《双向鱼腹式钢桁架结构滑移施工技术.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《双向鱼腹式钢桁架结构滑移施工技术.doc（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、双向鱼腹式钢桁架结构滑移施工技术北京*篮球馆钢屋盖是由双向正交鱼腹式钢桁架组成的空间桁架体系。经比选采用三滑道，六滑轨，高空逐段拼装，多点顶推累积滑移施工技术。应用实践表明，采用多点顶推累积滑移技术，可加快施工进度，提高工程质量，并能保证结构及施工安全。北京*篮球馆的屋盖桁架是由双向正交鱼腹式钢桁架组成的空间桁架体系。体育馆轴线尺寸为120m120m，桁架的跨度为120m，间距12m，共26榀。桁架的端部高度均为6.3m而中部为6393m不等共7种类型。桁架上下弦和腹杆杆件截面为箱形或H型材料为Q345C，最大板厚50mm。屋架共有20个支座，分别位于主体结构四周20个混凝土柱子上其中结构四角
2、的支座为固定铰支座其余16个支座为滑动球铰支座。屋盖桁架外形如图1（图略）所示。考虑到桁架的断面特点、现场施工条件以及工期的总体要求等因素本工程对多种安装方案进行了比选，最终选定三滑道、六滑轨、高空逐段拼装、多点顶推累积滑移安装技术，最大滑移吨位达3500t。该项技术的成功应用，有效地解决了*篮球馆钢屋盖安装就位的难题。1技术特点(1)一般情况下，滑移工艺只适用于单向受力结构体系；但本工程通过增设中间滑道，增加了桁架在滑移过程中的受力支撑点，因而减小了桁架由于受力状态改变造成的不利影响，减小了桁架的下挠，使滑移工艺也能够适用于双向受力结构。(2)边滑道是利用混凝土结构中的拄顶槽形混凝土联系梁进
3、行刚度加强后，在其单肢上铺设钢轨形成的，可减少边滑道架设，充分利用现有结构，简化了施工措施，提高了滑移施工过程的安全性。(3)针对鱼腹式桁架的特点，通过在中滑道加设不同高度的滑移托架，解决了桁架下弦不在同一个标高的滑移问题。(4)通过加设柱脚荷载转换支架，解决了中滑道支撑胎架柱荷载传递的问题。(5)通过增设中间滑道，形成多滑道、多滑轨、多点顶推，分散顶推点所受应力。(6)通过采用液压同步滑移控制系统，可实现多点顶推同步滑移。(7)通过采用应力、变形实时监测系统，实现在滑移过程中对桁架的应力及挠度的监控，以保证结构的安全。2多点顶推累积滑移施工工艺流程首先根据施工条件及屋盖外形特点，利用混凝土主
4、体结构东西两边的槽型梁作为两条边滑道，中间位置加设一条临时支撑体系作为中滑道，形成三滑道(6条滑轨)的多点顶推高空累积同步滑移的施工工艺。在主体结构的北侧搭设一个135m宽的高空拼装平台。桁架在地面拼装胎架上拼装成一个个分段然后吊装到高空拼装平台上，拼装成一个稳定的、具有一定刚性的滑移单元，向前同步推进滑移12m；然后再连接、拼装下一个滑移单元，再向前同步推进滑移12m。如此拼装、滑移10次，完成整个屋盖的滑移。最后经落架，屋盖结构由施工中的受力状态逐步过渡到设计受力状态。(1)多点顶推累积滑移施工总体流程见图2所示。(2)屋面桁架滑移流程如图3所示。3施工准备(1)因增设了中间滑道，滑移过程
5、中的桁架既不同于胎架上的受力状态，也不同于最终的空间受力状态，而是变为三点受力状态，因此须在新工况下对原结构进行验算。某些杆件和节点需要加固，以保证在滑移状态下的强度及稳定性。(2)对滑移状态和过程进行计算机仿真分析，算出滑移每一步骤结构的每个部位的内力和位移，轨道、支撑架、滑移支座等节点的内力以及滑移方向结构的刚度。(3)设计及计算中间滑道支撑体系。(4)对边滑道槽形梁进行验算，算出滑移支撑反力及液压爬行器最大负荷等。(5)结合多点顶推累积滑移的特点，设计滑移连接点及辅助支架。4拼装平台及滑移支撑体系搭设41搭设高空拼装平台在主体结构的北侧搭设一个135m宽的高空拼装平台。拼装平台由格构柱与
6、平台桁架组成，为桁架的高空拼装提供支撑体系和作业平台。42搭设中间滑道支撑体系在主体结构的跨中位置架设一个由格构柱以及柱间桁架组成的中间滑道支撑体系，与结构两侧的边滑道形成三滑道、六滑轨、多点顶推的滑移支撑体系。当格构柱需穿过混凝土结构楼板并坐落于结构底板时，进行如下处理：(1)在格构柱穿楼板的位置预留孔洞；(2)由于结构底板承载力不能承受格构柱传下来的荷载，须搭设柱脚荷载转换支架，将格构柱传递的荷载，通过荷载转换支架传递到混凝土剪力墙，再通过剪力墙传递至墙下的混凝土基础。43加固混凝土槽形梁为保证混凝土槽形梁在滑移工况下两单肢能共同作用并具有足够的刚度，在槽形梁中部增加支撑杆件，如图4所示.
7、。5安装三条滑道上相关滑移设施(1)为保证滑移通过性良好，滑移标高比设计安装位置标高高出一定高度。(2)边滑道使用若干个箱型梁制成的滑移托梁承托桁架结构。(3)由于中滑道位置的屋盖桁架下弦标高不一致(呈鱼腹式)，而滑移轨道是水平的，为找平标高，在桁架与中滑道之间设置若干个不等高的滑移托座(树状支撑)与长方形托盘支撑桁架结构。滑移托座为5根钢管相汇的正四棱锥体，如图5所示。（图略）(4)为防止滑移托座在前进中倾覆，在前两组托座前端加设稳定支撑。(5)为防止推进力传至桁架下弦，造成下弦受到过大拉力而变形，在中滑道滑移托座之间安装传递拉力的拉杆。(6)在滑移托梁和托座下部设置挡板，以防止桁架在滑移过
8、程中轴线向外引起的偏移与扭转，使最终滑移到位时的状态与拼装时的状态一致，保持滑移的精度，利于准确就位。6铺设滑移轨道(1)滑移轨道两边轨道采用40kg型钢轨，中间轨道采用QU100(45kg)型标准钢轨。(2)中滑道上两条滑移轨道的布置对称于临时支撑支柱中心，间距15m；两侧边滑道各布置两条滑移轨道，分别在槽形梁的单肢上铺设。(3)轨道和预埋件通过压板连接，压板间距800mm。(4)轨道上表面水平度小于L1000。(5)轨道段接头处高差允许偏差小于lmm。(6)轨道下先二次灌浆，再用薄钢垫板找平垫实。(7)滑移支座安装就位前应涂抹黄油，轨道上表面涂抹黄油。7配置滑移系统根据计算，选取液压爬行器
9、、液压泵站及其他设施。本工程钢屋架滑移系统的配置如下：(1)采用8台TJG-000型液压爬行器，边滑道各2台，中滑道4台；(2)边滑道配置16kW液压泵站各1台，中滑道配置35kW液压泵站1台；(3)YT-1型计算机同步控制系统；(4)为更好地配合使用45kg轨道，特别研制了符合45kg轨道外形的推进器夹具。滑移系统配置如图7所示。8调试滑移系统液压滑移设备系统安装完成后，按以下步骤进行调试：(1)检查泵站上所有阀或硬管的接头是否有松动，并检查溢流阀的调压弹簧处于是否完全放松状态；(2)检查泵站启动柜与液压爬行器之间电缆线的连接是否正确：(3)检查泵站与液压爬行器主油缸之间的油管连接是否正确：
10、(4)系统送电，检查液压泵主轴转动方向是否正确：(5)在泵站不启动的情况下，手动操作控制柜中相应按钮，检查电磁阀和截止阀的动作是否正常，截止阀编号和爬行器编号是否对应；(6)检查传感器(行程传感器，位移传感器)，按动各台液压爬行器行程传感器的2L、2L-、L+、L-，使控制柜中相应的信号灯发讯：(7)滑移前检查：启动泵站，调节一定的压力(5MPa左右)，伸缩爬行器油缸：检查A腔、B腔的油管连接是否正确；检查截止阀能否截止对应的油缸；检查比例阀在电流变化时能否加快或减慢对应油缸的伸缩速度；(8)预加载：调节一定的压力(23MPa)，使楔形夹块处于基本相同的锁紧状态。9第n个滑移单元形成按一定的工
11、艺流程，在工厂制作厂内预拼装现场地面分段拼装分段吊装高空组装等步骤，形成第n个滑移单元。1O多点顶推同步累积滑移101同步滑移控制策略液压滑移应尽量保证各台液压爬行器均匀受载，并保证各个滑移点同步。根据上述要求，制定如下控制策略。将8台液压爬行器中的号、号以及号分为3组。将中间一组的4台并联，并设定为基准点，位于东侧的2台液压爬行器设定为主令点A；西侧2台液压爬行器设定为从令点B。滑移控制点平面布置如图8所示.。将基准点位置的液压爬行器滑移速度设定为标准值，作为同步控制策略中速度和位移的基准。在计算机的控制下从令点B以位移量来跟踪比对主令点A，根据两点问位移量之差L，取中值L2分别进行动态调整
12、，保证各台液压爬行器在滑移过程中始终同步。通过两点确定一条直线的几何原理，保证钢屋盖滑移单元及临时支撑结构在整个滑移过程中的平稳。如图9所示。102同步滑移控制手段1021滑移速度及精度液压滑移设备系统的推移速度取决于泵站的流量、楔形夹块切换和其他辅助工作所占用的时间。本工程滑移水平推移速度约10mh。液压向步滑移控制精度为5mm。1022传感监测系统(1)通过行程传感监测，获得主油缸的位置信息。(2)通过位移传感监测，获得各顶推点的相对和绝对位移信息。(3)通过油压传感监测，获知各顶推点的顶推力信息。(4)通过电机启动信号反馈，获知电机运行状况。(5)通过电磁阀电信号反馈，获知阀的工作状态。
13、(6)通过比例阀电流信号反馈，获得液压系统流量即顶推速度。1023计算机同步控制系统为保证6条滑道同步滑移，本工程采用计算机同步控制系统，通过数据反馈和控制指令传递，可实现全自动同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能。1024无线遥控技术为保证同步滑移，采用了计算机无线遥控系统。它是基于无线以太网的网络协议，使用扩频、跳频通讯技术，实现现场的实时监测与控制，实际应用最大无障碍传输距离为24km。该系统具有实时性好，可靠性高。测控范围广，抗干扰能力及保密性强，人机界面友好，使用方便灵活的特点。特别适用于旋转、移动设备或临时设施需要变动的场合。增加了操作的灵
14、活性和安全性。可实现单点对多点或单点对单点的无线传输。1025滑移过程监控措施(1)为使同步滑移过程中各液压爬行器的负载基本均匀，计算机控制系统通过同步传感器的位移测量，对滑移过程进行实时动态调整控制。(2)根据预先通过计算得到的滑移顶推工况各顶推点反力值，在计算机同步控制系统中，对每台液压爬行器的最大顶推力进行设定。当遇到顶推力超出设定值时，液压爬行器自动采取溢流卸载，以防因顶推点荷载分布严重不均，造成对钢结构和临时设施的破坏。(3)通过液压回路中设置的自锁装置及机械自锁系统，在液压爬行器停止工作或遇到停电等情况时，能长时间自动锁紧滑移轨道，确保滑移钢结构的安全。103滑移过程应力和变形的监
15、测10.3.1应力的监测监测的主要目的是通过现代化的监测技术，来监测滑移过程中屋面桁架体系和支撑胎架体系的结构应力变化情况，确保施工安全。具体方法是使用光纤光谱应变传感器来测量钢结构的应变，通过计算公式导换成杆件的应力值，再将已测得的应力值与计算分析的应力值对照，从而分析钢结构的应力情况是否为良性。1032变形监测变形监测主要指监测桁架滑移过程的挠度变化。检验施工验算分析得出的计算结果与实际施工情况的偏差，为下一步施工提供数据和警示。具体方法是在拼装平台桁架时采用水准仪测量，对已滑移的桁架采用全站仪反射贴片功能进行测量。11质量控制由于钢结构工程施工质量验收规范(GB50205-2001)中没有双向正交钢桁架结构安装允许偏差的具体检验数据，故施工中依据钢网架的验收标准，结合设计的要求，在保证安全及功能的前提下进行了调整，形成了五棵松体育馆钢结构安装允许偏差补充验收标准。同时对补充标准进行论证，并报送北京市建委进行企业标准备案。具体补充验收标准如下：(1)沿滑移方向即X方向就位偏差值为30mm(单个支座中心位置沿南北方向偏差不大于30mm)：(2)垂直于滑移方向Y方向就位偏差值为50mm(单个支座中心位置沿东西方向偏差不
