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        某總裝車間網(wǎng)架整體提升技術(shù)探析

        2020-04-17 09:38:40盤洪玉長江精工鋼結(jié)構(gòu)集團(tuán)股份有限公司安徽六安237161
        安徽建筑 2020年3期
        關(guān)鍵詞:總裝網(wǎng)架桿件

        盤洪玉 (長江精工鋼結(jié)構(gòu)(集團(tuán))股份有限公司,安徽 六安 237161)

        0 前言

        某總裝車間南北總長432.48m,東西向總寬144.48m,建筑面積58777.19㎡。主要負(fù)責(zé)汽車的內(nèi)飾、部件裝配、底盤裝配、總裝配、整車性能檢測、調(diào)試及返修等工作。

        總裝車間屋蓋為網(wǎng)架結(jié)構(gòu),平面軸網(wǎng)為1~19軸交A~G軸,平面尺寸為432.48m×144.48m,在 7軸和 13軸出設(shè)置伸縮縫。主體屋蓋方案設(shè)計(jì)采用正放四角錐雙層網(wǎng)架結(jié)構(gòu),節(jié)點(diǎn)采用螺栓球(局部焊接球)形式。其中焊接空心球最大截面為WSR6022;螺栓球最大截面為BS300。支承形式為下弦層多點(diǎn)支承,支承點(diǎn)最大跨度為32m,支座形式選用平板壓力支撐,支座底標(biāo)高為9.600m。

        1 鋼結(jié)構(gòu)安裝的重難點(diǎn)

        ①總裝車間網(wǎng)架平面尺寸144m×128m、144m×128m、144m×128m,跨度24m×24m、24m×28m,網(wǎng)格4m×4m。網(wǎng)架總重量約2300t。工期相較短,在較短的工期里需要完成的工程量相對較多。因此鋼屋蓋安裝方案的選擇是工期目標(biāo)能否按時(shí)完成的重要影響因素。

        ②每片網(wǎng)架分為兩個(gè)區(qū)片進(jìn)行提升,每個(gè)區(qū)片配置24組提升架。每組提升架頂端配4只電動(dòng)葫蘆,如何使每個(gè)提升點(diǎn)提升速度協(xié)調(diào)同步是鋼屋蓋整體提升的重難點(diǎn)。

        ③單個(gè)區(qū)片網(wǎng)架的提升面積約為9216m2,提升高度超過 9.6m,提升點(diǎn)距離最大為20m。在網(wǎng)架提升的全過程中,如何對桿件應(yīng)力及結(jié)構(gòu)變形的實(shí)時(shí)監(jiān)控是本工程的重難點(diǎn)之一。

        ④網(wǎng)架卸載過程是使屋蓋網(wǎng)架緩慢協(xié)同空間受力的過程,此間,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的內(nèi)力重分布,并逐漸過渡到設(shè)計(jì)狀態(tài),因此,網(wǎng)架卸載工作至關(guān)重要。確定合理的卸載順序和正確的卸載措施以確保網(wǎng)架安全落位是本工程的重難點(diǎn)。

        2 總裝車間網(wǎng)架提升施工技術(shù)

        2.1 總裝車間網(wǎng)架施工方案的選擇

        本工程網(wǎng)架面積較大,項(xiàng)目場地較為平整。結(jié)合本工程的特點(diǎn)。綜合分析各種施工方案對工程的工期、質(zhì)量、安全和造價(jià)的影響。最終選定采用網(wǎng)架地面拼裝整體提升的施工技術(shù)。本施工技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)有:與采用高空散拼的施工方案對比,避免搭建滿堂腳手架和高空操作平臺,且高空散拼大大增加的工人的施工安全的隱患;與采用機(jī)械分片吊裝的施工方案對比,整體提升方案受力狀態(tài)較為合理,且最大限度的較少了在空中操作的部分。

        2.2 網(wǎng)架提升方案施工工藝流程

        施工準(zhǔn)備→放線定位→擱置下弦球→調(diào)整下弦球標(biāo)高→組裝下弦→組裝上弦、腹桿→檢查→校正→焊接→無損檢測→補(bǔ)漆→驗(yàn)收→提升→補(bǔ)桿→焊接→無損檢測→補(bǔ)漆→最終驗(yàn)收

        ①在施工現(xiàn)場進(jìn)行初步放線,確定每個(gè)交叉點(diǎn)的地面上的相應(yīng)位置,用磚找平。

        ②拼裝順序:依據(jù)施工圖紙,每個(gè)區(qū)從邊軸線起步,起步完成后向三個(gè)方向擴(kuò)展拼裝,拼裝完成后進(jìn)行提升。

        ③校核:拼裝結(jié)束后復(fù)核尺寸,縱橫向長度不得超過L/2000且不大于±30mm。

        ④終焊:焊接順序與拼裝順序相同。

        ⑤驗(yàn)收:檢查軸線尺寸,誤差在規(guī)范允許范圍內(nèi)即可準(zhǔn)備整體提升網(wǎng)架。

        2.3 網(wǎng)架的拼裝過程

        2.3.1 網(wǎng)架構(gòu)件的分類及吊裝

        針對網(wǎng)架安裝進(jìn)度計(jì)劃,將安裝時(shí)所需的焊接球及螺栓球,構(gòu)件分批劃分出來,在地面拼裝成小的椎體單元,安裝時(shí)利用汽車吊吊至網(wǎng)架安裝面施工。

        2.3.2 拼裝順序及方法

        為確保拼裝精度,網(wǎng)架拼裝應(yīng)按照由中間向四周擴(kuò)散方案進(jìn)行拼裝,拼裝過程應(yīng)嚴(yán)格遵循“小拼→中拼→大拼”的原則進(jìn)行。拼裝應(yīng)從中間開始,向兩邊對稱進(jìn)行。先組裝成小立體單元。組裝順序:下弦鋼球→下弦桿→上弦鋼球→斜腹桿→上弦桿,然后依上述順序向兩邊對稱安裝。

        安裝順序表如表1。

        2.4 網(wǎng)架整體提升

        圖1 地面拼裝完成后

        表1

        表2

        總裝車間按照7軸和13軸伸縮縫位置將屋面分成三個(gè)區(qū),1-7軸為W J-1,7-13軸為 W J-2,13-19軸為W J-3,每個(gè)區(qū)又均分成兩片網(wǎng)架進(jìn)行提升。以1-7軸屋面網(wǎng)架W J-1為例進(jìn)行說明,W J-1分為1-4軸和4-7軸兩片進(jìn)行吊裝,每片網(wǎng)架設(shè)置24組提升架。首先在拼裝區(qū)域內(nèi)將網(wǎng)架拼裝焊接成整體,網(wǎng)架拼裝完成后,開始整體提升網(wǎng)架,提升50~100㎝后靜置12小時(shí),觀察各部位受力狀況,特別是提升架底部、捆綁繩索位置網(wǎng)架是否有變形等,確認(rèn)后繼續(xù)提升至預(yù)定標(biāo)高(比預(yù)埋件支座位置高50~100mm),在提升時(shí)及時(shí)檢查各點(diǎn)的提升速度,確保網(wǎng)架提升的同步性,為保證網(wǎng)架提升的同步性,本工程采用電動(dòng)葫蘆集成系統(tǒng)進(jìn)行控制,該系統(tǒng)可將所有電動(dòng)倒鏈集成到一個(gè)控制箱控制,從而保證提升時(shí)受力的安全性及同步性;水平移動(dòng)網(wǎng)架至柱頂上方,然后將網(wǎng)架輕輕落在柱頂上,焊接支座,至此網(wǎng)架安裝完成。

        網(wǎng)架提升施工的流程如表2所示。

        2.5 網(wǎng)架整體提升仿真模擬

        本工程采用電動(dòng)葫蘆集成系統(tǒng)進(jìn)行控制。但是由于網(wǎng)架提升面積比較大,提升點(diǎn)較多,如何保證提升時(shí)受力的安全性及同步性是本工程重點(diǎn)。

        由于在各個(gè)提升點(diǎn)位置處的桿件不盡相同,且在提升過程中的各個(gè)桿件的受力情況亦未可知。故有必要進(jìn)行仿真模擬分析。本工程擬采用m idas Gen程序進(jìn)行施工階段有限元分析。網(wǎng)架桿件采用梁單元進(jìn)行建模。網(wǎng)架提升計(jì)算模型如圖2。

        2.5.1 網(wǎng)架仿真分析

        ①sLCB1荷載組合下,各提升點(diǎn)的反力:圖 3(單位:kN),其中提升點(diǎn)最大的反力為187kN。

        圖2 WJ-1仿真計(jì)算模型

        圖3 提升點(diǎn)反力圖

        圖4 提升過程的變形

        ②提升過程中網(wǎng)架的變形:圖四(單位:mm),其中最大變形為 6.4mm。

        ③網(wǎng)架綜合應(yīng)力比:表3(網(wǎng)架主要桿件的最大應(yīng)力比)。

        由表3可知各桿件替換以后綜合應(yīng)力比均小于1,最大應(yīng)力均小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度,故滿足提升要求。

        2.6 網(wǎng)架提升過程中的技術(shù)要求

        網(wǎng)架提升分為試提升和正式提升兩個(gè)階段,必須先對吊具進(jìn)行仔細(xì)的檢查確定無誤后方可進(jìn)行提升。在提升時(shí),網(wǎng)架離開組裝平臺50~100cm為第一階段,現(xiàn)場兩名副指揮應(yīng)認(rèn)真檢查提升架的受力狀況,檢查提升架地基是否有下沉現(xiàn)象,提升用的倒鏈?zhǔn)芰κ欠窬鶆?,纜風(fēng)繩與提升架的連接卡扣是否有松動(dòng)現(xiàn)象等。同時(shí),應(yīng)檢查網(wǎng)架邊緣與混凝土結(jié)構(gòu)是否有相碰的地方,若存在相碰的地方應(yīng)及時(shí)采用水平向倒鏈進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整完成后才能繼續(xù)向上提升。

        表3

        在第一步試提升成功后,應(yīng)觀察12小時(shí),對吊具及網(wǎng)架的受力情況進(jìn)行詳細(xì)的檢查,確定沒有問題后方可進(jìn)行正式提升。

        第二步的正式提升以50cm為一階段,檢查員要隨時(shí)檢查網(wǎng)架以及提升架的受力狀況,并隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

        網(wǎng)架提升時(shí)要保證做到同步,通過觀察控制箱集成系統(tǒng)電子顯示屏查看各吊點(diǎn)的提升速度,嚴(yán)格控制各吊點(diǎn)之間的高差不能過大。

        為保證網(wǎng)架提升的平衡,所有電動(dòng)葫蘆集成到一個(gè)控制器,保證所有吊點(diǎn)同步提升。同時(shí),應(yīng)在每一組提升架上設(shè)置刻度,并在網(wǎng)架上懸掛線錘,觀察網(wǎng)架提升的速度,以控制網(wǎng)架提升的統(tǒng)一。

        網(wǎng)架在提升到設(shè)計(jì)的標(biāo)高后,必須將所有吊點(diǎn)組銷死,防止在高空對接中吊點(diǎn)松動(dòng)。

        網(wǎng)架吊裝就位后,進(jìn)行網(wǎng)架初調(diào),初調(diào)后方能進(jìn)行下道工序的安裝及焊接。

        網(wǎng)架分片位置高空補(bǔ)裝,利用25t汽車吊進(jìn)行高空散裝,由中心向兩邊同時(shí)進(jìn)行。

        網(wǎng)架整體焊接結(jié)束后,對網(wǎng)架進(jìn)行調(diào)整就位,將網(wǎng)架落實(shí)并固定在支座上。

        提升控制測量:由于鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架分片提升,此部分的測量要與提升密切配合,在提升過程中,由于提升架位置固定,以提升架的位置作為鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架水平位置控制的參照點(diǎn),時(shí)刻監(jiān)測網(wǎng)架桿件與提升架的水平距離,防止網(wǎng)架的水平位置產(chǎn)生過大偏差。同時(shí),在提升架上固定標(biāo)尺作為網(wǎng)架提升高程控制的依據(jù),如提升過程中某一提升架處提升速度產(chǎn)生了較大偏差,必須及時(shí)予以糾正。

        提升過程的監(jiān)測:作用是驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性及結(jié)構(gòu)和安裝過程的安全性,其特點(diǎn)監(jiān)測精度高,需進(jìn)行精密變形監(jiān)測。采用全站儀對鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架進(jìn)行三維變形觀測。變形監(jiān)測的目的是為了及時(shí)反映出被監(jiān)測物體的實(shí)時(shí)狀態(tài),預(yù)測其發(fā)展趨勢,為相關(guān)操作人員提拱信息反饋,確保鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架在施工過程的安全性。

        3 結(jié)論

        本工程總裝車間網(wǎng)架的提升方案大大縮短了施工工期,保證工程能在合同期限內(nèi)完成施工。同時(shí)也最大限度的減少了網(wǎng)架在高空拼裝的部分,降低了工人在高空作業(yè)時(shí)的安全隱患。本文結(jié)合工程場地條件、施工措施,并從施工工期和施工安全等對維度進(jìn)行比較分析,最后對網(wǎng)架拼裝和網(wǎng)架提升過程的技術(shù)措施進(jìn)行了闡述,可為類似工程提供。

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