陳雷，康建軍 （安徽三建工程有限公司，安徽 合肥 230001）

0 前言

模擬地震振動(dòng)臺(tái)是在試驗(yàn)室中研究結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)和破壞機(jī)理的最直接方法，還可用于研究結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性、設(shè)備抗震性能以及檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)抗震措施等內(nèi)容。

地震模擬振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)主要由振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面、液壓驅(qū)動(dòng)和動(dòng)力系統(tǒng)、測(cè)試和分析系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成。振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面具有一定的厚度和剛度，截面尺寸根據(jù)試驗(yàn)的需求來(lái)確定，通常在振動(dòng)臺(tái)上安裝多個(gè)作動(dòng)器來(lái)協(xié)調(diào)推動(dòng)振動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)。作動(dòng)器與預(yù)埋在大質(zhì)量、高剛度的混凝土基礎(chǔ)里的連接件通過安裝板相連。作動(dòng)器連接件安裝精度要求高，達(dá)到毫米級(jí)，其安裝精度對(duì)振動(dòng)臺(tái)設(shè)備安裝及試驗(yàn)精確度影響很大。

1 工程概況

安徽建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院抗震檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室工程，建筑面積3540.98m。地震模擬系統(tǒng)為3m×3m三向六自由度振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)，引進(jìn)美國(guó)MTS公司設(shè)備。振動(dòng)臺(tái)通過八個(gè)激振作動(dòng)器與預(yù)埋在混凝土基礎(chǔ)里的作動(dòng)器連接件相連接，分別為X向兩個(gè)連接件、Y向兩個(gè)連接件、Z向四個(gè)連接件。振動(dòng)臺(tái)基礎(chǔ)采用開口箱形固定基礎(chǔ)，外形幾何尺寸為11m×11.3m×7.5m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30。見圖1、圖2所示。

圖1 振動(dòng)臺(tái)基礎(chǔ)平面圖

圖2 振動(dòng)臺(tái)基礎(chǔ)剖面圖

作動(dòng)器連接件預(yù)埋安裝精度要求：作動(dòng)器安裝板位置允許偏差±2mm，Z方向作動(dòng)器安裝板必須在重力方向（水平度）允許偏差±1mm，彼此共平面允許偏差±2mm，X、Y方向作動(dòng)器的安裝板垂直度允許偏差±1mm，與“X”基準(zhǔn)軸和“Y”基準(zhǔn)軸的平行度允許偏差±1mm。

2 總體施工思路

①在工廠制作振動(dòng)臺(tái)作動(dòng)器預(yù)埋連接件各單件及組裝各單件的鋼骨架，利用鋼骨架把多個(gè)預(yù)埋連接件組成高精度組件。為了運(yùn)輸方便，拆解各單件及鋼骨架運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，再次拼裝成組件。組件經(jīng)檢測(cè)合格后吊至振動(dòng)臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)位置。用高精密度測(cè)量?jī)x器測(cè)控，調(diào)整作動(dòng)器連接件位置。

②為提高作動(dòng)器連接件安裝精度，混凝土分四次澆筑完成。第一次：-7.5m至-6.2m，高度1.3m，混凝土約211m；第二次：-6.2m至-3.38m，高度2.82m，混凝土約 469m；第三次：-3.38m至-1.6m，厚度1.78m，混凝土約229.8m；第四次：-1.6m 至 0m，厚度1.6m，混凝土約207m。混凝土澆筑間隔20d左右。

3 工藝流程

施工準(zhǔn)備→作動(dòng)器預(yù)埋件連接件進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收→作動(dòng)器預(yù)埋件拼接組裝→作動(dòng)器預(yù)埋連接件定位放線→作動(dòng)器連接件組件吊裝就位→作動(dòng)器連接件組件位置測(cè)調(diào)→作動(dòng)器預(yù)埋連接件加固→作動(dòng)器預(yù)埋連接件驗(yàn)收→作動(dòng)器安裝板就位→測(cè)調(diào)作動(dòng)器安裝板標(biāo)高及垂直度→作動(dòng)器安裝板四周灌漿→作動(dòng)器安裝板驗(yàn)收。

4 施工方法

4.1 施工準(zhǔn)備

①根據(jù)工程設(shè)計(jì)圖紙、施工工藝及相關(guān)要求等，編制試驗(yàn)方案，進(jìn)行試驗(yàn)段制作，對(duì)試驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)施工方案。

②作動(dòng)器預(yù)埋連接件、安裝板單件工廠制作，檢測(cè)合格，并用鋼架把作動(dòng)器預(yù)埋連接件組拼成組件。各單件進(jìn)行編號(hào)，堆碼整齊。見圖3～圖7所示。

圖3 作動(dòng)器連接件及安裝板單件圖

圖4 Z向作動(dòng)器連接件組件立面圖

圖5 Z向作動(dòng)器連接件組件平面圖

圖6 X、Y向作動(dòng)器預(yù)埋組件正面圖

圖7 X、Y向作動(dòng)器預(yù)埋組件側(cè)面圖

③對(duì)技術(shù)人員和作業(yè)工人進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和安全技術(shù)交底。

④供電及各種機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行，滿足施工需要。

4.2 作動(dòng)器預(yù)埋件連接件進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收

作動(dòng)器預(yù)埋連接件的進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量驗(yàn)收檢驗(yàn)是一個(gè)重要的關(guān)鍵點(diǎn)。具體檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及方法如下。

①檢查作動(dòng)器預(yù)埋連接件的材質(zhì)報(bào)告，出廠合格證，復(fù)檢報(bào)告等。

②鋼板截面尺寸及平整度：用游標(biāo)卡尺及靠尺測(cè)量誤差不應(yīng)超過±1mm。

③預(yù)埋鋼管及螺栓：鋼管壁厚用游標(biāo)卡尺測(cè)量，誤差不應(yīng)超過±0.5mm；長(zhǎng)度用鋼卷尺測(cè)量誤差不應(yīng)超過±1mm；螺栓直徑用游標(biāo)卡尺測(cè)量，誤差不應(yīng)超過±0.5mm；長(zhǎng)度用鋼卷尺測(cè)量誤差不應(yīng)超過±1mm。

④整個(gè)施工周期采用同一檢測(cè)工具。

4.3 作動(dòng)器預(yù)埋連接件安裝方法

4.3.1 作動(dòng)器預(yù)埋件拼接組裝

振動(dòng)臺(tái)作動(dòng)器連接件各單件運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，在平整的場(chǎng)地上，把作動(dòng)器連接件各單件及輔料5#槽鋼，按照工廠預(yù)拼裝的圖紙，組拼作動(dòng)器預(yù)埋連接件成整體。振動(dòng)臺(tái)作動(dòng)器連接件組件組裝好后，對(duì)其尺寸精度進(jìn)行復(fù)測(cè)，作動(dòng)器預(yù)埋連接件鋼管位置允許偏差±1mm，螺桿頂部允許偏差±2mm。

4.3.2 作動(dòng)器預(yù)埋連接件定位放線

根據(jù)振動(dòng)臺(tái)基礎(chǔ)定位圖及作動(dòng)器連接件預(yù)埋施工圖，在±0.00混凝土結(jié)構(gòu)樓層選擇合適位置，用經(jīng)緯儀、大鋼尺以建筑物軸線引出作動(dòng)器預(yù)埋件定位控制線。以此控制線作為振動(dòng)臺(tái)基礎(chǔ)及預(yù)埋件的唯一基標(biāo)，見圖8所示。當(dāng)控制線與預(yù)埋件組件連桿標(biāo)定的中線一致時(shí)，則作動(dòng)器連桿預(yù)埋件位置準(zhǔn)確。

圖8 作動(dòng)器預(yù)埋連接件控制線圖

根據(jù)施工進(jìn)度及工藝要求，把控制線分別引測(cè)至-6.20m標(biāo)高及-1.6m標(biāo)高混凝土面上。作為吊裝及校正作動(dòng)器預(yù)埋連接件的基準(zhǔn)參考。

4.3.3 作動(dòng)器連接件組件吊裝就位

用12t汽車吊把檢測(cè)合格的作動(dòng)器連接件組件吊裝至在組件支撐上就位。垂直作動(dòng)器預(yù)埋連接件組件總重約2t，水平作動(dòng)器預(yù)埋連接件組件重量約1t。采用帆布吊繩綁扎，緩慢吊起放在預(yù)定位置。

4.3.4 作動(dòng)器連接件組件平面位置測(cè)調(diào)

在振動(dòng)臺(tái)作動(dòng)器預(yù)埋連接件控制線上架設(shè)經(jīng)緯儀，測(cè)調(diào)預(yù)埋連接件組件的位置。兩個(gè)方向同時(shí)架設(shè)經(jīng)緯儀，當(dāng)經(jīng)緯儀視準(zhǔn)線、預(yù)埋連接件控制線、預(yù)埋連接件組件上的標(biāo)志線一致時(shí)，則振動(dòng)臺(tái)作動(dòng)器預(yù)埋連接件位置正確。反復(fù)測(cè)調(diào)，控制誤差不大于1mm。用電子經(jīng)緯儀測(cè)量組件螺栓上端頂部標(biāo)高，采用千斤頂、撬棍等輔助工具，調(diào)整組件螺栓上端標(biāo)高符合設(shè)計(jì)要求，各點(diǎn)標(biāo)高誤差不大于1mm。

4.3.5 作動(dòng)器預(yù)埋連接件加固

在澆筑好的-6.2m標(biāo)高的混凝土面上采用鋼板和膨脹螺栓設(shè)置固定點(diǎn)，按圖尺寸確認(rèn)無(wú)誤后，將四套Z向作動(dòng)器預(yù)埋件采用槽鋼分別垂直、斜拉可靠焊接至-6.2m筏板固定點(diǎn)上。見圖9所示。以防混凝土在澆筑時(shí)鋼筋網(wǎng)整體晃動(dòng)影響預(yù)埋件尺寸，確保四套Z向作動(dòng)器預(yù)埋件無(wú)晃動(dòng)、無(wú)下沉。

圖9 Z向作動(dòng)器連接件固定圖

在澆筑好的-1600mm混凝土面上采用鋼板和膨脹螺栓設(shè)置固定點(diǎn)，按圖尺寸確認(rèn)無(wú)誤后，將X、Y向各兩套作動(dòng)器預(yù)埋件采用槽鋼分別垂直、斜拉可靠焊接至基坑-1.6m底部固定點(diǎn)上，見圖10所示。以防混凝土在澆筑時(shí)，鋼筋網(wǎng)整體晃動(dòng)影響水平作動(dòng)器預(yù)埋件尺寸，確保X、Y向各兩套作動(dòng)器預(yù)埋件無(wú)晃動(dòng)、無(wú)下沉。

圖10 X、Y向作動(dòng)器連接件固定圖

4.3.6 動(dòng)作器預(yù)埋連接件驗(yàn)收

作器預(yù)埋連接件加固后，進(jìn)行振動(dòng)臺(tái)基礎(chǔ)鋼筋分項(xiàng)工程、模板分項(xiàng)工程及混凝土分項(xiàng)工程施工。在澆筑混凝土之前，再次利用鋼尺，水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀對(duì)安裝完成的作動(dòng)器預(yù)埋件各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)避免碰觸預(yù)埋件，防止埋件擾動(dòng)移位。振動(dòng)臺(tái)大體積混凝土保溫保濕養(yǎng)護(hù)14d后,方能拆除模板，利用鋼尺，水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀等對(duì)安裝完成的作動(dòng)器預(yù)埋件各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，振動(dòng)臺(tái)作動(dòng)器連接件尺寸、標(biāo)高允許偏差均控制在±2mm范圍內(nèi)。

4.4 作動(dòng)器安裝板安裝調(diào)試方法

4.4.1 作動(dòng)器安裝板就位

就位作動(dòng)器安裝頂板前，先將各作動(dòng)器安裝板預(yù)埋件坑清理干凈，復(fù)核預(yù)埋的作動(dòng)器連接件位置是否符合要求。如誤差較大，在取得建設(shè)、監(jiān)理、設(shè)備廠家代表認(rèn)可的情況下，適當(dāng)修改鋼架結(jié)構(gòu)找正。將預(yù)埋件連接桿螺紋端涂上二硫化鉬并擰上螺母。用吊車起吊安裝板緩慢插入螺栓就位。

4.4.2 測(cè)調(diào)作動(dòng)器安裝板水平標(biāo)高及垂直度

采用紅外線儀器、水準(zhǔn)儀及經(jīng)緯儀等工具，以控制線、控制標(biāo)高為基準(zhǔn)，利用安裝板三向調(diào)整螺栓進(jìn)行X、Y、Z向的尺寸微調(diào)，達(dá)到四塊Z向作動(dòng)器頂板垂直方向（水平度）小于±1mm，彼此共平面小于±2m；X、Y向各兩塊作動(dòng)器頂板垂直度小于±1mm，與“X”基準(zhǔn)軸和“Y”基準(zhǔn)軸的平行度小于±1mm，并做好記錄。

4.4.3 作動(dòng)器安裝板四周灌漿

作動(dòng)器連接安裝板調(diào)試合格后，把安裝板四周與混凝土基礎(chǔ)之間縫隙進(jìn)行二次灌漿料施工。灌漿料使用不收縮水泥漿。灌漿前用泡沫環(huán)或同等材料阻止?jié){料進(jìn)入套管與拉桿接觸。水平作動(dòng)器安裝板與基礎(chǔ)縫隙支模。按照水泥漿的使用性能，拌制灌漿料?；A(chǔ)混凝土沖洗干凈，將灌漿料分次完全填滿空隙，安裝板下面和后面不能有任何氣孔或孔洞。灌漿料施工完畢后,再進(jìn)行一次尺寸復(fù)核，確保尺寸數(shù)據(jù)無(wú)變動(dòng)。水泥干燥硬化后，將螺母擰至扭矩為105N·m。

4.4.4 作動(dòng)器安裝板驗(yàn)收

采用紅外線儀器、水準(zhǔn)儀及經(jīng)緯儀等工具，以控制線、控制標(biāo)高為基準(zhǔn)測(cè)量，四塊Z向作動(dòng)器頂板垂直方向（水平度）小于±1mm，彼此共平面小于±2mm；X、Y向各兩塊作動(dòng)器頂板垂直度小于±1mm，與“X”基準(zhǔn)軸和“Y”基準(zhǔn)軸的平行度小于±1mm；作動(dòng)器安裝板位置偏差小于±2mm驗(yàn)收合格，為下一步安裝模擬地震振動(dòng)臺(tái)設(shè)備提供了條件。

5 質(zhì)量保證措施

①執(zhí)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50017-2017)、《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50205-2001)、《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204-2015)和《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50300-2013)等相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)圖紙的工藝要求標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量控制。

②編制振動(dòng)臺(tái)作動(dòng)器預(yù)埋連接件專項(xiàng)施工方案，經(jīng)專家論證，報(bào)相關(guān)單位審核通過后實(shí)施。

③施工前對(duì)管理人員及操作工人進(jìn)行各分項(xiàng)技術(shù)交底，把工序重點(diǎn)、難點(diǎn)交代清楚，讓每個(gè)人充分理解方案的精髓。

④嚴(yán)把原材料及半成品進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收關(guān)。進(jìn)場(chǎng)必須進(jìn)行驗(yàn)收，不符合要求的，必須返廠，嚴(yán)禁使用。

⑤實(shí)施過程中，技術(shù)人員跟班作業(yè)，指導(dǎo)施工，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。

⑥施工過程做好測(cè)量記錄，留下影像資料，便于事后分析改進(jìn)。

6 結(jié)束語(yǔ)

本工程通過地震模擬系統(tǒng)振動(dòng)臺(tái)作動(dòng)器預(yù)埋連接件安裝施工，有效地解決了高精度作動(dòng)器連接件安裝難題，且安全可靠，施工方便，易于質(zhì)量控制。實(shí)踐證明，只要通過合理的施工技術(shù)措施，利用工廠專用設(shè)備制作高精度作動(dòng)器連接件單件,并組拼調(diào)試合格，各單件及鋼支架運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，就能解決這一技術(shù)難題，對(duì)于類似高精度預(yù)埋件安裝施工具有現(xiàn)實(shí)的參考借鑒意義。