双机位机库超大型网架整体提升技术

双机位机库超大型网架整体提升技术

中国东方航空公司双机位机库位于上海虹桥国际机场东北侧,其横向跨度l50m,纵向深度90m,面积14728m2,相当于两个标准足球场,可同时进行2架大型客机的维修、保养。机库共设32根钢筋混凝土立柱,呈凹字形分布。A轴处立柱为截面4m×2m、壁厚0.4m、高22.5m的矩形柱,其它为高25.9m的四肢组合柱。两种组合柱的四肢间由高70cm、宽25cm的混凝土梁连接,连梁间中心距一般为3m。由于大门处150m的跨度间不设柱子,因而A、B轴处4根柱子承受的荷载达网架总重量的三分之二。

该机库屋盖钢结构网架由21万套M22、M24扭剪型和M30大六角头的高强度螺栓将1000多种型号的杆件连接而成。提升网架重量3200t

第1章

提升方案的确定及提升系统组成目前国内一般采用的屋盖网架安装方法是:高空散装、分条分块安装、高空滑移、整体吊装等。根据该工程状况和网架的特点,决定采用“钢绞线悬挂承重、计算机同步控制、液压千斤顶集群整体提升，工艺进行网架整体连续提升。其方法是将液压千斤顶设置在永久结构上,悬挂钢绞线的上端与液压千斤顶固定,下端与提升物用锚具连在一起,液压千斤顶夹着钢绞线往上提,似井内提水将提升物提到安装高度。其施工流程如图6-5-1所示。

液压承重系统由工作柱、工作台、承重梁斗千斤顶、液压泵站、控制阀组、钢绞线、专用吊具、提升锚、保险锚、导向锚、导向架等组成。

控制系统由主控制室、吊点控制柜、泵站控制箱、行程传感器、高度传感器和通讯装置等组成。

第2章

提升前的准备工作

第1节

网架地面整体拼装

先对矢高18m的A、B主桁架进行单元拼装,再进行纵向矢高12m的副桁架及矢高6m和横向桁架单元拼装,最后进行全面的整体组装。拼装时要做好构件预检、摩擦面的处理工作并进行长度、宽度、对角线、水平度和起拱度的复测检验。拼装设备采用50~150t的履带式起重机。

第2节

提升点选定和液压千斤顶设置

根据提升网架的形式,承重柱上共可设置30个提升点,经计算分析决定设置26个。

对26个吊点受力情况进行计算分析,取各提升点中受力最大值作为提升时的荷载值,再考虑一定的安全系数,将84台各种规格的千斤顶组合成26套液压提升器,分别配置在26个提升点上。液压千斤顶选用穿心式,其提升能力为200t级和50t级两种,分别穿19根和6根直径为15.24mm、破断拉力260kN的高强度低松弛钢绞线。

第3节

主要技术措施矿

为加强提升阶段柱子的稳定性,将混凝土四肢组合柱的四周连梁改为“三面封闭、一面开口”,的形式,并在网架整体提升前将柱间的竖向构件安装完毕,使群柱联成一个整体。

根据各柱子的承重荷载情况与柱截面的不同进行埋件设计。在提升点的承重柱柱顶上设置4种形式埋件,供网架提升阶段提升工作柱安装时作固定焊接用。

为使组合柱的四股均匀受力,确保提升阶段柱子的稳定,选用搁置中心提升形式,即网架提升点受力中心与网架使用阶段搁置中心重合。

将网架提升点设在下弦节点处,提升阶段网架端部切为斜角状态,部分杆件后装,使提升工作柱终度限制在6m以下,这样既可减少施工用钢,又增加了提升阶段的安全度。

为保证钢绞线出千斤顶面时有1.5m左右的垂直状态,在工作台或承重梁面上设2.5m高导向架。

为保证液压千斤顶上拔钢绞线顺利,在导向架上增设导向锚。

为保证A、B轴与J7、J10重要提升点处的安全,在承重梁上增设安全锚。

为防止提升时风荷载引起网架的水平位移和对网架提升到位时的定位控制,在A轴柱和J4、J13柱处设置抗风滑道。

第4节

提升工作

4.1

空载调试

液压系统调试:调定高压泵站主泵和小泵的压力,并调节油缸活塞杆行程位置,安装泵站控制箱,接通单吊点、三吊点、五吊点的油缸,进行伸缸、缩缸、开锚、闭锚等动作。

控制系统调试:在完成静态运行和调整高差检测机构后,启动控制系统与执行系统。对26个吊点作单步、单周和控制试验,并作电网干扰、通讯干扰和停电试验。

4.2

带载调试

将各吊点与网架连接,预紧每根钢绞线,网架作短行程整体提升,调试液压系统压力、流量、速度、时间、高差等各种控制参数。

4.3

正式提升

1.启动提升系统,开始整体提升。提升时以B1提升点为网架整体提升水平控制基准点,在计算机控制下将各提升点与B1基准点间的高差值控制,在5mm内。

2.为确保提升点间的高精度升差控制,增设辅助监测方法。即在每台高度传感器传动装置的注塑传动钢丝绳上设置计量刻度,直观地观察各提升点的高度值。

3.提升中对主要承重柱使用经纬仪进行垂直位移观察。

4.网架提升到超过搁置标高约30cm处停止提升,安装相应的搁置钢肩梁和球铰支座。调整各安置点的水平及标高后,将网架整体下降到球铰支座上,然后按设计要求进行焊接固定后拆除提升设备。

网架整体连续提升历时4d共82h,提升行程23m,最后成功地安装在柱顶上。

第5节

提升难点与对策

l.由于网架的面积极大,提升时共设26个吊点。而网架的本身结构状况,使整体网架为非双向对称,其重量也不均匀。这样造成多吊点的荷载差别甚大,最重的达600kN,最轻的不到30kN,荷载差异比例达2021,给网架整体提升中的同步控制带来了困难。为此自行开发研制了计算机同步控制系统,在提升中将各吊点与基准点间升差控制在5mm内,主要承载柱变形小于2mm,顺利地实现了高精度控制和高质量施工,并创造了国内网架整体提升中跨度最大、面积最大、吊点多且荷载差异最悬殊、提升点间的高差最小的4个新记录。

2.提升中为保证承重柱的安全稳定,应在承重柱的开口处加装型钢连梁。该连梁在提升过程中要根据网架的提升高度由施工人员对其进行上拆下装。但经验算分析后,对承重柱仅采取适当的局部加强措施,便取消了提升中安装临时连梁的工序,保证了连续提升,减少了劳动强度,避免了提升时拆装连梁作业的安全问题。

3.安装提升承重系统的常规作法是将液压千斤顶安置在提升点处,然后再在高空将钢绞线逐一穿人千斤顶内,这样费时费力且工效很低。我们对提升承重系统中的84只千斤顶和712根钢绞线均采取了地面组装,再用现场设备进行高空一次就位的安装方法,提高了承重系统的安装质量、速度和安全度。

4.实践证明,提升时不设辅助柱,利用永久柱作为网架提升承重柱的作法,使网架在提升阶段与使用阶段的受力基本一致,避免了设置辅助柱和因设置辅助柱而进行地基加固所需的材料、人工等费用的支出以及工期的占用,其经济效益和社会效益显著。