□文/沈乃煊 王明明 曹爽秋 李忠雨 婁維萍

工程概況

空客A320系列飛機(jī)總裝線(xiàn)19號(hào)后裝機(jī)庫(kù)工程位于天津市濱海新區(qū)臨空產(chǎn)業(yè)區(qū)內(nèi)，廠房主體為鋼結(jié)構(gòu)，跨度96 m，長(zhǎng)92 m，面積12 800 m2，排架柱采用實(shí)腹式H型鋼柱，屋面為4榀主桁架和次桁架構(gòu)成。主桁架結(jié)構(gòu)為四支點(diǎn)三角形管桁架結(jié)構(gòu)，跨度96 m，質(zhì)量200 t。桁架主弦桿為直徑630 mm，厚度30 mm，腹桿為無(wú)縫鋼管，弦桿腹桿通過(guò)節(jié)點(diǎn)板和高強(qiáng)螺栓連接，屋架、鋼柱點(diǎn)采用45#鋼制成的銷(xiāo)子進(jìn)行連接的承插式節(jié)點(diǎn)。

施工難點(diǎn)

承插式節(jié)點(diǎn)是指鋼桁架通過(guò)支點(diǎn)的方形鋼塊同時(shí)插入鋼柱端雙節(jié)點(diǎn)板上的凹槽形成的桁架與鋼柱的連接形式。兩支點(diǎn)桁架要滿(mǎn)足桁架在跨度方向的尺寸與相應(yīng)鋼柱節(jié)點(diǎn)距離間偏差不得超過(guò)±1 mm。以一跨間的兩個(gè)連接節(jié)點(diǎn)作為一組，對(duì)于四支點(diǎn)封閉式鋼桁架就有兩組這樣的連接節(jié)點(diǎn)，他們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上相互制約，形成矩形的四個(gè)角，所以除了滿(mǎn)足上述兩支點(diǎn)桁架的偏差要求外，桁架兩組對(duì)角支點(diǎn)距離與相應(yīng)對(duì)角鋼柱支點(diǎn)距離間偏差應(yīng)控制在±1 mm。見(jiàn)圖1。

圖1 桁架支點(diǎn)分布與誤差要求

這樣的安裝精度對(duì)于大跨度鋼桁架已經(jīng)超出了國(guó)家規(guī)范的要求，必須綜合考慮桁架制作、現(xiàn)場(chǎng)組對(duì)、大跨度桁架溫度變形控制、鋼柱定位、桁架吊點(diǎn)設(shè)置等方面。

主要施工工序

管桁架偶配制作

（1）腹桿三角單元的組對(duì)制作。在剛性平臺(tái)上對(duì)腹桿三角單元進(jìn)行放樣、定位工裝胎具，所有的腹桿單元均在此胎具上進(jìn)行組對(duì)制作。連接腹桿與節(jié)點(diǎn)板，進(jìn)行臨時(shí)固定。

（2）下弦桿定位。在剛性平臺(tái)上放出12個(gè)控制點(diǎn)，圖2。

圖2 控制點(diǎn)示意

將屋架下弦管裝入組對(duì)平臺(tái)上，通過(guò)控制點(diǎn)對(duì)屋架下弦的拱度、位置進(jìn)行控制，定位完成后點(diǎn)焊固定。

（3）裝配腹桿單元。下弦桿定位完成后，利用控制點(diǎn)在下弦桿上進(jìn)行腹桿定位，然后將組對(duì)完成的腹桿單元裝入下弦桿，點(diǎn)焊臨時(shí)固定。

（4）裝配上弦桿。腹桿單元裝配完成后，利用腹桿作為支架裝配上弦桿，就位后點(diǎn)焊固定。

（5）尺寸復(fù)測(cè)。上弦桿組對(duì)完成后，用控制點(diǎn)對(duì)屋架的尺寸進(jìn)行復(fù)測(cè)，未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的進(jìn)行整改，復(fù)測(cè)后的尺寸提供至現(xiàn)場(chǎng)用于安裝屋架使用，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行下一道工序。

（6）成品氣保焊。尺寸合格后對(duì)屋架進(jìn)行成品氣保焊焊接，嚴(yán)格要求焊接質(zhì)量，對(duì)于一、二級(jí)焊縫進(jìn)行超聲波探傷。

管桁架安裝

（1）鋼桁架現(xiàn)場(chǎng)組對(duì)?，F(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量工具與制作中的測(cè)量工具應(yīng)統(tǒng)一。在桁架安裝位置就近設(shè)置組對(duì)鋼平臺(tái)，組對(duì)前以工廠制作的數(shù)據(jù)進(jìn)行軸線(xiàn)與連接節(jié)點(diǎn)的放樣，鋼平臺(tái)抄平后根據(jù)鋼桁架工廠制作尺寸現(xiàn)場(chǎng)將散件組對(duì)成型。管桁架拼裝位置見(jiàn)圖3。

圖3 屋架的拼裝擺位

（2）鋼柱節(jié)點(diǎn)位置調(diào)整。根據(jù)桁架工廠制作數(shù)據(jù)調(diào)整四支點(diǎn)所在鋼柱的間距與之一一對(duì)應(yīng)，即鋼柱支點(diǎn)上的兩個(gè)凹槽中心線(xiàn)與制作放樣所用的字母軸重合，連各凹槽連接板間的中心線(xiàn)與制作放樣所用的數(shù)字軸重合，見(jiàn)圖4。

圖4 鋼柱位置調(diào)整

（3）鋼桁架吊裝。利用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器設(shè)計(jì)吊點(diǎn)位置，計(jì)算結(jié)構(gòu)起吊后的變形量?？紤]到結(jié)構(gòu)跨度大、質(zhì)量大的特點(diǎn)采用四點(diǎn)起吊的方案，這樣吊裝變形最小，同時(shí)兼顧了工程造價(jià)。見(jiàn)圖5。

圖5 鋼桁架吊點(diǎn)示意

桁架組對(duì)的位置即是桁架吊裝位置，現(xiàn)場(chǎng)桁架組對(duì)位置緊鄰相應(yīng)鋼柱位置，最終組對(duì)完成的桁架與鋼柱成交叉型就位，由此進(jìn)行計(jì)算放樣確定吊車(chē)擺位、型號(hào)的吊車(chē)。見(jiàn)圖6。

圖6 屋架吊裝設(shè)計(jì)

采用圖6的方案，2臺(tái)500 t吊車(chē)同時(shí)將桁架整體提升至16.21 m高度時(shí)與鋼柱進(jìn)行對(duì)接后，完成一榀桁架的吊裝。這種方法桁架與鋼柱間隔很小，吊裝過(guò)程中可能遇到桁架發(fā)生傾斜與鋼柱相撞的情況，為避免這種情況在屋架下弦采用專(zhuān)用水準(zhǔn)儀控制屋架吊裝過(guò)程中的水平度。

根據(jù)圖6吊車(chē)進(jìn)場(chǎng)擺位，然后在設(shè)計(jì)的4個(gè)吊點(diǎn)處設(shè)置鋼絲繩且每?jī)蓚€(gè)吊點(diǎn)間設(shè)置保護(hù)鋼絲繩。由于桁架質(zhì)量很大，故在鋼絲繩與桁架之間設(shè)置鋼絲繩保護(hù)裝置，確保吊裝過(guò)程的安全。

通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬各種工況并經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)48 h溫度測(cè)量，收集管桁架長(zhǎng)度變形數(shù)據(jù)，確定吊裝的最佳時(shí)間，對(duì)桁架進(jìn)行起吊，使屋架垂直上升吊裝至鋼柱連接端上方后，同時(shí)將桁架的4個(gè)支點(diǎn)與相應(yīng)鋼柱的連接節(jié)點(diǎn)相連。

桁架就位后，進(jìn)行結(jié)構(gòu)尺寸復(fù)測(cè)、校正。合格后用風(fēng)繩和柱間支撐進(jìn)行臨時(shí)固定，最后卸荷完成一榀桁架的吊裝。見(jiàn)圖7。

圖7 鋼桁架安裝完成后效果

實(shí)施效果

19號(hào)后裝機(jī)庫(kù)應(yīng)用此施工技術(shù)進(jìn)行施工，桁架4個(gè)連接節(jié)點(diǎn)均一次安裝就位，避免了翻修調(diào)整，安裝誤差滿(mǎn)足相對(duì)偏差±1 mm，滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)要求的各項(xiàng)指標(biāo)。根據(jù)此工程施工方法編制的《大跨度四支點(diǎn)高精度鋼桁架施工工法》已獲得天津市級(jí)工法。