大吨位大跨度的空间悬挑结构的整体提升施工论文.docx

大吨位大跨度的空间悬挑结构的整体提升施工论文大吨位大跨度的空间悬挑结构的整体提升施工论文1工程概况东航西安维修基地新机库建成后成为空客系列在西北地区功能最完善的大修中心。其建筑面积约13000m2，机库大厅平面呈长方形，长度为155m，宽度为85m，其屋盖由大厅部分的钢网架和大门钢桁架组成，形成三面支承、门架侧一面敞开的钢结构组合体系（图1）。该结构最大的特点是大门桁架部分形成大吨位大跨度的空间悬挑结构，施工采用液压控制同步提升的方案。2结构概况机库大厅采用3层正交斜放焊接球网架，网格尺寸6m×6m，矢高为3m+3m，网架结构质量为1380t，网架在东、南、西三面共由28个设置在钢筋混凝土排架柱上的固定球铰钢支座支承。北面敞开设机库大门，大门桁架采用焊接箱型梁及焊接H型钢组成，外桁架HJ—1呈悬挑状，水平悬挑5m，质量580t，内桁架HJ—2两端通过万向球铰支座支承，桁架下弦标高22m，高度为14m，高度上相对网架上弦平面垂直悬挑7m（图2）。桁架部分总质量约1180t，跨度155m。钢结构材质均为Q345B。3施工难点[1—3]（a）大门桁架悬挑结构呈现大吨位及大跨度的特点，这种结构设计上在国内尚属少见，该结构也堪称"西北第一跨"，对设计施工、组织管理等方面综合技术的应用提出了较高要求。（b）整体屋盖钢结构由钢网架和钢桁架组成，网架和桁架的结构覆盖面积比为16∶1，但质量比为1。17∶1，整体重心显着偏向悬挑端。（c）根据整体有限元模型计算结果，桁架的单个吊点提升反力达到8805kN，2个桁架吊点总的反力达到了整个提升重量的1/2以上。（d）桁架相对网架上弦平面垂直悬挑7m，在提升过程中对整体稳定性有一定影响，需要分析提升不同工况下连接杆件的应力变化情况，保证结构安全。4总体方案（a）共设16个结构提升点，每个提升点在柱顶设置格构式提升架，安装液压提升器（图3），将大门钢桁架和网架在投影位置地面拼装成型，用液压提升器将钢屋盖整体提升到安装位置，再补空安装周边支座和杆件，最后结构成型并整体卸载。（b）根据结构的实际提升方案，建立整体有限元模型，采用MIDAS/GEN8。0进行空间分析和计算，根据各提升点的反力值进行提升架设计、提升器配置及加固设计。（c）桁架的提升点设在桁架HJ—2两侧共2个，上吊点用集群液压提升器提供该点8805kN的提升力，下锚点设在桁架下弦的钢托梁底部。（d）网架部分共设置14个提升点，上吊点提升油缸设置在排架柱顶的提升架上，提供最大827kN的提升力，下吊点利用增加的临时杆件和节点，在高空补空杆件安装以后将其拆除。5配套设计及技术措施[4—8]5。1桁架提升体系（a）由于桁架的单个吊点提升反力达到8805kN，为了解决大吨位级提升力的需要，桁架吊点设计采用4个3500kN液压提升器共同作用，经过2个并列的.格构柱型式提升架使支承柱受载。通过钢绞线连接上、下吊点，提升器的提升力通过上吊点—钢绞线—锚具—支承结构—桁架（网架）的途径传递，实现结构的整体提升。同时设置后侧预拉力锚点，预拉力点采用2台2000kN提升器，提升过程中与主吊点按比例同步加载，预拉力均预紧到1500kN。（b）桁架支承柱柱顶标高为+21。08m，在土建施工的同时安装提升架预埋件，实现提升体系与土建混凝土柱之间承载力的有效传递。（c）桁架提升架主体结构由箱型梁和箱型立柱组成，侧面为π字形，高度5m（图5）。构造设计既要考虑承载力要求，也要考虑杆件空间位置的要求，即不能出现提升架与补空构件干涉的情况。经计算，得出施加预拉力对提升架结构受力有明显效果。（d）桁架下吊点处将HJ—2端部断开，提升受力点设在下弦，形成型钢扁担梁形式，并增加加固杆件对下弦补强加固。（e）桁架提升架预拉力由设在桁架混凝土柱承台内的地锚提供，地锚承载力由预埋侧板与混凝土之间的摩擦力和粘结力、下部横向锚板的锚固力及横销的锚固力3部分组成。该方案的提升预拉力设置有效解决了提升重量平衡力的问题，根本性地改善了混凝土柱的偏心受力状况。5。2网架提升体系（a）网架提升架采用三角形格构柱，3个立柱呈品字形布置，前1根立柱轴心受压，后2个受拉，高度为2。5m。其优点在于保证提升架受拉侧强度的同时提高了稳定性，也便于提升到位后周边网架杆件的高空补空。（b）下吊点按柱轴线与网架吊点的位置关系设置，吊点相对网架下弦下移500mm，使5根辅助杆件同时受力。5。3排架柱受力校核（a）提升时，网架排架混凝土柱处于偏心受力状态，需要对柱的强度及稳定性进行校核验算，保证排架柱体系安全。（b）混凝土柱的验算内容有：柱体受压强度验算、柱顶预埋件的验算、柱顶局部受压承载力验算。桁架、网架的提升点混凝土柱按最不利的工况取荷载值，计算结果均应在允许范围内。（c）在正式提升前，将排架柱之间