亚洲av狠狠做五月_在线看免费Av免费_中文精品久久久久国产_av在线无码播放

昆明新機場鋼屋蓋胎架滑移施工技術(shù)

作者:傅新芝 徐綱 吳文平 徐文秀 楊國松    
時間:2012-12-12 13:26:19 [收藏]
介紹了昆明新機場鋼屋蓋的胎架滑移技術(shù),并對胎架滑移施工過程進行模擬計算,重點闡述了滑移軌道的設(shè)置、胎架的設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù),實踐證明該施工技術(shù)保證了昆明新機場鋼屋蓋的順利安裝就位,取得了顯著的工期
    關(guān)鍵詞:昆明新機場 鋼屋蓋胎架滑移施工技術(shù)

    [摘 要]:介紹了昆明新機場鋼屋蓋的胎架滑移技術(shù),并對胎架滑移施工過程進行模擬計算,重點闡述了滑移軌道的設(shè)置、胎架的設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù),實踐證明該施工技術(shù)保證了昆明新機場鋼屋蓋的順利安裝就位,取得了顯著的工期效益和經(jīng)濟效益,可供此類工程參考。          
    [關(guān)鍵詞]:大跨度;鋼屋蓋;胎架;滑移
     
    1  引  言
          昆明新機場建設(shè)項目是國家“十一五”期間的重點建設(shè)工程,也是云南省特大型城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程。其定位是中國面向東南亞,南亞和連接歐亞的國家門戶樞紐機場,因此國家和云南省都對此給予高度重視,確定了“建世紀工程,立千秋偉業(yè),創(chuàng)中國一流”的項目目標,建設(shè)“節(jié)約型,環(huán)保型,科技型和人性化的現(xiàn)代化綠色機場”。建成后,昆明將成為繼北京,廣州,上海之后全國第四個擁有國家大型門戶樞紐機場的城市。
          昆明新機場航站樓,目前是我國單體投影面積和建筑面積最大的航站樓,其屋蓋為雙曲面外形,南北方向長約850m,東西方向?qū)捈s1120m,投影面積約17.828萬平米。在航站樓南端入口處有22m~32m的室外懸挑屋頂、北端局部區(qū)域設(shè)有11m的懸挑屋頂。屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)有6道溫度縫,將整個航站樓屋頂分為七部分,其中核心區(qū)(A區(qū))屋蓋面積最大,其東西長約328m,南北方向?qū)捈s277m,屋蓋面積約8.5萬平米。屋蓋主體采用曲面空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu),為四角錐網(wǎng)架和正交桁架系結(jié)合的網(wǎng)架形式。核心區(qū)(A區(qū))是屋蓋支承在彩帶結(jié)構(gòu)、懸臂鋼管柱、鋼管混凝土柱和搖擺柱柱頂,其他區(qū)域的屋蓋支承在懸臂鋼管柱和搖擺柱柱頂。網(wǎng)架通過三向固定鉸支座與下部支承結(jié)構(gòu)連接,整體效果圖如圖1所示。為了達到“彩帶”的建筑效果,建筑師將A區(qū)中心屋蓋支承結(jié)構(gòu)布置的十分簡潔流暢,各拱頂將作為屋頂網(wǎng)架支承點,如圖2所示。整個結(jié)構(gòu)線條流暢,造型新穎,但同時給施工帶來很大難度。
     

    \
    圖1.昆明新機場效果圖
     
    \
    圖2.A區(qū)彩帶軸測圖
     

    2  施工方案
          大跨度鋼屋蓋的安裝方法主要有高空散裝法、分條分塊吊裝法、高空滑移法、頂升法及整體吊裝法等[1-4]??紤]到本工程A區(qū)的結(jié)構(gòu)特點、場地條件以及施工工期等要求,最后采用高空滑移法中的設(shè)置滑移裝置,每次拼裝完一個單元后,滑移至下一位置組拼。
          鑒于象征“七彩云南”的七根彩帶中,(與滑移直接有關(guān)的是4#~7#彩帶),均各以中心SO1軸東西對稱。而在東西半?yún)^(qū)的彩帶拱頂高度均為從邊向中由“較高——較低——最高”呈馬鞍形變化。為此,折線式滑移軌道,也應(yīng)按“較高——較低——最高”而變化。這樣在滑移時,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)下口不會碰到彩帶拱頂。因此,滑移軌道就簡化為在邊上初始位置的拼裝區(qū)一段距離平行抬高一段高度,以讓開彩帶沿邊上一段為較高的拱頂;然后通過一段傾斜的過渡軌道,再與+10.20m樓層面上的水平軌道相連接。相反,如果是直接在+10.20m樓面上的水平軌道上滑移,那么就只能按該滑移分塊滑移至其真實位置前,能通過的邊上彩帶拱頂和中心彩帶拱頂而定下滑移胎架的高度。這樣滑移胎架就要做得足夠高,否則網(wǎng)架結(jié)構(gòu)就要與彩帶初始位置相碰無法滑移。雖然軌道的做法簡易,卻給滑移分塊到位后,往下降至網(wǎng)架真正位置高度時帶來巨大的麻煩:需將滑移胎架頂上的頂升油泵(其行程只允許≤300mm)多次下降,則相應(yīng)要將滑移胎架頂部結(jié)構(gòu)逐步割去。這樣工作繁瑣,且增加了大量極不安全的高空作業(yè),還會大大影響工程的周期和質(zhì)量。

     
          2.1 滑移分塊及滑移軌道布置
          由于A區(qū)屋蓋為對稱結(jié)構(gòu),取1/2模型進行分析,如圖3所示。
     

     \
    圖3.滑移分塊圖
     

    滑移分塊總共分為10塊,以6#彩帶所在的12軸對稱分兩區(qū),每區(qū)各分5塊,編號為A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10。滑移軌道共8條,分別位于3、4、7、8、11、13、15、18/5、軸上。其中滑移分塊A5、A10所在位置為安裝區(qū)域,即在該處對各個滑移分塊進行拼裝,然后沿著滑移軌道滑到鋼屋架結(jié)構(gòu)的設(shè)計位置,A9分塊直接吊裝,A5、A10分塊在其設(shè)計位置進行現(xiàn)場拼裝即可。在布置滑移軌道時,充分利用原有建筑結(jié)構(gòu)的混凝土梁作為軌道支撐,盡量避免對原有建筑結(jié)構(gòu)進行加固,減少臨時結(jié)構(gòu)費用支出。選取原混凝土框架第三層結(jié)構(gòu)梁鋪設(shè)八條滑移軌道,網(wǎng)架的滑移分塊下弦焊接球節(jié)點支承在滑移胎架上,通過液壓爬行器牽引胎架沿著軌道滑動。滑移胎架重復(fù)利用,每次滑到位后用臨時支撐換撐,滑走胎架,根據(jù)原建筑結(jié)構(gòu),滑移分區(qū)及軌道布置如下圖4所示。
     

    \
    圖4.軌道布置圖
     

    特別注意的是,滑移分塊A1~A5跨過5#彩帶,滑移分塊A6~A10跨過7#彩帶,故而在設(shè)計滑移軌道時需綜合考慮施工的可行性、以保證各滑移分塊可以順利通過彩帶。
          2.2 滑移胎架設(shè)計
          滑移胎架系統(tǒng)由格構(gòu)柱、聯(lián)系桁架組成(圖5),底部通過滑移箱梁與胎架連接,滑移箱梁上焊接耳板與液壓爬行器連接?;葡淞簲R置在滑移軌道上,在滑移箱梁與軌道接觸的兩側(cè)設(shè)置擋板,以便于適當(dāng)調(diào)節(jié)不同步的狀況。胎架尺寸及構(gòu)造如圖6所示。由于各分塊的安裝高度不統(tǒng)一,將胎架設(shè)計成標準節(jié)和非標準節(jié),通過組合調(diào)整,使胎架高度滿足各分塊的安裝要求。現(xiàn)場胎架及液壓爬行器如圖7所示。
     

     \
    圖5.滑移胎架圖
       
    \      
    圖6.胎架構(gòu)造圖

    \

    \
    圖7.現(xiàn)場胎架及液壓爬行器
     

    整個滑移結(jié)構(gòu)體系(網(wǎng)架、聯(lián)系桁架和滑移胎架)是一個剛性體。滑移過程中,在通過滑移軌道的變坡時,剛性體在斜坡上傾斜將會使上部網(wǎng)架重心前傾,增加施工不安全系數(shù),且這樣的結(jié)構(gòu)無法自適應(yīng)變形,因此在軌道平衡梁下設(shè)置轉(zhuǎn)鉸機構(gòu),如下圖8:
     

    \


          滑移胎架底部采用此機構(gòu)后,過斜坡時,滑移體系的自適應(yīng)過程如下:
     

    \ 
    圖8.滑移胎架底部自適應(yīng)體系及在斜坡軌道處的自適應(yīng)過程
     

    對于這種高空的鋼結(jié)構(gòu)在斜坡上滑移時,結(jié)構(gòu)是否會傾覆是必須考慮的問題,為此通過sap2000的計算,得出了滑移體系在斜坡滑移時并不會出現(xiàn)傾覆的結(jié)論;但是后排滑移胎架的雙軌鉸點反力中,存在一個為負的反力,即此鉸滑移過程中會出現(xiàn)上翹,這對于滑移施工是很不利的。對于這種高空結(jié)構(gòu),防傾覆也應(yīng)該作為一種安全保障。綜合考慮現(xiàn)場條件最后采用如下設(shè)計見圖9:

     \
    圖9.軌道處防傾覆裝置
     

    該反鉤機構(gòu)安裝在后排胎架的平衡梁底部,用于防止結(jié)構(gòu)的傾覆,通過計算后鉸點的上翹力并不大,此反鉤機構(gòu)完全能夠滿足抗彎要求。
          不過經(jīng)過滑移的實踐,可以對此機構(gòu)進一步優(yōu)化,使其在滑移過程中不僅可以防傾覆,而且可以起導(dǎo)向作用,防止滑移體系跑偏;結(jié)構(gòu)形式如下圖10所示:
     

    \
    圖10.防傾覆裝置改進型
     

    此結(jié)構(gòu)的局部放大圖11如下:
     

    \
    圖11.改進型詳圖
     

    此機構(gòu)的安裝位置也是后排胎架的軌道平衡梁下部。工作原理如下:當(dāng)滑移體系有傾覆或一個鉸翹起時,該機構(gòu)的輪子和軌道上翼緣下部接觸,防止結(jié)構(gòu)傾覆,且機構(gòu)的抗彎能力要明顯好于前面的反鉤機構(gòu)。而當(dāng)滑移體系跑偏時,輪子將和軌道腹部接觸防止跑偏,并可以很好的起到導(dǎo)向作用。
    滑移胎架底部安裝的轉(zhuǎn)鉸機構(gòu)雖然解決了結(jié)構(gòu)過斜坡的問題,但由此產(chǎn)生了局部結(jié)構(gòu)的傾覆問題,下圖12分別為后排胎架和前排胎架在斜坡滑移時,轉(zhuǎn)鉸下部結(jié)構(gòu)的受力圖:
     

    \
    圖12.在斜坡軌道處的滑移胎架下部轉(zhuǎn)鉸結(jié)構(gòu)受力圖
     

    通過受力分析可知,N和Fy產(chǎn)生的力偶為抵抗局部翻轉(zhuǎn)的力偶,對于防止該結(jié)構(gòu)的翻轉(zhuǎn)是有利的,為了增大此力偶,可以從增加力臂的長度考慮,設(shè)計如下圖13:
     

    \
    圖13.下部轉(zhuǎn)鉸處結(jié)構(gòu)改進型
     

    此滑撬結(jié)構(gòu)可以很好的增加力臂的長度,防止結(jié)構(gòu)繞轉(zhuǎn)鉸翻轉(zhuǎn),但此時滑撬結(jié)構(gòu)受彎,為了提高結(jié)構(gòu)的抗彎能力,滑板上面采用工字鋼,在滑板與平衡梁連接處焊后進行打磨平滑,這樣既可以很好的起到導(dǎo)向作用,而且避免出現(xiàn)滑板卡切軌道的情況。
          當(dāng)然,受滑雪用的雪橇啟發(fā),可以將結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計如下圖14:
     

    \
    圖14.轉(zhuǎn)鉸結(jié)構(gòu)改進型的優(yōu)化
     

    這種結(jié)構(gòu)不僅可以很好的起到局部抗翻轉(zhuǎn)作用,而且可以很好的起到滑移導(dǎo)向的作用。
          3  滑移過程有限元分析
          為了保證胎架系統(tǒng)在滑移過程中的整體穩(wěn)定性和安全性,有必要對滑移過程作模擬有限元分析,驗算在各種工況下的結(jié)構(gòu)承載力和變形。本文采用SAP2000有限元軟件做滑移分析,并取最重的分塊1作滑移計算。
          3.1 荷載工況
          3.1.1荷載(D)
          滑移胎架和網(wǎng)架自重。
          3.1.2風(fēng)荷載(W):考慮X向和Y向風(fēng)荷載,具體 
          風(fēng)荷載計算如下:
     

          \
          3.1.3荷載組合:
          1.0D+1.0WX,1.0D+1.0WY——驗算滑移軌道上部支撐點反力、滑移分塊下油缸反力、滑移分塊變形;
          1.2D+1.4WX,1.2D+1.4WY——滑移結(jié)構(gòu)整體應(yīng)力分布
          計算模型如圖15所示,其中軌道和滑移胎架接觸處為鉸接。

    \
    圖15.滑移分塊1計算模型
    3.2 油缸反力:
          滑移分塊1油缸編號如下:
     
    \
    圖16.滑移分塊1油缸編號

          各工況下,油缸反力如下表1所示:
    表1. 滑移分塊A1油缸反力
    \
     
    3.3 滑移整體變形及應(yīng)力比
          各工況下的滑移整體變形如圖17和圖18,兩種工況下的豎向變形分別為29.8mm、31.4mm。由于計算過程中出現(xiàn)部分桿件應(yīng)力不滿足要求情況,需進行換桿處理,換桿方案如下:HG1:φ114x5替換為φ133x6,HG2:φ89×4替換為φ159×6;HG3:φ89×4替換為φ159×6;HG4:φ133×6替換為φ159×10;HG5:φ133×6替換為φ159×10;HG6:φ133×6替換為φ159×6;HG7:φ114×5替換為φ159×6,桿位置圖如圖19所示。桿件替換后,結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平分布如圖20所示,構(gòu)的最大應(yīng)力比為0.87,滿足要求。且從應(yīng)力分布圖可以看出,應(yīng)力比較大的桿件主要分布在各油缸附近。
     
     \
    圖17.工況1.0D+1.0WX下整體結(jié)構(gòu)變形
     
    \ 
    圖18.工況1.0D+1.0WY下整體結(jié)構(gòu)變形
     
    \
    圖19.分塊1換桿位置圖
     
    \
    圖20.滑移分塊1整體應(yīng)力比
     
    4  結(jié) 論
          昆明新機場為大型樞紐機場,航站樓屋蓋為雙曲面外形,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,采用多軌道、變高度胎架、分組滑移施工方案,成功解決了空間復(fù)雜鋼屋蓋的安裝就位難題,整個施工過程順利完成,取得了良好的工期效益和經(jīng)濟效益。本文系統(tǒng)介紹了該工程滑移施工技術(shù)、滑移分塊、滑移胎架的設(shè)計以及滑移前的模擬分析,可為類似工程提供借鑒。
          參考文獻:
          [1] 陳安英.大跨度鋼結(jié)構(gòu)胎架整體滑移法施工技術(shù)[J].鋼結(jié)構(gòu),2008,23(9):75-76.
          [2] 李志剛,楊蔚彪.大跨度鋼屋架整體滑移方案有限元分析[J].鋼結(jié)構(gòu),2006,21(1):72-74.
          [3] 郭彥林.澳門綜合體育館主桁架整體提升及提升塔架分析[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報,2005,26(1):17-24.
          [4] 郭彥林,郭宇飛,劉學(xué)武.大跨度鋼結(jié)構(gòu)屋蓋落架分析方法[J].建筑科學(xué)與工程學(xué)報,2007,24(1):52-58.
          作者簡介:傅新芝(1973-),江蘇滬寧鋼機股份有限公司,工程師、一級建造師,
          傅新芝 徐綱 吳文平 徐文秀 楊國松  江蘇滬寧鋼機股份有限公司

    下載附件:
  • 點擊下載

  • "歡迎大家轉(zhuǎn)摘!轉(zhuǎn)載須注明中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)(www.theauctionhouseofdover.com)謝謝合作!"



文章標題
建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)--中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會建筑鋼結(jié)構(gòu)分會官方