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        不連續(xù)下弦異形屋架制作安裝技術(shù)

        2010-07-25 06:11:18沈乃煊王明明李忠雨曹爽秋郝寶林
        天津建設(shè)科技 2010年5期
        關(guān)鍵詞:開口處屋架噴漆

        □文/沈乃煊 王明明 李忠雨 曹爽秋 郝寶林

        工程概況

        空客A320系列飛機總裝線噴漆車間工程建筑面積20 900 m2,由2個噴漆大廳和附樓構(gòu)成,結(jié)構(gòu)為2個連跨鋼排架結(jié)構(gòu),鋼屋架跨度長60 m,中間10 m為不連續(xù)空間,見圖1。這是為了A320飛機尾翼通過而設(shè)計,可以使屋面標(biāo)高降低9 m,下弦不連續(xù)鋼屋架共有6榀,這種結(jié)構(gòu)形式屋架安裝對精度要求非常高。

        圖1 噴漆車間鋼屋架結(jié)構(gòu)形式

        施工難點

        (1)大跨度屋架通常需在吊裝現(xiàn)場進行平面組對,然后翻身豎直起吊,由于屋架下弦不連續(xù),屋架的平面外抗變形能力很弱,翻身過程會造成后屋架平面外變形。

        (2)由于屋架跨度大、下弦不連續(xù),吊裝就位卸荷后下弦開口處距離變大,造成屋架跨度尺寸變大;鋼柱與屋架相連,鋼柱也要向外相應(yīng)偏移,屋架與鋼柱的變形均不符合GB 50205—2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》要求。

        (3)屋架自重荷載線分布不均勻,吊點選擇難。

        變形控制

        變形計算原理

        噴漆車間下弦不連續(xù)屋架可簡化為平面結(jié)構(gòu),利用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器進行變形等方面的分析。結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器中需建立屋架結(jié)構(gòu)模型、輸入截面信息及荷載情況,然后就可以計算出變形情況。

        變形分析

        (1)計算鋼屋架卸荷后開口變形量,根據(jù)變形量設(shè)計屋架下弦開口處負補償值,即起拱值。

        (2)根據(jù)鋼屋架卸荷后鋼柱的偏移量設(shè)計鋼柱防變形措施并驗證此措施的可行性。

        (3)根據(jù)不同吊點位置的鋼屋架吊裝變形情況,找到最合理的吊點位置滿足鋼屋架吊裝精度。

        鋼屋架卸荷變形

        首先建立計算模型,鋼屋架卸荷后結(jié)構(gòu)模型見圖2。在模型上添加自重荷載,見圖3。

        圖2 鋼屋架卸荷結(jié)構(gòu)模型

        圖3 屋架自重荷載

        輸入材料性質(zhì)后,計算屋架變形,屋架變形示意見圖4。

        圖4 屋架卸荷變形

        經(jīng)計算,最大下?lián)隙葹?15.5mm,最大X軸位移為41.375mm??紤]到現(xiàn)實中不可能存在完全的剛性節(jié)點,所以對結(jié)構(gòu)的理論位移進行放大,放大系數(shù)為1.2,屋架最大下?lián)隙葹?115.5×1.2=138.6(mm),最大 X軸位移為41.375×1.2=50(mm)。根據(jù)這個結(jié)果,屋架下弦起拱值定為150mm。

        屋架卸荷后鋼柱防變形措施

        屋架卸荷變形中鋼柱的位移為50mm,遠超GB 50205—2001的要求,解決這個問題就要在鋼屋架下弦開口處采用型鋼進行剛性連接。這樣最大X軸位移為7.64mm,擴大 1.2倍為 7.64×1.2=9.2(mm)。完全符合軸線偏移不得超過12.6mm的規(guī)范規(guī)定。

        屋架起吊點設(shè)計

        為了吊裝中精確安裝就位,就要合理設(shè)置吊點,保證吊裝中屋架變形最小,從圖5和圖6兩種吊點位置中進行考慮。

        圖5 吊點位置1

        圖6 吊點位置2

        吊點位置1的屋架跨度伸長量為4.3+8=12.3(mm)。吊點位置2的屋架跨度伸長量為-0.05-0.4=-0.45(mm),即跨度縮短0.45mm。所以吊點位置2滿足吊裝精度要求,施工中采用吊點2的位置進行起吊。

        工藝流程

        屋架的制作安裝流程見圖7。

        圖7 工藝流程

        吊裝施工

        吊裝現(xiàn)場采用組對平臺組對鋼屋架,每次組對兩榀屋架,然后進行屋架吊裝,見圖8。

        圖8 屋架組對平臺

        鋼屋架組對完成后,根據(jù)對屋架下弦用型鋼進行連接,然后根據(jù)設(shè)計的吊點進行起吊。在實際吊裝中為了更加穩(wěn)定起吊屋架,采用3機抬升,但最外側(cè)吊點選擇圖6設(shè)計的位置保證屋架跨度整體變形符合安裝要求,見圖9。

        圖9 屋架吊裝

        吊裝完成后用激光測距儀、水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀進行屋架的標(biāo)高、鋼柱垂直度的測量與調(diào)整。測量合格后,進行下一榀屋架的安裝,直到屋架全部安裝完畢,取下鋼屋架下弦開口處連接的型鋼,鋼屋架結(jié)構(gòu)完全卸荷。

        施工效果

        噴漆車間主體結(jié)構(gòu)施工完成后屋架下弦標(biāo)高誤差為+5mm,鋼柱垂直度偏差為+3mm,完全符合設(shè)計要求。根據(jù)此工程編制的《大跨度下弦不連續(xù)屋架吊裝施工工法》已申報國家級工法。

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