大型鋼桁架“滑移”施工技術(shù)在半導(dǎo)體廠房施工中的應(yīng)用

鄒開舉，劉 輝

（信息產(chǎn)業(yè)電子第十一設(shè)計研究院科技工程股份有限公司，四川 成都 610000）

1 工程概述

無錫海辰半導(dǎo)體項目占地面積約18.3萬m2，總建筑面積約17.7萬m2，主生產(chǎn)廠房建筑面積約11.4萬m2，是信息產(chǎn)業(yè)電子第十一設(shè)計研究院科技工程股份有限公司設(shè)計、施工的大型半導(dǎo)體EPC總承包項目廠房，如圖1所示。FAB廠房芯片生產(chǎn)核心廠房區(qū)（F02）為雙坡三跨鋼桁架結(jié)構(gòu)，總寬度為120m、長度為174m，鋼桁架跨度分別為36m、42m、36m，柱距為12m（第一榀桁架為6m），共計16軸線，檐口高度18.507m，如圖2所示。

圖1 主廠房平面圖

圖2 主廠房結(jié)構(gòu)剖面圖

FAB廠房芯片生產(chǎn)核心區(qū)設(shè)計為二層砼結(jié)構(gòu)、鋼桁架屋面，因生產(chǎn)工藝要求，二層全部為無樓板格子梁結(jié)構(gòu)。鋼桁架共計16榀，整個桁架系統(tǒng)共計重量2240t，每榀桁架重量140t。根據(jù)現(xiàn)場的實際的施工條件和施工環(huán)境，考慮到項目的工期及項目的施工成本，現(xiàn)場采用大型鋼構(gòu)“滑移”的施工方案。

2 鋼構(gòu)“滑移”方案

2.1 方案概述

（1）編制詳細(xì)的施工方案。通過專家論證后，制訂詳細(xì)的吊裝計劃及構(gòu)件進(jìn)場計劃。根據(jù)現(xiàn)場施工環(huán)境，利用F05作為鋼桁架施工的材料堆場及桁架的初步拼裝區(qū)，所有的構(gòu)件進(jìn)場均為散裝構(gòu)件，構(gòu)件按照計劃運(yùn)至F05區(qū)域初步拼裝桁架。

（2）根據(jù)方案，整個滑移系統(tǒng)共計設(shè)置4條滑移軌道，嚴(yán)格按照方案安裝滑移軌道梁、立柱及滑移軌道。安裝完成后，每條軌道上設(shè)置3套60t的滑移設(shè)備，共計12套。

（3）桁架拼裝和滑移。桁架在安裝好的軌道梁上拼接成滑移的單元塊，然后按照順序滑移，直至所有的桁架全部滑移到位，如圖3所示。

圖3 鋼構(gòu)滑移方案總體規(guī)劃

（4）桁架卸載?，F(xiàn)場根據(jù)荷載計算，共計設(shè)置100t和50t螺旋千斤頂各32個共同工作，完成桁架的卸載工作。

（5）滑移軌道的拆除。在桁架整體卸載到位后，進(jìn)行鋼柱腳的砼灌漿工作，灌漿強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后拆除滑移用的軌道梁、立柱及軌道。

2.2 滑移軌道的安裝

根據(jù)該項目的滑移方案設(shè)計圖紙，在二層砼柱旁單獨頂設(shè)置四排64根φ351mm×10mm鋼管作為滑移軌道梁的立柱，中間兩排立柱頂部設(shè)置HN800mm×300mm型鋼（兩側(cè)縱向設(shè)置δ10mm貼板，翼緣板加強(qiáng)肋δ10mm鋼板間距1.5m）作為滑移軌道梁，兩側(cè)每排立柱頂部設(shè)置HN650mm×300mm型鋼（兩側(cè)縱向設(shè)置δ8mm貼板，翼緣板加強(qiáng)肋δ8mm鋼板間距1.2m）作為滑移軌道梁，滑移軌道規(guī)格型號為43kg/m。臨時鋼管立柱和混凝土柱、梁采用抱箍連接，以免造成混凝土損壞。

2.3 桁架拼裝及滑移

第一步：F05吊裝拼裝區(qū)域內(nèi)安排2臺100t履帶吊，在靠近F05區(qū)域的兩條軸線（3軸、4軸）的范圍內(nèi)滑移軌道上依次拼裝最里軸線（17軸、18軸線）的桁架；主桁架拼裝完畢后，履帶吊在不脫吊鉤的前提下，再安排50t吊車安裝17/18軸線桁架間的上下弦次梁、水平支撐、柱間支撐、屋面檁條等鋼構(gòu)件，形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)作為第一個滑移單元，然后進(jìn)入空間滑移階段。桁架吊裝拼接示意圖如圖4所示。

第二步：17/18軸桁架拼裝完成后，再安裝滑靴及滑移設(shè)備進(jìn)行滑移作業(yè)，整體滑移12m（1個柱距）后暫停?；ゼ盎圃O(shè)備結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。

第三步：重復(fù)第一步的工作，拼裝16軸桁架，然后將16軸桁架通過桁架之間的上下弦次梁、水平支撐、柱間支撐等構(gòu)件和17軸的鋼桁架連成一體，組成滑移單元格。

第四步：連同16軸桁架的滑移單元格再次滑移，滑移12m（1個柱距）后暫停。

重復(fù)上述步驟，拼裝滑移15軸桁架。以此類推，直至最后一榀桁架滑移到位。

2.4 整個桁架系統(tǒng)的卸載

根據(jù)結(jié)構(gòu)本身的受力情況、傳力途徑、變形情況、體系形成過程，通過計算分析，確定卸載總體思路為“整體分級同步卸載”。該工程鋼結(jié)構(gòu)卸載總高度為150mm，為了確保卸載過程安全、可靠，采取在屋架上貼應(yīng)力片，對卸載過程采用全程監(jiān)控的方式控制。當(dāng)整體滑移就位后，桁架結(jié)構(gòu)完全由滑靴支撐在滑移軌道上。為此，需要在桁架梁下部設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)卸載點，中間軸線卸載點設(shè)置1臺100t螺旋千斤頂，兩側(cè)軸線卸載點設(shè)置1臺50t螺旋千斤頂，共計64個卸載點。千斤頂安裝示意圖如圖6所示。

圖4 桁架吊裝拼接示意圖

圖5 滑靴及滑移設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

圖6 千斤頂安裝示意圖

卸載流程：滑移到位準(zhǔn)備卸載→安裝千斤頂→同步頂升，拆除滑靴及鋼軌，受力轉(zhuǎn)換到支座處墊板→安裝千斤頂?shù)杰壍懒喉斆?，繼續(xù)卸載→卸載到位。卸載到位后，在砼柱安置墊塊，受力轉(zhuǎn)換到支座兩側(cè)的墊板及柱底的墊塊，準(zhǔn)備二次灌漿。

3 “滑移”方案的成效

根據(jù)信息產(chǎn)業(yè)電子第十一設(shè)計研究院科技工程股份有限公司施工經(jīng)驗，半導(dǎo)體廠房核心區(qū)鋼構(gòu)施工一般采用逆做法、普通吊裝兩種施工方案。根據(jù)此次滑移經(jīng)驗，滑移方案在工期方面比普通吊裝節(jié)省35d，在施工成本方面比逆做法節(jié)省近350萬元。

4 結(jié)束語

無錫海辰半導(dǎo)體FAB廠房的屋面鋼桁架的安裝工程，完美地詮釋了鋼構(gòu)滑移技術(shù)在半導(dǎo)體項目的應(yīng)用，該項目鋼構(gòu)“滑移”方案成功的實施不僅在節(jié)約項目工期、降低項目成本方面取得了良好的效果，而且在鋼構(gòu)“滑移”技術(shù)方面積累了經(jīng)驗，為以后半導(dǎo)體項目大跨度鋼構(gòu)施工方案提供了新的方案選擇。