大跨度钢结构计算机控制高空整体滑移及卸载施工技术_李建全

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2012 年全国钢结构设计与施工技术学术交流会论文集[2012-12]
李建全，等：大跨度钢结构计算机控制高空整体滑移及卸载施工技术
33线不参与滑移，待滑移单元安装到位后对上述结
支持区
支持区
构和滑移单元之间的构件进行补缺安装。 2.1 单榀桁架地面组拼
玻璃板库
本工程钢结构主桁架跨度大、断面高，属超长
3）施工工期紧张，且施工高峰期正值春节及 梅雨季节；核心区钢结构安装的同时，周边支持区
3 滑移单元划分及整体验算 根据钢结构的结构形式、规模大小以及滑移和
卸载设备数量，本工程钢结构滑移分为四个滑移单 元，即滑移单元A（32～26线）、滑移单元B（25～ 19线）、滑移单元C（18～12线）、滑移单元D（11～ 3线），并采用Spa2000软件对滑移单元同步滑移及 卸载进行计算机模拟验算，复核滑移和卸载过程中 钢屋盖的强度、刚度是否满足要求，计算出不同步 滑移和卸载时的最大控制位移值，以免因不同步滑 移和卸载对结构造成破坏及施工人员生命安全，并 据此对滑移单元提出结构加固措施。
1）该高洁净度厂房施工面积大（55000m2）、 整体滑移到安装位置并整体同步卸载。
跨度大（跨度为161.4m）、单榀屋架重量重（约75t）； 二层华夫板楼板承载力较低且华夫板表面孔洞较 多，如果用吊车直接站在楼层板上吊装，需对对楼 层板进行加固以及对华夫板进行保护。
2）钢桁架跨度大（单榀最大跨度34.8m），制 作厂内分两段加工出厂，需在安装现场组装后吊装。 如果采取华夫板面上组装、吊装，构件上华夫板面 以及运输到组装位置的工作量巨大，且钢桁架的拼 装胎架需进行多次移位，增加现场组装工作量和施 工难度。
THE COMPUTER CONTROLLING THE OVERALL ALTITUDE SLIP AND UNINSTALL CONSTRUCTION TECHNOLOGY OF LARGE-SPAN STEEL STRUCTURE
Li Jianquan1 Xiong Zhonglan1 Chen Zhicheng1 Lin Yi1 Song Wenjie2 Le Yunzhi2 （1.MCC5 Group Corporation Limited(shanghai)，Shanghai，201900 2.Shanghai TXMEC Technology Co.,Ltd.，Shanghai，200092）
施工技术篇
大跨度钢结构计算机控制高空整体滑移及卸载施工技术
李建全1 熊中兰1 陈至诚1 林 逸1 宋文杰2 乐云智2 （1.中国五冶集团上海有限公司，上海 201900
2.上海同新机电控制技术有限公司，上海 200092）
摘 要：本文总结介绍了厦门天马M1主厂房钢结构计算机控制整体滑移及卸载施工技术，内容主要包括滑移单元 的划分，滑移单元钢结构高空安装及计算机控制累积滑移、滑移单元整体滑移和同步卸载，钢结构滑移及卸载的 同步控制。本施工技术先进合理，安全可靠，对同类型钢结构滑移及卸载有良好的借鉴意义，具有推广应用价值。 关键词：滑移单元 累积滑移 整体滑移 整体卸载 同步控制
滑移单元结构吊装利用100t履带吊在厂房西
载”的施工方法。南北两侧框架结构及1线、2线、 山墙集中吊装。首先，在华夫板楼层上高空安装第
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施工技术篇
一榀桁架、第二榀桁架及之间的联系构件，使之形 成稳定结构体系。然后利用计算机控制的液压爬行 器作为驱动设备对滑移单元进行第一次结构滑移， 滑移距离为一个柱距10.8m；然后依次安装下一榀 桁架及系杆件后进行滑移单元的第二次滑移。滑移 单元其余桁架均采用上述方法进行滑移，直到滑移 单元所有桁架安装完毕，然后整体滑移到安装位置 并卸载。钢结构高空安装及滑移施作见图3。
部混凝土柱顶四周钢筋穿出华夫板面1.5m，导致钢 结构滑移无法顺利实施。为保证钢结构滑移顺利实 施，将华夫板楼板上妨碍钢结构滑移的露出华夫板 表面的钢筋作预处理，以保证滑移轨道、液压爬行 器和钢结构顺利通过。
安装采用“单榀桁架地面组拼、滑移单元高空拼装 5 钢结构整体滑移施工工艺
及累积滑移、滑移单元整体滑移、滑移单元同步卸
导向和横向限制支座水平位移的作用。本工程分别 在F轴、G轴、H轴、J轴、K轴、L轴+6.750m华夫板 面设置6条QU43型钢轨滑移轨道，轨道端头设置挡 块；滑道中心线与轨道梁中心线偏移度控制在3mm 以内；滑道的接头高差不大于1mm；同跨轨道水平 投影轨距偏差控制在10mm之内。 5.2 滑靴构造设计
钢结构滑移通常是在钢柱柱底安装滑靴与钢 轨直接接触，由驱动设备提供动力克服滑靴与钢轨 间的摩擦力实现结构整体移动。由于本工程钢柱底
5.3 液压爬行器的布置及连接件构造设计 (1）液压爬行器的平面布置
液压爬行器设置在滑移单元第一榀主桁架下 的钢柱柱脚处，通过液压爬行器连接耳板及销轴与 顶推点连接耳板相连。液压爬行器（顶推器）作为 滑移驱动设备，一端以楔型夹块与滑移轨道连接， 另一端以铰接点形式与钢柱连接，中间利用液压油 缸驱动爬行。 (2）液压爬行器的选用
两侧向中间对称分批分级同步卸载工艺，即先进行
G轴和K轴钢结构同步卸载，然后进行H轴和J轴同步
卸载，最后进行F轴和L轴同步卸载，这样完成整个
卸载单元结构的第一次卸载。第一次卸载完毕后，
重复以上卸载流程进行后续的结构同步卸载。分批
分级同步卸载的卸载行程小（根据施工验算一般可
控制在30-50mm以内），易于保证侧向稳定性。
ABSTRACT: This paper summarizes the computer controlling the overall slip and uninstall technology in construction of the M1 main steel plant in Xiamen TianMa project , mainly including the slip of unit division, the computer controlingl altitude segmented cumulative slip of steel trusses, overall slipshift and overall uninstall, steel structure slip and uninstall the synchronization control. Thereby certify it that is a advanced construction technology , reasonable、safe and reliable, has a good reference to the other same type of Steel Structure slip and uninstall and with the popularization and application value. KEY WORDS: Slip block Cumulative slip overall slip Overall uninstall Synchronous control
1 工程概况 1.1 项目概况
厦门天马第 5.5 代低温多晶硅（LTPSTFT-LCD） 及彩色滤光片（CF）生产线项目，位于厦门市火炬 （翔安）产业区，首期投资 70 亿元，设计产能为 年加工 36 万片阵列玻璃基板和 72 万片彩色滤光片 玻璃基板，为国内第一条、全球第二条 LTPSTFT-LCD 生产线，是福建省和厦门市重点工程项目之一。 1.2 结构体系
部正中央设计有十字形抗剪键，与滑移轨道干涉。 因此，需设计钢结构滑移专用滑靴，既要确保滑移 顺利实施，又不得破坏抗剪键。专用滑靴为双层焊 接结构，上部开槽以容纳抗剪键，滑靴与柱脚板采 用M30的8.8级螺栓固定。滑靴模型见图4。
图4 滑靴三维模型示意图
图3 钢结构高空安装及滑移施作图
5.1 滑移轨道的设置 滑移轨道在整个钢桁架滑移过程中起到承重、
洁净车间核心区 桁架区域
超宽构件，主桁架制造厂内分段制作出厂送现场。 为加快吊装速度，减少高空安装和焊接工作量，在
办公区
M1主厂房西侧进行桁架地面组拼后吊装。
2.2 滑移单元高空安装及累积滑移
框架区域
配电室源自文库
办公区
本工程参与滑移及卸载的钢屋架共30榀，根据
图1 M1主厂房平面示意图
施工需要划分为四个滑移单元。滑移单元所有构件 在主厂房西山墙1～3线进行高空安装，安装顺序依
图 6 液压爬行器工作状况
5.4 钢结构加固处理 钢结构加固处理主要是防止结构在滑移过程
中的结构变形和滑移平面外失稳而采取的针对性 临时措施。
钢屋架结构滑移安装过程中，顶推力及摩擦力 会对钢柱产生绕其根部的较大附加弯矩，对结构稳 定性和安全性不利。为此，在沿轨道方向每相邻的 两个钢滑靴之间临时设置一根水平支撑，液压顶推
本工程钢结构滑移驱动设备选用TX-80-J型液 压爬行器，其额定顶推力为100t。每个滑移单元共 设置6个顶推点，共计需要6台液压爬行器。最大滑 移单元D钢结构重量约为1600t，滑块与滑移轨道间 的摩擦系数取0.15，荷载不均匀系数取1.2，则滑 移 单 元 钢 结 构 滑 移 所 需 总 顶 推 力 F1=1.2 × 0.15 × 1600t=288t ； 液 压 顶 推 器 的 总 顶 推 力 为 F2=6 × 100t=600t＞F1；满足滑移施工的要求。 (3）液压爬行器连接件构造设计
框架区域
桁架区域
框架区域
据滑移施工顺序从32轴线向3轴线倒推进行。滑移
单元钢结构安装采取累积滑移施工工艺，钢结构高
空拼装和滑移交替进行，每次滑移一个柱距，直至
图2 钢屋盖结构立面示意图
整个滑移单元钢结构安装完毕。 2.3 滑移单元整体滑移和同步卸载
1.3 工程难点
滑移单元所有结构安装完毕以后，该滑移单元
厦门天马 M1 主厂房分为核心区和支持区两部 分。其中，核心区主厂房为砼框架+钢结构的两层 厂房结构，厂房基础为大筏板基础，二层（+6.75m
主厂房钢结构为单层7跨连续结构，长度为 337.2m，总跨度为161.4m，每跨跨度分别为8.5m、 34.8m、30m、24m、30m、27.6m、6.5m，主桁架最 高点设计标高+22.2m。厂房中间五跨为钢桁架结构， 钢 柱 采 用 箱 型 柱 □ 500 × 500 × 18 ， 基 本 柱 距 为 10.8m，钢柱通过地脚螺栓与下部砼框架柱刚接， 钢柱柱脚以上1.5m范围内外包钢筋混凝土，屋面桁 架为H型钢变腹式框架梁，桁架最大矢高6.0m。周 边为钢框架结构，钢柱为H型钢柱，屋面梁为H型钢 梁。构件材质除屋面上下弦支撑为Q235B以外，其 余均为Q345B，钢结构安装实物量约8000t。钢屋盖 结构平面和立面示意见图1、图2。
以下）为华夫板结构，二层以上（+6.75m 以上）为 钢结构，屋面系统为 166H 双层断热气密工法压型 金属屋面。该厂房是国内目前最先进、最大的 TFT—LCD 生产厂房，属高洁净度电子厂房。
第一作者：李建全，中国五冶集团上海有限公司，上海 市宝山区铁力路 2501 号，邮编：201900 Email: 929309435@qq.com 收稿日期：2012-11-08
建筑物与钢结构同时施工，钢结构构件堆场及构件 4 砼柱顶结构处理
倒运存在困难。
本工程钢柱柱脚以上1.5m外包钢筋混凝土，下
2 钢结构安装方案的确定 本工程钢结构安装须在二层华夫板结构施工
完毕后方可开始安装，吊装机械无法跨内作业，常 规钢结构施工方法无法满足施工需要。经反复研究， 我们提出钢桁架区域F～L轴/32～3线厂房钢结构
液压爬行器通过连接耳板及销轴与滑移单元 第一榀主桁架下部钢柱钢滑靴的顶推点连接板相 连，其构造型式见图5，液压爬行器工作状况见图6。
图 5 液压爬行器连接件构造图
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李建全，等：大跨度钢结构计算机控制高空整体滑移及卸载施工技术