天津滨海会展二期滑移施工专项方案Word文档下载推荐.docx
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（3）滑移施工则在AF、AP轴首层楼面梁上设置两条滑轨，先后采用2～6台液压滑移机器人，顶推设置在格构柱底部的滑靴。
每拼装完一个滑移单元，顶推出下一个滑移单元的空间继续拼装作业，共分7次将结构累积滑移就位。
（4）最后，施工会展中心一、二期屋面桁架的交接部位及抗风桁架柱，并锚固、张拉下部预应力索，调整结构至建筑标高，移交屋面专业。
3.2滑移施工总体思路
（1）将标高-0.06m以下格构柱脚先安装到位
（2）滑移轨道设在AP轴和AF轴的混凝土大梁上，钢结构通过滑靴与钢轨接触，以滑动摩擦的方式进行等标高滑移。
（3）第一榀滑移单元滑移前做必要的支撑，使其成为稳固的受力体系。
（4）滑移单元在搭设的高空拼装平台上进行对接拼装，拼装完一榀后向前滑移出下一榀滑移单元的拼装空间，如此反复，实现累计滑移。
（5）液压同步爬行推进设备共设置6个点，设置在AP轴和AF轴两滑道位置上。
每滑道设一根50kg/m重型钢轨，钢轨下增设预埋板和垫块。
系统安装完成后，需要进行系统调试，并按照20%压力递增分级加载，对液压推进设备系统、结构系统进行全面检查，在确认整体结构安全，开始滑移。
（6）结构整体滑移到位后，与柱脚对接，实现自然落位。
（7）每一个滑移单元在滑移前将索安装和预紧。
3.3关键技术简述
配合本施工工艺的先进性和创新性，采用超大型构件液压同步滑移施工技术。
超大型构件液压同步滑移施工技术特点在于：
（1）通过滑移设备扩展组合，滑移重量、跨度、面积不受限制。
（2）只要有合理的顶推位置，滑移距离不受限制；
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。
（3）液压滑移设备体积小、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滑移安装。
（4）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。
本工程中采用液压爬行器作为推进驱动设备。
液压爬行器为组合式结构，一端以楔型夹块与滑移重型轨道连接，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。
液压爬行器尺寸入下图所示。
液压爬行器示意图
液压爬行器的楔型夹块具有单向自锁作用。
当油缸伸出时，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。
爬行器滑移应用示例如下图所示：
3.4滑移施工工艺流程
3.4.1总述
本工程中钢屋盖安装涉及滑移作业的施工流程主要分为如下七个步骤：
第一步：
格构柱柱脚及滑移轨道预埋件设置；
第二步：
滑移轨道布置、铺设；
第三步：
滑移单元结构拼装及吊装安装到位
第四步：
液压同步滑移系统设备安装、调试；
第五步：
桁架逐榀累积滑移；
第六步：
格构柱就位：
嵌入格构柱弦杆和柱脚的对接环板并施焊（工厂制作时预留环板安装空间），与柱脚等强连接
第七步：
滑移设施（轨道、液压爬行器等）拆除，割除滑靴。
安装柱底腹杆，移交土建单位补浇混凝土至设计标高。
3.4.2滑移施工流程
（1）土建单位将展厅地下室顶板施工完毕，预留3×
3m格构柱安装坑，坑底标高-0.56m，复核锚栓位置，将工作面移交钢结构。
根据分段方案，工厂将格构柱脚组拼成如下形式发运现场，滑移前先将所有柱脚安装到位，复核调整柱脚平面位置及顶面标高，拧紧柱脚螺栓。
（2）铺设滑轨，轨道两侧沿全长等间距设置钢板式卡轨
（3）桁架及格构柱分段拼装及吊装安装到位，格构柱底部通过滑靴与滑轨接触定位
（4）桁架及格构柱安装完毕，安装液压爬行器。
滑靴顶部设刚性拉杆与后一颗格构柱滑靴相连，系统调试并试滑无误后开始正式滑移
（5）以此累积滑移七次将结构滑移至设计位置
（6）格构柱就位：
（7）滑移设施（轨道、液压爬行器等）拆除，割除滑靴。
安装柱底腹杆，移交土建单位补浇混凝土至设计标高
3.5滑移施工准备
3.5.1组织机构图
滑移组织机构如下图所示：
滑移施工人员配备表：
分工
人数（名）
总工程师
1
项目经理
现场安全员
2
液压系统工程师
电器系统工程师
承重系统工程师
后勤保障
3.5.2材料及技术准备
（1）根据构件分段情况进行工厂加工制作；
（2）结合结构特点，进行滑靴设计及滑移器设计
（3）滑轨及卡轨设计；
（4）液压泵站的检修与调试（包括泵站耐压实验、泄漏检查、可靠性检查）；
（5）液压牵引设备检修与调试（包括液压牵引器及锚具缸的耐压和泄漏试验、液压锁的可靠性试验及安全锚及地锚的全面检查，各种锚座的强度试验）；
（6）电气控制系统检修与试验（计算机同步控制系统、泵站控制柜及各种传感器的检修与调试）。
3.5.3滑移施工机械准备
现场安装主要机械设备一览表
序号
名称
规格
型号
设备单重
数量
液压泵源系统
15KW
TJD-15
1吨
2台
液压牵引器
1500KN
TJG-1500
1.2吨
6台
3
标准油管
标准油管箱
8箱
4
计算机控制系统
16通道
YT-1
1套
5
传感器
锚具、行程、位移
6套
6
激光测距仪
Destopro
7
对讲机
Kenwood
12台
3.5.4液压同步设备调试
液压同步滑移设备系统安装完成后，按下列步骤进行调试：
（1）检查泵站上所有阀或硬管的接头是否有松动，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顶推器之间电缆线的连接是否正确。
（3）检查泵站与液压顶推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，截止阀编号和牵引器编号是否对应。
（6）检查传感器（行程传感器，位移传感器）。
按动各台液压顶推器行程传感器的2L、2L-、L+、L-和锚具缸的SM、XM的行程开关，使控制柜中相应的信号灯发讯。
（7）滑移滑移前检查：
启动泵站，调节一定的压力（5Mpa左右），伸缩牵引油缸：
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（2～3Mpa）。
3.6滑移设计及计算
3.6.1滑道预埋板设计
在AP轴与AF轴布置的滑道需在土建施工时首先进行预埋板的预埋工作。
预埋板宽度150mm，长350mm，厚度为16mm，每间隔800mm设置一块。
预埋板设置要求位置准确。
预埋板的大样如下图所示：
轨道预埋板大样图
3.6.2滑轨设计
滑移共设两道滑轨，即在AP、AF轴格构柱中部设置滑移轨道。
滑道采用50kg/m重型钢轨，格构柱通过的滑靴与下部轨道摩擦面接触。
施工需在滑移梁与柱上弹出每一跨轴线，然后根据此轴线分开两根分轴线，以控制滑道安装精度。
将滑道放好，调整滑道的顶面标高，最后焊接牢固。
滑道的轴线精度由两侧的定位分轴线保证。
轨道需牢固定位在混凝土大梁顶面，具体做法：
在轨道两侧对应焊接两块U型卡板，卡板为-55×
40×
16，紧紧夹住轨道。
顺着轨道每间距800mm设置一对卡板。
图：
滑轨构造
本工程中采用液压顶推器作为推进驱动设备。
液压顶推器为组合式结构，一端以楔型夹块与滑移重型轨道连接，另一端以铰接点形式与滑靴连接，中间利用液压油缸驱动爬行。
液压顶推器的楔型夹块具有单向自锁作用。
顶推器滑移应用示例如下图所示：
由于轨道的安装精度对滑移施工的顺利进行及结构受力状态有较大影响，因此对轨道的安装精度需严格控制。
轨道的拼焊采用坡口焊，焊接后对焊缝处用角向砂轮打磨平整。
轨道安装精度要求：
（1）弧线轨道弧线误差控制在4mm以内；
（2）一个柱距内，标高偏差控制在4mm以内；
（3）轨道的结构误差不大于1mm；
（4）同跨度轨道水平投影轨距偏差控制在10mm以内。
3.6.3滑靴设计
3.6.3.1滑靴分布
滑靴布置原则如下：
（1）保证每台液压顶推器受载均匀；
（2）尽量保证每台泵站驱动的液压牵引器数量相等，提高泵站利用率；
（3）在总体布置时，要认真考虑系统的安全性和可靠性，降低工程风险。
根据本工程的特点，在每个格构柱下部设置2个滑靴，滑靴布置位置如下：
通过上图可以看出，本工程拟布的滑靴分布均匀数量合理，可以有效地均匀的传递钢结构自身的竖向荷载及水平的顶推器的顶推力。
3.6.3.2滑靴构造
根据本次工程的特点和滑行轨道的设置，滑靴的设置需有如下功能：
（1）具有较大的承载能力，可以将钢结构的重力有效地传递给下部重型轨道。
（2）与滑轨有较大的接触面积，具有一定的稳定性。
（3）具有一定的抵抗侧向荷载的能力。
（4）与顶推器连接方便，可以有效地将顶推器的顶推力传递到整个结构中。
根据以上的要求，拟采用H400X400热轧H型钢作为滑靴的主要受力构件，其中部与顶推器连接，纵向采用16mm@300的加劲板进行加劲，滑靴底部采用H200X200热轧H型钢于滑移轨道接触，用L63X6的角钢对滑靴进行限位和滑移导向。
另外滑靴兼起到连接格构柱纵向的系杆和撑杆的作用。
3.6.4滑移顶推器设计
3.6.4.1滑移顶推器分布
对顶推器进行合理的设置是确保整个累积滑移施工成功的关键。
合理的顶推器的设置，可以使滑移过程中，整个结构受力均匀，滑移过程中结构稳固。
根据滑道的布置情况和整个结构的特点在以下位置设置顶推器：
3.6.4.2顶推器的选择
累计滑移部分屋盖的重量为1543T，故所受的竖向力为15121kN，滑靴和滑轨之间在滑移施工的前先抹上黄油，滑靴与滑轨之间的摩擦系数为0.15~0.2，偏安全考虑取摩擦系数为0.2。
故滑行过程中所受的摩擦力F=15121×
0.2×
1.2=3629kN
其中：
1.2为不均匀分布系数。
在本次工程中，我们共设置了6个顶推器，所以单个顶推器所受到的力为3629/6=907.3kN。
结合以往的工程经验，选用6个150T的顶推器可以满足施工的需要，并可以保证结构的安全。
3.6.4.3顶推器与滑靴连接构造
顶推器工作时需要一定的作业空间。
故顶推器与滑鞋的点离轨道面需保持一定的高度，并且为了不妨碍顶推器的工作将纵向设置系杆设置在滑靴的顶部，顶推器顶推力通过滑靴传递到顶推杆上再通过系杆均匀的分散到整个结构上。
设定顶推器与滑轨以及顶推点的净空关系如下：
为满足顶推器的工作净空需要，避免设置转换梁，并能将柱的对接焊缝与格构柱自身的相贯焊缝错开，保证焊接的质量。
顶推器与滑靴、柱的对接处等的相互关系如下图所示：
3.6.5一单元滑移加固措施
对于第一榀滑移单元，由于其未能和其他滑移单元相连在纵向形成稳固的受力体系，故对第一榀滑移单元需采取必要的措施保证结构的稳定。
拟在格构柱两侧设置支撑胎架与格构柱可靠连接，滑移时连带支撑架一起滑移，如下图所示：
如图中，刚性连杆采用H400X300X12X16的H型钢，斜撑采用φ168X8的圆管。
滑靴两端布置二道。
第一榀滑移单元最长刚性支撑的长度约5m，斜撑长度约位7m。
H400X300X12X16的H型钢的imin=71.7mm，
=5000/71.7=70,φ168X8的圆管斜撑的imin=56.6mm，
=7000/56.6=125。
均小于《钢结构设计规范》对柱间钢性支撑的最大长细比规定[
]=150。
3.6.6滑移过程中的加强措施
为增加整体刚度，有效地将顶推器的顶推力及底部的滑动摩擦力分散到整个结构中，防止局部的受力集中，在纵向设置纵向系杆和支撑。
AF轴处的刚性连杆和支撑如图中，刚性连杆采用H400X300X12X16的H型钢，斜撑采用φ168X8的圆管。
第一榀滑移单元最长刚性支撑的长度约6m，斜撑长度约位7.2m。
=6000/71.7=83.7,φ168X8的圆管斜撑的imin=56.6mm，
=7200/56.6=100。
具体强度应力计算详见滑移施工过程仿真分析。
AP轴处的刚性连杆和支撑如图中，刚性连杆采用H400X300X12X16的H型钢，斜撑采用φ168X8的圆管。
第一榀滑移单元最长刚性支撑的长度约7.5m，斜撑长度约位7.2m。
=7500/71.7=105,φ168X8的圆管斜撑的imin=56.6mm，
=7200/71.6=100。
3.6.7AF、AP轴之间滑移过程的加强措施
由于屋盖跨度有69.0m，在滑移过程中结构往下瘫扒，从而使结构边部产生侧向位移，如下图所示：
滑移过程中具体的侧向位移详见滑移施工过程分析计算。
为控制滑移过程中的侧向位移，保证结构滑移过程中的精度，在结构整体滑移过程中采取如下三个措施：
1）、在滑靴底部钢轨两侧增加限位装置，具体构造详见限位装置图。
2）、在拼装支撑架范围内，在AF、AP轴格构柱的外侧用预先设置好的侧向位移限值措施限制侧向位移。
3）、滑移过程中每个单元划出拼装支持架位置后，在AF、AP轴格构柱之间拉一道钢丝绳，通过导链可以自由调整钢丝绳的长度，调节AF、AP轴格构柱的侧向位移值。
具体设置如下图所示：
第四章滑移过程仿真计算分析
4.1滑移方案概述
按照现场的场地条件在会展大厅钢屋盖分若干个吊装单元进行地面流水拼装，拼装场地设置在会展大厅的东侧，采用4台25吨汽车吊，在拼装场地拼装成平面桁架，倒运至总装场地进行总体拼装。
总装完毕，搭设滑移平台，采用一台500吨履带吊，在两条地下室入口坡道之间站位，将格构柱及桁架分段吊至滑移平台进行高空对接拼装，安装前索和背索并预紧，形成滑移单元。
滑移施工则在AF、AP轴首层楼面梁上设置两条滑轨，先后采用2～6台液压滑移机器人，顶推设置在格构柱底部的滑靴。
4.2滑移过程的计算模拟
4.2.1计算内容分析
屋盖滑移过程结构受力与设计状态完全不一样，整个结构体系是个逐步建立的过程，存在结构转换，部分杆件受力特性可能发生改变，因此对施工过程中的若干关键工况需要进行计算，对可能发生的不利因素进行提前预警，以保证结构施工的安全。
滑移过程中需要计算分析的内容：
（1）滑移过程竖向变形计算分析
（2）滑移过程侧向位移计算分析
（3）滑移过程杆件受力计算分析
4.2.2计算软件分析选用
结构滑移计算选用了美国ComputersAndStructures公司研制开发的大型有限元程序SAP2000（9.1.6版）。
4.2.3模型分析
计算模型采用空间三维实尺模型；
网格的钢构件选用两个节点，六个自由度的frame单元，该单元可以考虑拉（压）、弯、剪、扭四种内力的共同作用。
拉索采用索单元（仅受拉，不受压和不受弯）模拟。
拉索采用拉压二力杆单元。
为了更能准确模拟拉索张拉，考虑了结构的大变形和应力刚化的影响。
计算表明，这样模拟具有很高的精度。
由于网格节点主要采用相贯节点，因此，网格的钢构件采用梁单元模拟，节点刚接。
钢构件的弹性模量按2.06×
105N/mm2计算，拉索的弹性模量按1.9×
105N/mm2计算，两者的膨胀系数均为1.2×
10-5。
4.2.4模拟仿真过程计算
滑移第一单元桁架
1－1、吊装第一单元桁架
1－2、柱间刚性连杆、撑竿安装到位并滑移第一单元桁架
滑移第一～二单元桁架
2－1、吊装第二单元桁架
2－2、吊装第一、二单元桁架之间的腹杆，柱间刚性连杆及撑杆等并滑移到位
滑移第一～三单元桁架
3－1、吊装第三单元桁架
3－2、吊装第二、三单元桁架之间的腹杆，柱间刚性连杆及撑杆等并滑移到位
滑移第一～四单元桁架
4－1、吊装第四单元桁架
4－2、吊装第三、四单元桁架之间的腹杆，柱间刚性连杆及撑杆等并滑移到位
以此类推
第七步（滑移最后一步）：
滑移第一～七单元桁架
7－1、吊装第七单元桁架
7－2、吊装第六、七单元桁架之间的联系腹杆后滑移到位
按照滑移方案的总体思路，采用有限元程序SAP2000（9.1.6版）对滑移过程作了上述的实时模拟，以便监控滑移过程中结构的变形情况、应力变化以及滑移过程中结构对滑移轨道的影响。
4.3滑移过程中结构变形分析
4.3.1滑移过程中竖向变形变化
本工程中采用滑移施工方案，通过格构柱滑移，滑移过程中结构的竖向变形为：
滑移第一单元桁架杆件变形
第一单元桁架滑移施工过程杆件变形云图
（结构跨中最大竖向位移最大值为－40.5mm，悬挑两端的最大变形为18.0mm）
滑移第一～二单元桁架杆件变形
第一～二单元桁架滑移施工过程杆件变形云图
（结构跨中最大竖向位移最大值为－58.5mm，悬挑两端的最大变形为26.0mm）
滑移第一～三单元桁架杆件变形
第一～三单元桁架滑移施工过程杆件变形云图
（结构跨中最大竖向位移最大值为－63.0mm，悬挑两端的最大变形为28.0mm）
滑移第一～四单元桁架杆件变形
第一～四单元桁架滑移施工过程杆件变形云图
（结构跨中最大竖向位移最大值为－70.0mm，悬挑两端的最大变形为21.0mm）
滑移第一～五单元桁架杆件变形
第一～五单元桁架滑移施工过程杆件变形云图
滑移第一～六单元桁架杆件变形
第一～六单元桁架滑移施工过程杆件变形云图
滑移第一～七单元桁架杆件变形
第一～七单元桁架滑移施工过程杆件变形云图
桁架结构整体滑移施工过程中结构竖向位移的随滑移施工步骤变化如下图所示：
结构桁架整体竖向位移
从结构变形图可以看出：
滑移过程中结构处于累积受力状态，其变形是逐步增加的，但同时随着累积滑移的进行，结构刚度也随之增大，最终变形趋于平缓；
滑移过程中结构变形最大值发生在滑移步骤的第四步，其最大竖向变形为-70.0mm。
悬挑部分的最大竖向变形为28.0mm。
4.3.2侧向位移控制
由于在滑移过程中结构往下瘫扒，从而使结构边部产生侧向位移，如下图所示：
根据上一章中描述的为控制滑移施工过程中的结构侧向位移，在AF、AP轴之间每个格构柱位置通过拉钢丝绳的方式，使得格构柱柱底的侧向位移在±
10mm以内。
如下图所示：
根据滑移施工过程，在控制结构格构柱柱底侧向位移在±
10mm以内，钢丝在滑移施工过程中的拉力变化如下表所示：
根据上图可知：
由于滑移施工过程的变形逐步累积成形的过程，格构柱间限值侧向位移的钢丝绳内的拉力是随着滑移施工过程逐步增加的。
所以在累积滑移施工过程中，格构柱柱间的钢丝绳的拉力应随滑移施工过程逐步调整。
4.4结构受力分析
4.4.1整体屋盖桁架结构受力分析
本工程中采用滑移施工方案，通过格构柱滑移，根据滑移施工过程仿真分析结果，滑移过程中屋盖桁架结构的杆件应力水平为：
滑移第一单元桁架杆件应力比水平
第一单元桁架滑移施工过程杆件应力比
第一单元桁架滑移施工过程杆件应力比分布图
滑移第一～二单元桁架杆件应力比水平
第一～二单元桁架滑移施工过程杆件应力比
第一～二单元桁架滑移施工过程杆件应力比分布图
滑移第一～三单元桁架杆件应力比水平
第一～三单元桁架滑移施工过程杆件应力比
第一～三单元桁架滑移施工过程杆件应力比分布图
滑移第一～四单元桁架杆件应力比水平
第一～四单元桁架滑移施工过程杆件应力比
第一～四单元桁架滑移施工过程
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