钢结构屋面液压滑移北京集成电路生产厂房毕业论文Word格式.docx

钢结构屋面液压滑移北京集成电路生产厂房毕业论文Word格式.docx

《钢结构屋面液压滑移北京集成电路生产厂房毕业论文Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢结构屋面液压滑移北京集成电路生产厂房毕业论文Word格式.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

4.4滑移拉杆设计16

4.5主要设备选取16

5质量控制17

5.1液压系统同步控制17

5.2滑移前准备及检查18

5.3滑移过程质量控制19

5.4安全文明施工21

6应急预案22

6.1现场设备故障应急预案22

6.2附属设施破坏应急预案23

6.3自然环境影响应急预案23

7其他23

7.1施工用电23

7.2滑移速度23

7.3主要设备23

致谢23

主要参考文献23

1绪论

1.1课题背景

本工程对象为北京集成电路生产厂房，属钢屋盖桁架结构的液压滑移，滑移区域标高+19.65米~+33.23米，桁架自身高度约13.58米，横向建设规模为33.2米（X~B1轴线），纵向建设规模为201.6米（1~43轴线），总用钢量约1500吨，钢屋盖桁架通过专业支座与下部混凝土结构框架柱相连。

图1.1桁架结构剖面示意图

图1.2桁架结构立面示意图

图1.3桁架结构立面示意图

1.2液压滑移施工内容

考虑屋面桁架结构特点及施工工况，在屋面桁架滑移作业施工中，主要完成如下内容：

1.2.1确定液压爬行器外形尺寸和布置；

1.2.2确定滑移轨道的型号，确定布置形式和安装要求；

1.2.3实施逐单元累积滑移；

1.2.4所有结构单元整体滑移至安装位置。

2方案简述

2.1工况分析

屋面桁架结构纵向202m，横向33m，结构自重较大，且杆件众多。

安装高度19.7~33.2m，若采用常规的分件高空散装方案，需要搭设大量的高空脚手架，不但高空组装、焊接工作量巨大，而且存在较大的质量、安全风险，施工的难度也可想而知，对整个工程的施工工期会有很大的影响。

根据以往类似工程的成功经验，若借助Y、B1轴线框架柱，并利用原有的混凝土梁作为滑移梁，混凝土梁经过适当处理使其上表面与框架柱柱顶齐平，滑移梁上表面及柱顶通长铺设滑移轨道，在屋面桁架的端部做临时拼装胎架，再在拼装胎架上散件逐榀拼装桁架，然后利用“液压同步滑移施工技术”将其累积、整体滑移到位。

该安装工艺将大大降低安装施工难度，并于质量、安全和工期等均有利。

2.2方案思路

根据现场施工条件和钢结构自身特点，对钢屋盖桁架结构可采用单个组合桁架独立滑移或整体滑移两种方案。

本案中，综合考虑现场条件，采用以上两种方法相结合的方式进行滑移施工。

将整个屋面结构分为3个滑移单元，单元C由7榀主桁架及其间次结构组成，A、B单元由6榀主桁架及其间次结构组成。

（如图2.1）

图2.1滑移单元划分示意图

A、B、C三滑移单元均采用先独立滑移后整体滑移的施工方式进行：

首先在拼装区域内拼装第一个滑移单元（A单元）的前两榀主桁架及其间次结构，将其组成一个稳定整体；

同步向前顶推9.6米，暂停，在拼装胎架继续拼装下一榀桁架及其间次结构，前三榀主桁架及其间次结构形成整体后，继续顶推滑移9.6米，暂停；

类似上述流程，逐步完成滑移单元A的累计滑移，当前6榀桁架累计滑移完成后，将整个滑移单元A整体滑移至设计位置。

采用类似方法，完成B单元、C单元桁架结构的滑移安装，并用吊机完成各个滑移单元直接的补杆，整个安装过程完成。

拼装区域设置在1~3轴线，宽度约10米。

2.3滑移工程量

累积、整体顶推滑移的屋面桁架区域为，横向X~B1轴线，纵向为1~43轴线。

平面尺寸为33m×

202m，滑移单元单重约500t，总重约1500t。

2.4流程简述

屋面桁架结构滑移的施工流程主要分为如下8个步骤：

第一步：

设置临时支撑和拼装胎架；

第二步：

安装布置滑移梁，铺设滑移轨道；

第三步：

在拼装胎架上分段组装待滑移桁架结构；

第四步：

液压爬行系统设备安装、调试，第一单元滑移；

第五步：

在拼装胎架上分段组装桁架，并与第一单元结构形成整体，滑移；

第六步：

重复第四、五步，单元A共7个滑移单元，单元B、C各6个滑移单元（单元A、单元B、单元C需整体滑移）；

第七步：

桁架结构整体滑移到位；

第八步：

屋盖结构整体顶升一定高度，拆除滑移设施及临时支撑，屋盖卸载就位。

具体滑移流程如下图所示：

图2.2

STEP1：

土建框架柱施工完毕，在B1、Y轴线框架柱及其间混凝土梁上方通长铺设滑移通道；

在1~3轴线内搭设脚手架作为拼装平台（约10m宽）；

图2.3

STEP2：

在拼装平台上首先吊装单元A第一滑移单元，并安装好液压爬行器，连接泵源系统，调试设备，确保正常后启动2条轨道上的爬行器；

图2.4

STEP3：

2条轨道上的爬行器同步顶推滑移向43轴线方向滑移9.6米（1个柱距），离开拼装平台位置，暂停；

图2.5

STEP4：

继续在拼装平台位置吊装好下一滑移单元；

图2.6

STEP5：

重复上述流程，直至单元A最后滑移单元拼装完成，即整个单元A累积滑移拼装完成；

图2.7

STEP6：

单元A屋面桁架整体滑移至设计位置；

图2.8

STEP7：

在拼装胎架组装单元B屋面两主桁架及其间空间次结构；

安装液压爬行器，调试系统；

图2.9

STEP8：

同单元A的累计滑移方法，累计滑移单元B所有桁架结构；

图2.10

STEP9：

同单元A的整体滑移方法，整体滑移单元B屋面桁架结构至设计安装位置；

图2.11

STEP10：

同单元A、单元B的累计和整体滑移方法，将单元C屋面桁架结构滑移至设计位置；

图2.12

STEP11：

单元A、单元B、单元C整体滑移到位后，吊车原位补装后装杆件，屋面安装工作完成。

2.5方案优点

本工程中采用液压同步滑移技术进行安装，具有如下的优点：

✓与传统的卷扬机钢丝绳（钢绞线）牵引不同，顶推滑移启动和制动时，不会因为有柔性钢绞线（钢丝绳）的延伸而使得钢屋盖抖动或颤动，且液压爬行器滑移过程的推进力及推进速度可测和可控。

计算机系统通过传感器检测液压爬行器的推进力及速度，控制各爬行器之间的协调同步，当有意外超载或一定的同步超差时，系统会及时做出调整并发出报警信号，从而使滑移过程更加安全可靠；

✓液压爬行器顶推滑移时，与牵引（钢绞线柔性连接）滑移方式不同，液压爬行器与待滑移构件间采取刚性连接，该连接方式对于滑移跨度及跨距较大、榀数较多的屋盖时，其各滑移（顶推）点的同步性控制较好，各榀屋盖框架柱（支座）就位准确性高；

✓设备体积小、重量轻，可扩展组合，多点推拉，分散构件、框架柱、滑移梁的受力；

✓推移顶推反力由距构件很近的一段轨道直接承受，因此对轨道基础处理要求低；

✓顶推滑移启动、制动时的加速度极小，框架柱、滑移梁上不会有过大的动荷载，使得滑移临时设施用量降至最小；

✓每榀拼装的屋盖与累积滑移可同时施工，互不影响，加之液压滑移作业绝对时间较短，能够有效保证屋面屋盖的安装工期；

✓桁架拼装区域可借用原有的框架柱等结构，使得临时设施用量降至最小，有利于施工成本的控制；

✓有类似的滑移成功案例。

2.6工程案例

与本工程类似安装工艺，采用液压同步滑移技术进行结构安装成功的工程如下图所示：

图2.13上海NEC&

SVA电子厂房钢屋面

滑移总重量约4000吨，滑移距离约400米

图2.14郑州新郑国际机场钢屋盖

滑移总重量约5200吨，滑移距离约400米

图2.15广东博物馆钢屋盖

滑移总重量约8500吨，滑移距离约120米

图2.16广东平海电厂钢屋盖

滑移总重量约1600吨，滑移距离约152米

3液压滑移系统

3.1主要技术

3.1.1液压同步滑移

“液压同步滑移技术”采用液压爬行器作为滑移驱动设备。

液压爬行器为组合式结构，一端以楔型夹块与滑移轨道连接，另一端以铰接点形式与滑移胎架或构件连接，中间利用液压油缸驱动爬行。

液压爬行器的楔型夹块具有单向自锁作用。

当油缸伸出时，楔型夹块工作（夹紧），自动锁紧滑移轨道；

油缸缩回时，夹块不工作（松开），与油缸同方向移动。

爬行器工作示意图如下：

图3.1爬行器工作示意图

步骤1：

爬行器夹紧装置中楔块与滑移轨道夹紧，爬行器液压缸前端活塞杆销轴与滑移构件（或滑靴）连接。

爬行器液压缸伸缸，推动滑移构件向前滑移；

步骤2：

爬行器液压缸伸缸一个行程，构件向前滑移300mm；

步骤3：

一个行程伸缸完毕，滑移构件不动，爬行器液压缸缩缸，使夹紧装置中楔块与滑移轨道松开，并拖动夹紧装置向前滑移；

步骤4：

爬行器一个行程缩缸完毕，拖动夹紧装置向前滑移300mm。

一个爬行推进行程完毕，再次执行步骤1工序。

如此往复使构件滑移至最终位置。

图3.2液压爬行器现场示意图

3.1.2计算机同步控制

液压同步滑移施工技术采用计算机控制，通过数据反馈和控制指令传递，可全自动实现一定的同步动作、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。

图3.3液压爬行控制系统组态人机界面

3.2主要设备

3.2.1自锁型液压爬行器

自锁型液压爬行器是一种能自动夹紧轨道形成反力，从而实现推移的设备。

此设备可抛弃反力架，省去了反力点的加固问题，省时省力，且由于与被移构件刚性连接，同步控制较易实现，就位精度高。

图3.4自锁型液压爬行器

3.2.2液压泵源系统

液压泵源系统为爬行器提供液压动力，在各种液压阀的控制下完成相应动作。

在不同的工程使用中，由于顶推点的布置和爬行器的安排都不尽相同，为了提高液压滑移设备的通用性和可靠性，泵源液压系统的设计采用了模块化结构。

根据顶推点的布置以及爬行器数量确定泵源的数量，可进行多个模块的组合，每一套模块以一套泵源系统为核心，可独立控制一组液压爬行器，同时可进行多顶推点扩展，以满足实际顶推滑移工程的需要。

图3.5液压泵源系统

3.2.3同步控制系统

同步控制系统由动力控制系统、功率驱动系统、计算机控制系统等组成。

主要完成以下两个控制功能：

✓集群爬行器作业时的动作协调控制。

滑移工作中，每台爬行器都必须在计算机的控制下协调动作，为同步滑移创造条件。

✓各点之间的同步控制是通过计算机网络来控制爬行器的同步运行，保持被顶推构件的各点同步运行，以保持其滑移姿态。

操作人员可在中央控制室通过液压同步计算机控制系统人机界面进行液压滑移过程及相关数据的观察和（或）控制指令的发布。

图3.6液压传感系统

图3.7计算机同步系统主控制器

3.3技术特点

1、滑移设备体积小、自重轻、承载能力大，特别适宜于在狭小空间或室内进行大吨位构件、设备的水平滑移；

2、抛弃传统反力架，采用夹紧器夹紧轨道，充当自动移位反力架进行推移；

3、可多点推拉，分散对下部支承结构的水平载荷；

4、推移反力作用点距滑移支座支承点很近，对轨道安装要求低；

5、液压爬行器与被推移物刚性连接，传力直接，就位准确性高；

6、工作可靠性好，故障率低；

7、液压爬行器具有逆向运动自锁性，使滑移过程十分安全，并且构件可以在滑移过程中的任意位置长期可靠锁定；

8、设备自动化程度高，操作方便灵活，安全性好，可靠性高，使用面广，通用性强。

4方案详述

4.1滑移通道布置

4.1.1滑移梁

依据屋面桁架结构受力及下部混凝土框架等条件，本案液压滑移作业共计布置2条滑移通道，分别布置原结构支座位置处。

在B1、Y轴线利用原结构框架柱及其间混凝土连梁设置。

滑移通道包括滑移梁及滑移轨道，滑移轨道设置于滑移梁正上方。

本工程滑移过程中，无需再单独设置滑移梁，可直接利用原结构混凝土梁作为滑移梁。

（混凝土梁用作滑移梁需做承重校核，根据滑移结构最大支座反力为570KN计算，梁顶端需与柱顶平齐，在上方直接铺设滑移轨道）

框架立柱

混凝土梁

图4.1滑移梁示意图

4.1.2滑移轨道

滑移轨道在整个滑移过程中起承重导向和径向限制构件水平位移的作用。

根据现场工况，本工程需在B1轴线和Y轴线的滑移梁上通长布置两条滑移轨道，每条轨道长约205m，轨道由于滑移距离较长，滑移轨道需进行分段现场拼接施工。

为了能够在预定工期内开展并顺利的做好屋面的滑移工作，所以在滑移之前，轨道现场安装的精度需予以保证。

轨道压板

43KG钢轨

图4.2滑移轨道布置示意图

为保证滑移轨道顶面的水平度，降低滑动摩擦系数，滑移梁及滑移轨道在制作安装时，应做到：

✓滑移轨道选用43KG热轧钢轨（GB2585-2007）；

✓对滑移面的平面度进行变形矫正；

✓对滑移轨道垂直方向弯曲矢高应控制在0～+8毫米；

✓滑移轨道上表面应进行手工除锈，打磨光滑；

✓每段滑移轨道接头高差目测为零，焊缝接头处应打磨平整；

✓正式滑移前轨道与滑靴各接触面需均匀涂抹黄油润滑；

✓滑移轨道两侧每隔800mm需设置轨道压板固定。

✓轨道每隔一米用油漆画上标记，用以在滑移过程中进行辅助监测同步情况，以利于及时调整。

图4.3滑移轨道示意图

图4.4轨道压板示意图

4.2滑靴设计

为保证结构由拼装位置滑移至就位位置，屋面钢结构需在指定位置与下部混凝土框架进行分离。

本工程中，屋面结构通过螺栓连接于框架柱顶埋件。

依据大量类似工程经验，本工程采用如下方案：

将屋面结构在桁架支座底部封板与柱顶埋件分离，桁架支座底部封板底面作为滑移面，作为滑移专用滑靴。

将滑移轨道架设于B1、Y柱脚螺栓内侧，以便爬行器底座通过柱顶时不与柱脚螺栓发生干涉。

支座底部封板（滑靴）下设置限位挡板，用来限制滑移过程中结构沿轨道左右方向偏移。

支座封板

图4.5滑靴示意图

4.3滑移顶推点

采用液压爬行器顶推构件滑移，在设置爬行器的支座位置需对应设置专用的顶推点，顶推点的设计必须同时考虑滑移轨道的形式和钢屋盖的结构形式，使其能有效的传递水平摩擦力。

本工程中，采用直接在原结构支座处立柱上焊接耳板作为顶推点。

液压爬行器与顶推点采用连接耳板＋销轴连接，方便拆装，并保证了顶推点具有一定的自由度。

考虑在第一榀主桁架支座处设置顶推点可能产生较大弯矩，故在每滑移单元的第二榀主桁架支座处设置顶推点。

筋板

顶推耳板

图4.6顶推点示意图

4.4滑移拉杆设计

由于沿滑移顶推点布置方向原结构有水平连杆，支座节点处的水平连杆与滑移顶推点将产生干涉，因此需要将干涉水平杆进行一定处理，本方案中将原有水平拉杆抬高200mm，并进行局部加固。

加固杆件

原杆件抬高200mm

图4.7滑移拉杆示意

图4.8滑靴挡板安装

4.5主要设备选取

本工程中根据现场施工条件和屋面桁架结构的外形特点，采用钢结构桁架累积、整体液压滑移安装的施工工艺。

配合本施工工艺的先进性和创新性，主要使用如下关键技术和设备：

Ø

液压同步滑移施工技术；

TJG-1000型液压爬行器；

TJV-30型液压泵源系统；

YT-2型计算机同步控制系统。

4.5.1液压爬行器配置

考虑滑移工况为单元整体滑移，根据滑移流程及支架底部反力，拟在每条轨道布置1台TJG-1000型液压爬行器，分别布置在每单元第二榀主桁架支座上，共2台，每台液压爬行器水平推力为100t，总水平推力∑F为200t。

最大滑移重量为750t，取摩擦系数0.2（动摩擦系数约为0.12~0.15间），则总水平反力为0.2×

750=150t。

根据相关规范可知，满足本次滑移要求。

4.5.2液压泵源系统配置

泵源系统为液压爬行器提供液压动力，在各种液压阀的控制下完成相应动作。

在不同的工程使用中，由于顶推点的布置和爬行器的安排都不尽相同，为了提高液压设备的通用性和可靠性，液压泵源系统的设计采用了模块化结构。

根据顶推点的布置以及爬行器数量合理配置泵源数量，同时可进行多个模块的组合，每一套模块以一套泵源系统为核心，可独立控制一组液压爬行器，同时可进行多顶推点扩展，以满足实际顶推滑移工程的需要。

本方案中依据顶推力的大小及爬行器的配置，考虑设备的倒用，配套使用1台TJV-30型液压泵站。

4.5.3控制系统配置

本方案中依据爬行器及泵源系统，配置一套YT-2型计算机同步控制及传感检查系统。

5质量控制

5.1液压系统同步控制

5.1.1滑移同步控制策略

液压滑移同步控制应满足以下要求：

尽量保证各台液压爬行器均匀受载；

尽量保证各个滑移顶推点保持同步。

根据以上要求，制定如下的控制策略：

将A轴的爬行器设为主令点A，B轴的爬行器设为从令点B。

将主令点A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基准点，进行动态调整。

根据两点间位移量之差ΔL，取中值ΔL/2分别进行动态调整，保证各台液压爬行器在滑移过程中始终保持同步。

通过两点确定一条直线的几何原理，保证整个屋盖桁架在整个滑移过程中的平稳。

图5.1滑移控制策略示意图

5.1.2同步控制原理

滑移同步控制原理框图详见下图：

图5.2滑移同步控制原理框图

5.2滑移前准备及检查

结构滑移之前，应对滑移系统及滑移辅助设备进行全面检查及调试工作：

1、检查泵站上所有阀或硬管的接头是否有松动，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。

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；

检查变频器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：

调节压力（2～3Mpa），使楔形夹块处于基本相同的锁紧状态。

5.3滑移过程质量控制

5.3.1分级加载滑移

待系统检测无误后开始正式滑移。

经计算，确定液压爬行器所需的伸缸压力（考虑压力损失）和缩缸压力。

开始滑移时，液压爬行器伸缸压力逐渐上调，依次为所需压力的20%，40%，在一切都正常的情况下，可继续加载到60%，80%，90%，100%。

滑移单元即将移动时暂停滑移推进，保持推进系统压力。

对液压爬行器及设备系统、结构系统进行全面检查，在确认整体结构的稳定性及安全性绝无问题的情况下，才能继续滑移。

5.3.2正式滑移

在液压滑移过程中，注意观测设备系统的压力、荷载变化情况等，并认真做好记录工作。

根据设计滑移荷载预先设定好泵源压力值，由此控制爬行器最大输出推力，保证整个滑移设施的安全。

计算机控制系统通过榕栅传感器反馈距离信号，控制每台爬行器误差在20mm内，从而控制整个滑移单元的同步滑移。

保持一定的同步滑移状态时水平方向基本无横向水平力，且滑移工况下（0.15*自重）滑道受力计算为安全，滑移单元对应滑道位置设横向挡块，整个滑移过程是安全可靠的。

爬行器为液压系统，通过流量控制，爬行器的启动、停止加速度几乎为零，对轨道的冲击力很小。

滑移过程中应密切注意滑移轨道、液压爬行器、液压泵源系统、计算机同步控制系统、传感检测系统等的工作状态。

现场无线对讲机在使用前，必须向工程指挥部申报，明确回复后方可作用。

通讯工具专人保管，确保信号畅通。

5.3.3滑移过程同步监测控制方案

1、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，以防止出现顶推点荷载分布严重不均，造成对结构或临时设施的破坏。

2、通过液压回路中设置的自锁装置以及机械自锁系统，在液压爬行器停止工作或遇到停电等情况时，能够长时间自动锁紧滑移轨道，确保滑移桁架的安全。

3、传感监测系统

通过行程传感检测，获得主油缸的位置信息；

通过油压传感检测，获得各顶推点的顶推力信息；

通过电机启动信号反馈，获得电机的运行状况；

通过电磁阀得电信号反馈，获得阀的工作状态；

通过变频器电流信号反馈，获得系统流量（顶推速度）。

4、计算机控制系统

计算机网络系统将上述反馈和控制信号远程、实时、可靠地反映到中央控制室的人机界面上：

显示当前系统运行状态和参数（如油缸状态，同步位移，负载油压），记录历史数据和曲线（如推进速度，同步精度，顶推点负载等时间历程曲线）；

操作人员将通过点击计算机人机界面：

设定运行状态、启动泵源电机、切换控制模式、调整推进速度、暂停推进过程；

计算机控制系统将自动校验通信数据、纠正通信误码、改变控制算法、优化控制参数、修正同步精度；

液压同步控制系统各传感检测信息相互冗余，各操作控制信号相互闭锁，构成了安全、可靠、高效、便捷的现代化实用装备。

5、滑移过程中为直观地监测滑移的同步性和滑移状态，初始滑移时以50mm作为最小滑移单位，在轨道上做出标记，并进行编号。

滑移过程中随时观测各控制监测点相对轨道上标尺偏差情况，随时准确了解滑移状态，并作好记录。

如发现同步偏差较大时立即进行调整，调整通过对单台爬行器进行点动控制，并分析初始滑移记录数据，报审项目总工及监控单位工程师审核，详细分析记录数据原因并在后续滑移施工过程中作相应调整。

如果初始滑移状态良好，滑移轨道标尺单位可适当加大，以作为整个滑移过程中同步监测控制依据。

5.4安全文明施工

必须坚决落实“安全第一，预防为主”的方针，全面实行“预控管理”，从思想上重视，行动上支持，控制和减少伤亡事故发生。

1、要在职工中树立安全生产