臺(tái)爬行器都安裝一套同步傳感系統(tǒng),傳感系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)連接,在計(jì)算機(jī)屏幕上可顯示出各臺(tái)爬行器的動(dòng)作情況,以此對(duì)滑移過程進(jìn)行監(jiān)控。
①地面鋪設(shè)滑移軌道,第一滑移安裝單元位置搭設(shè)滑移架。
②滑移架體系搭設(shè)完成后,采用QUY350t履帶吊安裝南側(cè)墻體分塊。分塊安裝,下端與基礎(chǔ)埋板焊接完成,上端與滑移架連接固定。
③采用QUY350t履帶吊安裝北側(cè)墻體分塊。分塊安裝,下端與基礎(chǔ)埋板焊接完成,上端與滑移架連接固定。
④采用QUY350t履帶吊安裝南側(cè)第二層墻體分塊,下端與分塊第一層墻體分塊焊接完成,上端與滑移架連接固定。
⑤采用QUY350t履帶吊安裝北側(cè)第二層墻體分塊,下端與第一層墻體焊接完成,上端與滑移架連接固定。
⑥采用QUY350t履帶吊安裝屋面南側(cè)分塊,一端與已安裝分塊焊接完成,另一端支撐在滑移架立柱上。
⑦采用QUY350t履帶吊安裝屋面北側(cè)分塊,兩端與已安裝分塊焊接完成。
⑧平臺(tái)支撐架卸載,第一滑移安裝單元形成一個(gè)獨(dú)立穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體系。平臺(tái)支撐架滑移至第二滑移安裝單元位置,并參照第一滑移安裝單元進(jìn)行安裝。嵌補(bǔ)第一滑移安裝單元之間桿,后安裝完成馬道和吊車梁。
⑨平臺(tái)支撐架滑移至第三滑移安裝單元位置。采用QUY350t履帶吊安裝東側(cè)山墻分塊,山墻分塊每安裝一片,與網(wǎng)架連接的桿件隨即嵌補(bǔ)完成。已安裝的三個(gè)滑移安裝單元共同形成一個(gè)獨(dú)立穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體系。安裝完成第一滑移安裝單元馬道、吊車梁。
⑩參照第三滑移單元,依次安裝第四、第五、第六和第七滑移單元。
?平臺(tái)支撐架滑移至第八滑移安裝單元位置,完成西側(cè)山墻桁架安裝。
?安裝完成,支撐平臺(tái)滑移體系拆除。
本項(xiàng)目采用了地面分塊拼裝后高空滑移安裝的施工方法,減少了大量的腳手架和周轉(zhuǎn)材料的使用,減少了大量的高空作業(yè)量,提高了工程項(xiàng)目的安全系數(shù)。同時(shí)地面分塊拼裝技術(shù)提高了單元構(gòu)件的精度和焊接拼裝質(zhì)量。利用軌道架設(shè)支撐滑移平臺(tái),采用格構(gòu)柱的支撐形式,提高了滑移裝置的剛度的穩(wěn)定性,同時(shí)采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行同步滑移控制,提高了安裝精度。