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上海浦東國際機場二期航站樓主樓鋼屋架建造技術(shù)

作者:江南重工股份有限公司倪國春    
時間:2010-08-26 13:23:09 [收藏]
提要:上海浦東國際機場二期航站樓設(shè)計方案完全為國內(nèi)自行設(shè)計,航站主樓波浪形鋼屋架采用剛性與柔性相結(jié)合的混合結(jié)構(gòu)體系——三跨連續(xù)張弦梁,采用多曲面箱型主梁、樹枝形鋼柱、異型鑄鋼節(jié)點、
    關(guān)鍵詞:上海浦東國際機場 航站樓主樓鋼屋架建造技術(shù)
      要:上海浦東國際機場二期航站樓設(shè)計方案完全為國內(nèi)自行設(shè)計,航站主樓波浪形鋼屋架采用剛性與柔性相結(jié)合的混合結(jié)構(gòu)體系——三跨連續(xù)張弦梁,采用多曲面箱型主梁、樹枝形鋼柱、異型鑄鋼節(jié)點、螺紋鋼拉桿等展現(xiàn)波浪形的鋼屋架,結(jié)構(gòu)新穎,造型優(yōu)美,是我國推廣大跨度美學(xué)建筑結(jié)構(gòu)的完美典范。本文介紹了工程建造的技術(shù)難點及解決方案,為今后工程建設(shè)積累經(jīng)驗。
     
    主題詞浦東國際機場 建造技術(shù) 大跨度空間結(jié)構(gòu)
    1. 概況
    浦東國際機場二期工程其航站樓“慧眼”的設(shè)計方案,構(gòu)思大膽新穎,造型獨特,在繼承一期工程海鷗展翅飛翔、氣勢雄偉的同時,給人以耳目一新之感。二期工程在機場整體布局中渾然一體,與一期工程又各具特色,充分體現(xiàn)了現(xiàn)代建筑個性十足又協(xié)調(diào)發(fā)展的大趨勢。
     
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    1二期工程航站樓主樓
    航站主樓波浪形鋼屋架為大跨度空間結(jié)構(gòu),采用剛性與柔性相結(jié)合的混合結(jié)構(gòu)體系——三跨連續(xù)張弦梁,通過Y型分叉的中柱和邊斜柱支承于下部混凝土框架結(jié)構(gòu)。張弦梁上弦在柱頂支承部位為單根箱形截面構(gòu)件,在跨中分叉為兩根箱形構(gòu)件,構(gòu)件的截面高度由柱頂處最大逐漸向跨中減小。張弦梁下弦采用單根高強度鋼拉桿,以鑄鋼錨具與上弦相連。中柱與高架道路一側(cè)的邊斜柱上端鉸接于張弦梁下翼緣,下端剛接于鋼砼懸臂柱頂。另一側(cè)邊斜柱上下端均為鉸接。Y型的中柱、邊斜柱與橫向張弦梁及縱向連續(xù)梁共同形成屋架完整的抗側(cè)力體系。
    航站主樓屋架主體為46榀變截面曲形箱梁屋架,上弦基本箱梁截面寬度從300mm~1622mm,箱梁高度從768mm~2288mm,屋架上弦桿為600~200×300的焊接箱形管。下弦為φ100~φ180的鋼拉桿通過鑄鋼結(jié)點,同腹桿與上弦箱梁形成混合結(jié)構(gòu),三跨連續(xù)梁跨度分別為46.85米、89米、46.85米,單榀屋架長度約218米,支承結(jié)構(gòu)為單根箱形鋼柱、單Y箱形鋼柱、雙Y箱形鋼柱結(jié)合體系,鋼柱上端均為鉸接節(jié)點,通過銷軸與屋架下端的異型鑄鋼件連接。屋架梁之間由箱形梁、工字梁、支撐系桿、支撐、百葉鋼梁連接,形成一個穩(wěn)定的屋架體系。航站樓屋架總長度415米,總寬度218米,鋼結(jié)構(gòu)總重量約15000噸。
     
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    2 航站樓屋架標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間示意圖
    2. 工程建造技術(shù)難點
    2.1 屋架梁由雙向彎曲的變截面箱型梁組成,形狀復(fù)雜、截面變化大是屋架梁的特點,在組裝和焊接過程中怎樣控制變形,保證尺寸精度成為屋架梁加工的關(guān)鍵;屋架梁通過異型鑄鋼節(jié)點與鋼柱連接,鑄鋼節(jié)點的安裝尺寸精度直接影響到結(jié)構(gòu)安裝精度。
    2.2 工程結(jié)構(gòu)的特殊性、屋架節(jié)點的多樣性和復(fù)雜性,給工程檢驗帶來了許多難題。有相當(dāng)數(shù)量的驗收項目沒有現(xiàn)成的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)可直接引用。因此,制訂一個針對本工程的驗收標(biāo)準(zhǔn)成為工程質(zhì)量保證的關(guān)鍵。
    2.3 作為屋架張弦梁下弦桿的鋼拉桿系統(tǒng),既要考慮建筑外形,又要考慮功能使用,這為鋼拉桿及節(jié)點的方案確定、安裝控制帶來了巨大的難題。
    2.4 異型鑄鋼節(jié)點的基面和軸心成空間角度,外表面為扭轉(zhuǎn)面,這給鑄鋼件的檢測、安裝提出了很高的要求。
    2.5 張弦梁分段的交貨狀態(tài)采用“在穩(wěn)定的二支點狀態(tài)下交貨”具有特殊性,必須采取相應(yīng)的技術(shù)措施來保證。
    3. 關(guān)鍵制造技術(shù)
    3.1 主樓鋼屋架建造精度控制技術(shù)
    屋架梁由雙向彎曲的變截面箱形梁組成,箱形梁的最大截面為500x2200,最小截面為300×200,截面變化大、形狀復(fù)雜。針對其組成特點,我們從組裝,焊接方面進行了工藝研究,制定了許多相應(yīng)的措施,來保證工程質(zhì)量精度要求。
    3.1.1 研究重點
    屋架梁每榀分成三個張弦梁分段和兩個柱接分段,見分段劃分圖。根據(jù)分段的組成特點和施工質(zhì)量要求,張弦梁分段的控制難點在于分段的拱度、銷軸耳板間距、腹桿垂直度和分段之間的接口配合精度;柱接分段的控制難點則是異型鑄鋼件節(jié)點的空間位置。
    3.1.2 工藝措施
    (1) 張弦梁分段
    a. 拱度的控制
    張弦梁制造過程中再細(xì)分成三段,兩個叉型小分段和一個跨中小分段。小合攏過程中,通過計算機仿真放樣技術(shù)和數(shù)控切割,首先解決了弧形板的展開問題。然后,我們根據(jù)張弦梁的線型,專門設(shè)計了弧形胎架,胎架的腹板線型與三個小分段吻合,這樣在拼裝過程中,用卡碼卡牢分段,可以保證分段的制造線型??紤]到焊接工藝,我們主張盡可能采用平焊,避免仰焊和仰角焊以減少焊接變形,把弧形胎架設(shè)計成正造和反造兩副胎架。先在反造胎架上拼裝零件板,焊接上翼緣位置焊縫,再翻到正造胎架上焊接下翼緣位置焊縫。由于都是平焊焊接,梁上翼緣和下翼緣焊接熱輸入十分均勻,因此分段裝焊后變形很小,對精度控制、分段拱度控制起到了重要作用。
    b. 銷軸耳板間距的控制
    銷軸耳板分別在兩個叉型小分段上,安裝時首先在弧形胎架上定位兩個叉型分段,由于分段整體未成型,此時很容易調(diào)整好兩個叉型小分段,保證耳板的相對位置和相對角度。將調(diào)整好的叉型小分段用卡碼固定在弧形胎架上,然后吊裝跨中小分段,小分段之間的坡口開成正階梯形,保證跨中分段就位后上下翼緣板對齊。結(jié)構(gòu)裝焊后,測量耳板間距最大偏差-2mm,允許偏差為-3mm,達到了質(zhì)量要求。
    c. 腹桿垂直度的控制
    張弦梁的腹桿垂直度對工程完工后的建筑效果好壞有極大的影響,在制定檢測標(biāo)準(zhǔn)時,建筑師就提出腹桿垂直度偏差不得超過10mm,實際制造中,由于梁的下弦為張拉結(jié)構(gòu),螺紋張拉的一個行程就是10mm,這給腹桿安裝提出了極高的要求。
    對此,我們會同設(shè)計院、鋼拉桿制造安裝單位進行了專門研究,研究預(yù)應(yīng)力張拉到位時,螺紋行程能夠達到多少,這將為我們的工藝準(zhǔn)備提供直接的數(shù)據(jù)。我們先通過計算機分析計算預(yù)先估計預(yù)應(yīng)力值,然后用ProE軟件對結(jié)構(gòu)進行虛擬安裝,確定了理論行程值。在實際工藝操作時,我們將理論值再進行偏差修正,加上一個負(fù)公差作為腹桿安裝的預(yù)偏值,實際上就是腹桿安裝時上翼緣支點固定,下翼緣支點首先根據(jù)理論值往預(yù)張拉行程反方向偏轉(zhuǎn),然后根據(jù)偏差允許值再偏轉(zhuǎn)一定數(shù)值,以滿足預(yù)張拉后的腹桿垂直度要求。首次安裝時,我們在偏差修正值上增加了一倍允差,預(yù)張拉后測量腹桿垂直度偏差為7mm,獲得了成功。有了經(jīng)驗后,我們調(diào)整偏差修正值,后面安裝的腹桿垂直度可以控制到±5mm。
    d. 分段間的接口配合
    分段間的接口配合采用預(yù)拼裝是直接而有效的方法。在工藝準(zhǔn)備階段我們決定采用預(yù)拼裝方案解決接口配合問題。但在準(zhǔn)備時我們注意到,屋架結(jié)構(gòu)尺寸大、重量重,考慮到制造條件限制和施工進度,將五個分段進行預(yù)拼裝幾乎是不可能的。對此我們進行了方案優(yōu)化,將五個分段繼續(xù)拆分成11個小分段,然后仿照橋梁預(yù)拼裝方式進行。每三個分段為一組,分為1-3、3-5、5-7、7-9、9-11五組進行預(yù)拼裝,通過這樣的由大化小,由難化易的預(yù)拼方式,很好的解決了分段接口的配合問題。
    (2) 柱接分段
    柱接分段制造的難點是異型鑄鋼件的空間定位問題。從屋架結(jié)構(gòu)體系上看,由于分段下接樹枝形鋼柱,并采用銷接定位。因此相應(yīng)節(jié)點鑄鋼件孔軸線與主梁軸線并不是簡單的平行或垂直關(guān)系,而是成空間一角度。在兩個鑄鋼件同時定位到一個分段時,必須要仔細(xì)考慮安裝措施,保證樹枝形柱枝杈能同時穿入兩個鑄鋼件孔內(nèi)。
    我們利用計算機進行此部分的結(jié)構(gòu)建模后,認(rèn)為采用常規(guī)的眼孔定位法無法確定其正確的位置。即使采用電子全站儀,由于反射點位置在眼孔中心,不能保證貼片的準(zhǔn)確性,因此采用數(shù)字定位也存在相當(dāng)?shù)睦щy。這種情況下必須找到另外一種方法,來解決異型鑄鋼件的定位問題。
    我們通過深入研究模型特點,注意到異型鑄鋼件底座正好是屋架梁下翼緣的一部分,其基面縱軸和橫軸與屋架梁的縱軸、橫軸是一致的。我們想到是否能夠改變定位基點,用鑄鋼件底座來定位呢?如果能行,就可以用簡單拉劃線方法解決這個難題。
    經(jīng)過不斷研究,我們決定采用底座基面定位法,將鑄鋼件的底座基面為結(jié)構(gòu)基準(zhǔn),包括鑄鋼件制造、各面加工、眼孔鉆膛、劃線檢驗等都確定其為同一基面。這樣,鑄鋼件安裝時只要找準(zhǔn)基面定位,就可以保證眼孔的位置。安裝時,以基面的縱橫軸線對應(yīng)屋架梁軸線,以基面基準(zhǔn)點作為定位基準(zhǔn)點定位安裝,既簡單、又方便。從結(jié)構(gòu)整體安裝后的結(jié)果來看,安裝誤差在允許范圍內(nèi)。至于鑄鋼件底座基面與眼孔的制造、檢測關(guān)系,請詳見后面異型鑄鋼件制造的相關(guān)內(nèi)容。
    3.1.3 小結(jié)
    在制定工藝措施的過程中,我們充分利用了現(xiàn)代施工技術(shù),例如計算機仿真技術(shù)、模擬技術(shù),同時開闊思路,在吸取傳統(tǒng)制造工藝優(yōu)點基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新,將工程難點由大化小,由繁化簡,由難化易,目的都是為了保證工程質(zhì)量,提高經(jīng)濟效益。
    3.2 工程驗收專用標(biāo)準(zhǔn)的提出及依據(jù)
    3.2.1 問題提出
    鋼屋架由于節(jié)點的多樣性和復(fù)雜性,給工程檢驗帶來了許多難題。屋架梁上的鑄鋼節(jié)點、張弦梁的鋼拉桿節(jié)點、梁柱連接的關(guān)節(jié)軸承節(jié)點,目前都缺乏現(xiàn)成的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)可用。鑄鋼件標(biāo)準(zhǔn)和鋼拉桿標(biāo)準(zhǔn)尚在報批階段,關(guān)節(jié)軸承用于鋼結(jié)構(gòu)屬于新型節(jié)點,目前僅有機械行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。此外,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的空間體系和外形多變的空間曲線給檢驗帶來了巨大的操作難度。需要驗收那些項目,允許值定多少等實際問題都是現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)驗收規(guī)范(GB50205)所不能解決的。
    3.2.2 解決辦法
    在此情況下,業(yè)主、制造單位、設(shè)計院和工程監(jiān)理組成研究組,共同制訂了針對本工程的驗收標(biāo)準(zhǔn),在參考各類相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的同時,結(jié)合以往制造工程經(jīng)驗和積累的數(shù)據(jù),給出了詳細(xì)的驗收項目,具有相當(dāng)?shù)目刹僮餍浴?/div>
    鑄鋼件的制造,主要參考德國標(biāo)準(zhǔn)DIN17182確定了化學(xué)成分和物理性能指標(biāo),取樣和檢驗方法則參考了國內(nèi)報批稿的相關(guān)內(nèi)容。其中爭議較大的是鑄鋼件超聲波的范圍和等級確定,主要原因是工程用的鑄鋼件形式多樣,有機加工面、螺紋面、扭轉(zhuǎn)面等,具體操作難度很大。對此,研究組將本工程鑄鋼件進行了細(xì)化分類,每種類別的檢測范圍和等級加以明確,解決了實際難題。
    鋼拉桿的制造以報批稿內(nèi)容為主,考慮到鋼拉桿體系成型后對建筑效果的影響,對鋼拉桿的直徑偏差,不圓度偏差進行了嚴(yán)格限制;對鋼拉桿表面的涂裝、無損探傷等都給出了明確的要求。
    關(guān)節(jié)軸承的使用在鋼結(jié)構(gòu)工程上尚屬于新型節(jié)點,目前其承載能力主要以理論計算和試驗值作為評判的依據(jù)。本工程使用的向心關(guān)節(jié)軸承制造參考了《關(guān)節(jié)軸承:向心關(guān)節(jié)軸承》(GB/T9163)的相關(guān)內(nèi)容,在承載能力上,根據(jù)破壞試驗研究結(jié)果,研究組對軸承的徑向額定荷載和軸向額定荷載都進行了嚴(yán)格的規(guī)定。
    鋼屋架的驗收主要是參考《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》,但對于工程中許多項目和驗收值,規(guī)范未能完全覆蓋。例如張弦梁的驗收細(xì)則,樹型鋼柱的驗收細(xì)則,多曲面屋架組裝和安裝的驗收細(xì)則等等。研究組在研讀了規(guī)范水平并綜合以往建筑制造水平的基礎(chǔ)上,提供了具體的驗收細(xì)則方案,為工程的可操作性提供了保障。
    3.2.3 小結(jié)
    專項驗收標(biāo)準(zhǔn)的制訂,給工程的順利施工提供了保證,從安裝后的效果來看,工程質(zhì)量符合預(yù)期的要求,證明標(biāo)準(zhǔn)的制訂獲得了成功。另外,專項標(biāo)準(zhǔn)的可操作性強,部分內(nèi)容具有通用性,對以后同類工程的建設(shè)具有一定的參考價值。
    3.3 鋼拉桿螺紋節(jié)點的方案設(shè)計、安裝技術(shù)和預(yù)應(yīng)力控制技術(shù)
    3.3.1 螺紋節(jié)點的方案設(shè)計
    在張弦梁鋼拉桿設(shè)計初期,設(shè)計院提出鋼拉桿與鑄鋼件節(jié)點采用螺紋連接,同時利用螺紋行程進行預(yù)應(yīng)力張拉的總體方案,并給出了內(nèi)螺紋鑄鋼件的主方案和外螺紋鑄鋼件的備選方案。我們通過施工分析后認(rèn)為內(nèi)螺紋鑄鋼件方案施工上不易達到,提出了采用外螺紋鑄鋼件方案。即鑄鋼件端頭外螺紋,鋼拉桿端頭同樣外螺紋并配備連接鋼套筒。當(dāng)鑄鋼件和鋼拉桿兩個外螺紋同向時,該節(jié)點作為張弦梁的安裝節(jié)點,鋼套筒僅起連接作用;當(dāng)兩個外螺紋異向時,該節(jié)點作為張拉節(jié)點,鋼套筒不僅起連接作用,同時起張拉作用。為了評判兩種方案的優(yōu)劣,我們進行了對比。
    (1) 鑄鋼件外螺紋方案
    鋼拉桿兩端采用螺紋套筒,鑄鋼件采用外螺紋,在安裝節(jié)點鋼拉桿與鑄鋼件采用同向螺紋,在張拉節(jié)點拉桿與鑄鋼件采用反向螺紋。
    優(yōu)點:安裝、張拉方便,結(jié)構(gòu)尺寸容易控制。節(jié)點尺寸小,結(jié)構(gòu)形式美觀。
    缺點:相對內(nèi)螺紋鑄鋼件,節(jié)點長度稍長。
    (2) 鑄鋼件內(nèi)螺紋方案
    鑄鋼件采用內(nèi)螺紋,鋼拉桿兩端均為螺紋連接。
    優(yōu)點:節(jié)點尺寸小,結(jié)構(gòu)形式美觀。
    缺點:安裝困難,張拉不易控制,結(jié)構(gòu)尺寸不易保證,鑄鋼件內(nèi)螺紋質(zhì)量不易控制。
    從以上對比可以看出,鋼拉桿螺紋節(jié)點采用外螺紋的設(shè)計方案雖然對建筑效果有影響,但是更易滿足施工的需要。為了解決該方案節(jié)點長度稍大的缺點,我們對鋼套筒的外弧線進行了進一步優(yōu)化,減少視覺上的突兀感,優(yōu)化后的方案得到了建筑師的肯定,被用于工程實踐中。
    3.3.2 安裝技術(shù)
    下弦為鋼拉桿結(jié)構(gòu)的張弦梁體系較為少見,通常都為索結(jié)構(gòu),因此我們對結(jié)構(gòu)的安裝進行了詳細(xì)的工藝研究。通過研究我們發(fā)現(xiàn)安裝有以下幾點需要注意:首先必須事先確定張拉節(jié)點的位置;其次安裝時上弦梁必須放松;然后必須考慮鋼拉桿安裝的先后次序;還有就是螺紋行程必須事先確定。
    根據(jù)上述要點,我們進行了充分的準(zhǔn)備,然后按照各要點展開安裝工作。首先要確定張拉節(jié)點位置,考慮到張拉的均勻性,還有張拉工裝的布置和易操作性,張拉節(jié)點定在張弦梁的中間節(jié)點,其余節(jié)點則作為連接節(jié)點。第二步是進行安裝,先要放松上弦梁,上弦梁是箱形梁,外形成弧形,結(jié)構(gòu)具有一定的剛性。在組裝胎架上,我們選擇上弦梁的中點,分成四點位用四個20噸油泵將其均勻頂高40mm,這樣兩側(cè)的鋼拉桿銷軸耳板就可以向內(nèi)移動,提高安裝操作性。
    接下來是設(shè)定安裝順序。根據(jù)張拉節(jié)點位于下弦桿群中間,其張拉節(jié)點是螺紋行程控制節(jié)點,因此該節(jié)點的螺紋方向相反,而其他連接節(jié)點的螺紋方向相同。由于這種螺紋連接方式,安裝時必須整體考慮順序,不能任意安裝。通過研究,我們決定采用1-2-3-4-5-6的順序安裝各桿件,先安裝連接節(jié)點,接著安裝銷軸節(jié)點,張拉節(jié)點最后安裝。安裝順序考慮好后,就要確定螺紋行程,實際安裝就是考慮直腹桿的偏轉(zhuǎn)距離,保證張拉結(jié)束后直腹桿的垂直度符合驗收要求。根據(jù)前文敘述,我們初定了偏轉(zhuǎn)值,然后按照順序依次安裝鋼拉桿,用特制扳手用鋼套筒將鑄鋼件與鋼拉桿進行連接。安裝后保持中間腹桿垂直于地面,完成鋼拉桿的安裝。
    3.3.3 預(yù)應(yīng)力控制技術(shù)
    按照設(shè)計圖紙的要求,張弦梁的預(yù)張只是為滿足結(jié)構(gòu)體系的成立,同時確保拱形尺寸,對預(yù)應(yīng)力的施加值并不做限定。因此,在準(zhǔn)備時我們確定了以結(jié)構(gòu)變形為主,以應(yīng)力施加為輔的張拉方案。
    (1)    首先是結(jié)構(gòu)復(fù)位,鋼拉桿安裝完成后放松20噸油泵,讓屋架復(fù)位。屋架復(fù)位后用電子全站儀檢查屋架本體、直腹桿、鋼拉桿和鑄鋼件位置,不符合初始張拉要求的需進行調(diào)整,調(diào)整完畢后,放松所有結(jié)構(gòu)約束,屋架分段兩端用50噸油泵頂升起50mm,使分段達到二支點狀態(tài)。
    (2)    接下來安裝張拉裝置,連接油路及各種線路,張拉前通過精確調(diào)整連接套筒,保證鋼架下弦鋼拉桿的初始長度控制在一定的范圍內(nèi)。
    (1)    進行張拉施工,同步分級張拉、緩慢加載,保證張拉位移與連接套筒旋轉(zhuǎn)跟進同步。通過張拉設(shè)備進行3~5次張拉調(diào)整,同步進行變形測量及數(shù)據(jù)采集,觀察張弦梁拱度尺寸的變化。根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)值及時進行張拉協(xié)調(diào)調(diào)整,當(dāng)張弦梁拱度到達預(yù)定值時,停止張拉,完成張拉過程。
    3.3.4 小結(jié)
    張弦梁采用鋼拉桿螺紋節(jié)點的方案較為新穎,設(shè)計、制造、安裝具有一定的技術(shù)難度。我們在制造時,對方案的可操作性,施工的控制性都進行了詳細(xì)的研究,制定了相應(yīng)的工藝措施,使工程的完工驗收取得了滿意的結(jié)果。同時,在技術(shù)準(zhǔn)備和工程施工中,我們對新技術(shù)、新方法、新工藝的運用,也為公司的科技進步積累了經(jīng)驗。
    3.4 異型鑄鋼件的檢測技術(shù)
    3.4.1 問題提出
    屋架分段與屋架鋼立柱之間連接的鉸接節(jié)點采用扭面異型鑄鋼件,結(jié)構(gòu)形式新穎別致,但對于施工卻造成了很大的困難。鑄鋼件出爐經(jīng)過數(shù)控機床加工后如何檢測,成為鑄件驗收的難題。
    3.4.2 解決辦法
    根據(jù)結(jié)構(gòu)特點分析,在計算機三維輔助設(shè)計下,我們考慮了一個巧妙的辦法解決了上述難題。由于鑄鋼件尺寸比較復(fù)雜,我們采用平臺交驗法對鑄鋼件進行檢測,采用了以下步驟:
    (1)    在工作平臺上制作一固定的檢測臺,布置工藝基準(zhǔn)塊,并劃出十字基準(zhǔn)線;
    (2)    根據(jù)鑄鋼件空間位置制作一副平臺交驗胎架;
    (3)    按照其空間位置在加工成型鑄鋼件底座及各條邊,劃出十字線并用洋沖敲??;
    (4)    進行檢測,在工作平臺上定位鑄鋼件,采用預(yù)先加工的檢測軸試穿鑄鋼件軸孔及定位支座。通過檢驗三者的同心度和檢測軸的位置偏差,若滿足驗收方案要求,則說明鑄鋼件通過了檢測。
    3.4.3 小結(jié)
    通過這個辦法,很好的解決了扭面異型鑄鋼件的檢測問題,同時劃好的基準(zhǔn)線作為鑄鋼件在分段的定位基準(zhǔn),也解決了鑄鋼件的定位問題。
    3.5 張弦梁分段在穩(wěn)定的二支點狀態(tài)的控制技術(shù)
    3.5.1 問題提出
    根據(jù)張弦梁結(jié)構(gòu)體系的特殊性,張弦梁分段現(xiàn)場組拼后需要在穩(wěn)定的二支點狀態(tài)下交貨,這是指分段完成后需脫離胎架,僅在兩個支點的作用下進行交驗。這種交驗狀態(tài)符合張弦梁的實際受力狀態(tài),但對交驗工作提出了很高的要求。
    3.5.2 采取措施
    通過工藝研究,我們發(fā)現(xiàn)施工中有兩個問題需要解決。一是支點的確定,二是由于張弦梁結(jié)構(gòu)重心高,二支點成立后如何防止其傾倒。
    首先是確定支點,根據(jù)張弦梁結(jié)構(gòu)的特點,我們將支點位置定在上弦桿和下弦桿母線交點的垂線上。這樣在理論上能夠符合體系受力情況,實際設(shè)計中也避讓了銷軸耳板構(gòu)造和分段接口構(gòu)造。支點設(shè)計成鍥形,底面保持水平,對應(yīng)的箱梁內(nèi)部增設(shè)加勁板,用來滿足支承受力要求。
    接下來是考慮其側(cè)向傾倒問題,我們在上弦梁中間位置設(shè)置了兩組防傾板,作為結(jié)構(gòu)的水平限位。只允許梁沿垂直地面的縱向移動,限制其水平位移,這樣就起到了防止其傾倒的作用。
    實際施工中首先在支點下布置砼墩、支點胎架,在胎架的頂部各布置一組50t的油泵。然后解除分段所有約束,利用二只50t油泵,緩緩頂起屋架50mm,同時檢測屋架上弦桿逐漸脫離胎架情況下的線型變化。當(dāng)屋架分段變形穩(wěn)定后,檢查支點狀況,確認(rèn)分段已完全處于二支點狀態(tài),隨后進行后續(xù)交驗工作。
    3.5.3 小結(jié)
    通過二支點交驗方案,為工程總體安裝后的變形控制提供了準(zhǔn)確的第一手?jǐn)?shù)據(jù)資料,而所采用的二支點施工控制技術(shù),為其提供了有力的技術(shù)保障。同時,也為將來類似工程的施工提供了參考。
    4. 技術(shù)創(chuàng)新點
    (1)    虛擬制造和現(xiàn)實施工相結(jié)合,通過調(diào)整和驗證確保施工的可靠性
    現(xiàn)代計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,使得工程虛擬制造不但成為可能,而且與現(xiàn)實施工的關(guān)聯(lián)越發(fā)密切。在工程中,拱形梁的安裝順序,腹桿偏轉(zhuǎn)值的確定,鋼拉桿螺紋節(jié)點的設(shè)計,鋼拉桿的安裝控制,異型鑄鋼件檢測方案的可行性研究等,都是利用虛擬技術(shù)確定方案,通過工程施工加以驗證的例子。而工程施工的結(jié)果通過計算機虛擬制造的調(diào)整,可以優(yōu)化成更合理的方案,有助于施工工藝性能的提高和工程質(zhì)量的保證。
    (2)    新型張弦梁體系的制造、安裝技術(shù)
    上弦為變截面箱型梁,下弦為鋼拉桿,采用螺紋節(jié)點預(yù)張拉的張弦梁結(jié)構(gòu)體系,形式新穎,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。螺紋節(jié)點的設(shè)計,腹桿的偏轉(zhuǎn)安裝方式,鋼拉桿的安裝要點控制和預(yù)應(yīng)力控制等,都具有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)含量,具有一定的創(chuàng)新性。
    (3)    異型鑄鋼件的檢測方法和安裝方法
    異型鑄鋼件的檢測方法,突破了傳統(tǒng)方法的限制,通過轉(zhuǎn)換思路,采用了較為巧妙的辦法解決了檢測和安裝兩個難題。
    (4)    張弦梁分段二支點的控制技術(shù)
    張弦梁分段采用二支點交驗法,符合其結(jié)構(gòu)理論的要求。施工過程中采用的控制措施,為工程的順利進行提供了保證。
    5. 結(jié)束語
    上海浦東國際機場二期工程建設(shè)中很多問題都超出了相應(yīng)規(guī)范、相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,為此還專門制定了工程制造安裝各專項標(biāo)準(zhǔn),確保了工程順利進行,同時積累經(jīng)驗,為以后同類工程的建設(shè)提供參考。
    通過本工程的施工,公司在大跨度結(jié)構(gòu)的施工上積累了寶貴的經(jīng)驗,鍛煉了一批精干的施工隊伍,為今后在類似工程的施工提供了良好的技術(shù)保障。同時,在技術(shù)準(zhǔn)備和工程施工中,對新技術(shù)、新方法、新工藝的運用,也為公司的科技進步貢獻了力量。
     
     
     
     
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