论文部分内容阅读
【摘 要】随着大跨度钢结构的发展，逐渐被应用于大型建筑中，并取得了一定的效果。目前，除了在飞机库的建筑中有应用之外，在大会堂、音乐厅、歌剧院等大型建筑也得到了广泛的应用。本文通过对大跨度钢结构的分析，以A380机库为例，探讨了飞机库大厅屋盖钢结构整体提升的问题，供给相关人士参考。
【关键词】飞机库；大厅屋盖；钢结构；整体提升
一、前言
随着社会的进步，建筑行业的发展日益更新，在这样的大环境之下，钢结构的使用也受到了人们的广泛认可，本文将对飞机库大厅屋盖钢结构整体提升进行简单的剖析，希望得到大家的认可。
二、飞机库应用大跨度屋盖的特点
1、飞机库的大门对屋盖的影响
飞机库重要的结构特点，是在正面的全长上设有大门以供飞机出入。这样的大门固定及开闭需要有专门设施。这对飞机库的屋盖结构方案会有重大影响。海南美兰机场机库将拱与网架结构巧妙组合是处理这种问题的成功范例之一。
2、屋盖的自身重量大
大跨度结构的自重大，也常常采用预应力承重结构及悬索结构，在这些结构中使用高强钢丝，钢绞线等施加预应力非常有效。
3、材料合理
从节约钢材角度看，在大跨度屋盖中应尽可能使用轻质屋面结构及轻质屋面材料。作为承重的屋面板可采用压型钢板，而作为保温层可采用岩棉，以及其他新型轻质高效材料。彩色涂层压型钢板，压型铝合金板是极轻的便于工业化制造和安装的材料，压型铝合金屋面板除了轻质，自防水，易于加工外，还具有耐久的特点，是很有竞争力的大跨建筑屋面围护材料。
近年来还出现了一种新型金属屋盖，将屋盖结构和屋面围护材料（可以含有保温层）合为一体，自重大大减轻。为了简化承重结构，大跨生产厂房多采用便于工业化，标准化生产的新型屋盖结构。从生产工艺方面的考虑，有时大跨厂房需要上部采光；从构造方面考虑，采用横向天窗最为方便，因为这时承重结构和天窗结构可以合并为屋盖的统一承重体系。
三、工程概况
本文以A380飞机库为例，工程的具体情况如下：
本工程机库大厅屋盖结构跨度176.3+176.3m，进深110m，屋盖顶标高+39.800m。屋盖结构采用三层斜放四角锥钢网架，下弦支承，网格尺寸6.0×6.0m，高度8.0m。机库大门处屋盖采用焊接箱形钢桁架，宽5m，高11.5m。
网架节点大部分为焊接球空心球节点，19～23轴之间，根据受力采用主管贯通焊接空心球节点；大门钢桁架采用焊接节点；21轴钢骨混凝土柱顶桁架节点根据受力及构造采用铸钢节点。屋盖支座采用42个抗震球铰支座，坐在结构周边格构柱及21轴钢骨混凝土柱上。网架周边支承柱采用四肢格构式钢管混凝土柱，共43根，焊接H型钢抗风柱Z7，共20根。柱间支撑采用双肢格构式。
整体提升结构工程量：网架焊接球与杆件总重约4600吨，大门桁架及其挂架总重约2000吨。屋盖主次檩条约420吨。检修走道约135吨。总计为7155吨。
四、飞机库大厅屋盖钢结构的施工技术
近年来，我国钢结构设计和施工技术都有了很大的飞跃，特别是奥运工程中钢结构展示出来的水准，让全世界看到了中国钢结构设计施工方面的创新和成就。
1、螺栓的安装工程
钢结构基础技术是关键。比如地脚螺栓的精度关系到钢结构定位，位置应给予严格控制，施工中严格控制基础轴线位移控制在±2.0mm范围内，预埋螺栓标高偏差控制在±5.0mm以内，埋设后要进行两次复测。如果地脚螺栓预埋有困难，可以加工制作定位钢板辅助螺栓定位。对高强螺栓的安装和加固，更应该严格按规程操作。螺栓穿入方向要保持一致，决不能強行穿入螺栓，注意垫圈的朝向和一致性。螺栓紧固时分析实际情况，可以按初拧、终拧或者初拧、复拧和终拧进行操作。
2、吊装的施工
钢柱吊装：钢柱是决定钢结构工程中的主要竖向构件，在吊装时必须既保护之前的柱脚螺栓，又要保证钢柱本身安全。根据实际情况可采用双机吊装或者单机吊装。钢柱吊装就位后，要按规范规定的数值进行校正，长度误差不得超过±3.0mm，垂直偏差应校正到零。钢梁吊装：钢梁在吊装前，应做好安全防范措施和吊装方案设计。吊点的数目和位置、一次性吊装的钢梁数目和是否地上组装梁柱结合体后再吊装。吊装方案既要根据工程要求又要符合操作规范，不可造次。
3、焊接工作要点
钢结构焊接是指被焊工件在焊条的作用下，通过加热、加压或两者并用，使工件形成永久性不可拆分连接的工艺过程。影响焊接质量的因素很多，从施工主体上必须严格控制：焊工必须持证上岗，按规程操作；现场设备配备齐全，防网、防雨措施得力；焊条必须质量保关；焊缝清渣自检及时合格；钢结构焊接常见的有电弧焊、埋弧焊、CO2实焊丝气体保护焊、CO2药芯焊丝气体保护焊、电渣焊和栓钉焊等。
现场焊接的原则是减少焊接变形和降低焊接应力。焊接顺序从主到次、从中心框架向四周扩展。焊接质量的优劣在相当程度上与焊接坡口的形式与坡口的尺寸有很大关系。
五、飞机库屋盖整体提升施工的特点
1.屋顶重量大
本工程整体提升部分的组成比较复杂，主要包括：屋面网架、大门桁架、大门挂架、屋面檩条、检修走道等，总重量约7155吨。
2.屋盖的跨度大
本工程提升结构投影尺寸为352.6m×114.5m，提升面积约为40000m2。
3.提升点布置多
此次工程布置的提升点比较多，提升点分别布置在1轴、41轴、L轴及AB轴之间。共计45个提升点。
4.使用设备多
对于大型工程，配备的设备数量也是足够的，本工程提升共用142台千斤顶，21个液压泵站。 5.提升同步性要求高
在提升过程中，为避免出现结构杆件内力偏差及位移偏差过大，各相邻吊点之间的同步控制要求在10mm内。
6.合拢精度要求高
因提升吊点多，提升合拢后插入杆件数量多，这就要求提升点到位精度及杆件合拢精度控制必须很高，这样才能满足提升合拢质量的要求。
7.提升安全性要求高
本工程提升面积约为40000m2，重约7155吨。在提升过程、合拢、卸载时都必须采取严密的保障措施，不允许出任何差错。
六、钢结构整体提升的难点控制
本工程钢结构施工主要可分为钢柱、网架、大门桁架三部分。现场布置4台行走塔吊进行结构吊装。总体安装顺序由21轴向两侧进行。
1.钢柱安装
本工程格构钢柱采用在加工厂分4段加工。由于其体积大、重量大，现场选用50吨履带吊配合行走塔吊安装。
2.网架及大门桁架安装
屋盖网架、大门桁架安装采用地面拼装，整体提升的施工方法。钢网架在场区外进行初步的拼装（正锥及倒锥），用行走塔进行场区内网架拼装。钢桁架在加工厂分段加工，由于加工部件重量比较大，加工时间比较长用50吨履带吊配合塔吊进行吊装
3、大吨位钢结构提升
本工程钢结构整体提升总重约7155吨，通过同步控制将超过万吨的结构一次提升就位是工程的难点，为了安装的顺利进行，必须要克服上诉最关键的难题，于是我们便采取以下措施：
（一）.布置的吊点多
针对屋盖的结构特点，对吊点也做出了特殊的设计，在网架周边钢柱、大门桁架、网架中心布共布置45个提升吊点。
（二）使用的提升油缸多
在45个提升吊点上，共布置142台提升油缸，其中84台40吨提升油缸，其中28台100吨提升油缸，其中22台200吨提升油缸，8台350吨提升油缸；
3.安全系数储备大
142台提升油缸总体安全储备系数为2.01，钢绞线的安全系数为5.56。
4、整体提升同步控制
本工程提升结构投影尺寸为352.6m×114.5m，提升面积约为40000m2，共布置45个提升点，提升同步性控制是本工程难点，采取如下措施解决：
（一）.采用位置同步控制策略
在计算机控制系统软件设计时，在45个提升吊点之间采取位置同步控制策略，使提升结构的位置保证同步，相邻提升点同步誤差控制在10mm之内，满足本结构的要求。
（二）.传感器系统的保证
传感器系统关系着测量的精准程度，在测量钢结构位置时，使用20米长距离传感器。在20米的测量范围内，测量精度可达0.25mm。
（三）.液压系统的保证
在使用的液压系统中，使用进口比例阀进行提升速度的控制。使用这种电液比例阀，同步调节精度高。
（四）.计算机控制系统的保证
本计算机控制系统经过多次调试，确保没有任何技术问题，控制精度高、控制能力强。
七、结束语
综上所述，飞机库大厅屋盖钢结构整体提升工艺比较复杂，需要注意的问题也很多，其施工顺利进行对飞机的维护与安全管理的意义重大，不容忽视。
在具体的施工过程中，一定要注意每个环节的规范问题，并且对施工要点及难点加以控制，提高屋盖钢结构整体提升工程的质量。
参考文献：
[1]聂友兰.屋面钢结构吊装技术[J]工程质量2011年（12）
[2]唐际宇.高空大跨度钢结构连廊吊装施工技术[J]建筑技术2014.（06）
[3]张同波大跨度钢屋架吊装技术[J]施工技术2012（09）
[4]秦青，赵亚东.飞机库大厅屋盖钢结构整体提升技术的应用[J]钢铁科技.2014（11）
【关键词】飞机库；大厅屋盖；钢结构；整体提升
一、前言
随着社会的进步，建筑行业的发展日益更新，在这样的大环境之下，钢结构的使用也受到了人们的广泛认可，本文将对飞机库大厅屋盖钢结构整体提升进行简单的剖析，希望得到大家的认可。
二、飞机库应用大跨度屋盖的特点
1、飞机库的大门对屋盖的影响
飞机库重要的结构特点，是在正面的全长上设有大门以供飞机出入。这样的大门固定及开闭需要有专门设施。这对飞机库的屋盖结构方案会有重大影响。海南美兰机场机库将拱与网架结构巧妙组合是处理这种问题的成功范例之一。
2、屋盖的自身重量大
大跨度结构的自重大，也常常采用预应力承重结构及悬索结构，在这些结构中使用高强钢丝，钢绞线等施加预应力非常有效。
3、材料合理
从节约钢材角度看，在大跨度屋盖中应尽可能使用轻质屋面结构及轻质屋面材料。作为承重的屋面板可采用压型钢板，而作为保温层可采用岩棉，以及其他新型轻质高效材料。彩色涂层压型钢板，压型铝合金板是极轻的便于工业化制造和安装的材料，压型铝合金屋面板除了轻质，自防水，易于加工外，还具有耐久的特点，是很有竞争力的大跨建筑屋面围护材料。
近年来还出现了一种新型金属屋盖，将屋盖结构和屋面围护材料（可以含有保温层）合为一体，自重大大减轻。为了简化承重结构，大跨生产厂房多采用便于工业化，标准化生产的新型屋盖结构。从生产工艺方面的考虑，有时大跨厂房需要上部采光；从构造方面考虑，采用横向天窗最为方便，因为这时承重结构和天窗结构可以合并为屋盖的统一承重体系。
三、工程概况
本文以A380飞机库为例，工程的具体情况如下：
本工程机库大厅屋盖结构跨度176.3+176.3m，进深110m，屋盖顶标高+39.800m。屋盖结构采用三层斜放四角锥钢网架，下弦支承，网格尺寸6.0×6.0m，高度8.0m。机库大门处屋盖采用焊接箱形钢桁架，宽5m，高11.5m。
网架节点大部分为焊接球空心球节点，19～23轴之间，根据受力采用主管贯通焊接空心球节点；大门钢桁架采用焊接节点；21轴钢骨混凝土柱顶桁架节点根据受力及构造采用铸钢节点。屋盖支座采用42个抗震球铰支座，坐在结构周边格构柱及21轴钢骨混凝土柱上。网架周边支承柱采用四肢格构式钢管混凝土柱，共43根，焊接H型钢抗风柱Z7，共20根。柱间支撑采用双肢格构式。
整体提升结构工程量：网架焊接球与杆件总重约4600吨，大门桁架及其挂架总重约2000吨。屋盖主次檩条约420吨。检修走道约135吨。总计为7155吨。
四、飞机库大厅屋盖钢结构的施工技术
近年来，我国钢结构设计和施工技术都有了很大的飞跃，特别是奥运工程中钢结构展示出来的水准，让全世界看到了中国钢结构设计施工方面的创新和成就。
1、螺栓的安装工程
钢结构基础技术是关键。比如地脚螺栓的精度关系到钢结构定位，位置应给予严格控制，施工中严格控制基础轴线位移控制在±2.0mm范围内，预埋螺栓标高偏差控制在±5.0mm以内，埋设后要进行两次复测。如果地脚螺栓预埋有困难，可以加工制作定位钢板辅助螺栓定位。对高强螺栓的安装和加固，更应该严格按规程操作。螺栓穿入方向要保持一致，决不能強行穿入螺栓，注意垫圈的朝向和一致性。螺栓紧固时分析实际情况，可以按初拧、终拧或者初拧、复拧和终拧进行操作。
2、吊装的施工
钢柱吊装：钢柱是决定钢结构工程中的主要竖向构件，在吊装时必须既保护之前的柱脚螺栓，又要保证钢柱本身安全。根据实际情况可采用双机吊装或者单机吊装。钢柱吊装就位后，要按规范规定的数值进行校正，长度误差不得超过±3.0mm，垂直偏差应校正到零。钢梁吊装：钢梁在吊装前，应做好安全防范措施和吊装方案设计。吊点的数目和位置、一次性吊装的钢梁数目和是否地上组装梁柱结合体后再吊装。吊装方案既要根据工程要求又要符合操作规范，不可造次。
3、焊接工作要点
钢结构焊接是指被焊工件在焊条的作用下，通过加热、加压或两者并用，使工件形成永久性不可拆分连接的工艺过程。影响焊接质量的因素很多，从施工主体上必须严格控制：焊工必须持证上岗，按规程操作；现场设备配备齐全，防网、防雨措施得力；焊条必须质量保关；焊缝清渣自检及时合格；钢结构焊接常见的有电弧焊、埋弧焊、CO2实焊丝气体保护焊、CO2药芯焊丝气体保护焊、电渣焊和栓钉焊等。
现场焊接的原则是减少焊接变形和降低焊接应力。焊接顺序从主到次、从中心框架向四周扩展。焊接质量的优劣在相当程度上与焊接坡口的形式与坡口的尺寸有很大关系。
五、飞机库屋盖整体提升施工的特点
1.屋顶重量大
本工程整体提升部分的组成比较复杂，主要包括：屋面网架、大门桁架、大门挂架、屋面檩条、检修走道等，总重量约7155吨。
2.屋盖的跨度大
本工程提升结构投影尺寸为352.6m×114.5m，提升面积约为40000m2。
3.提升点布置多
此次工程布置的提升点比较多，提升点分别布置在1轴、41轴、L轴及AB轴之间。共计45个提升点。
4.使用设备多
对于大型工程，配备的设备数量也是足够的，本工程提升共用142台千斤顶，21个液压泵站。 5.提升同步性要求高
在提升过程中，为避免出现结构杆件内力偏差及位移偏差过大，各相邻吊点之间的同步控制要求在10mm内。
6.合拢精度要求高
因提升吊点多，提升合拢后插入杆件数量多，这就要求提升点到位精度及杆件合拢精度控制必须很高，这样才能满足提升合拢质量的要求。
7.提升安全性要求高
本工程提升面积约为40000m2，重约7155吨。在提升过程、合拢、卸载时都必须采取严密的保障措施，不允许出任何差错。
六、钢结构整体提升的难点控制
本工程钢结构施工主要可分为钢柱、网架、大门桁架三部分。现场布置4台行走塔吊进行结构吊装。总体安装顺序由21轴向两侧进行。
1.钢柱安装
本工程格构钢柱采用在加工厂分4段加工。由于其体积大、重量大，现场选用50吨履带吊配合行走塔吊安装。
2.网架及大门桁架安装
屋盖网架、大门桁架安装采用地面拼装，整体提升的施工方法。钢网架在场区外进行初步的拼装（正锥及倒锥），用行走塔进行场区内网架拼装。钢桁架在加工厂分段加工，由于加工部件重量比较大，加工时间比较长用50吨履带吊配合塔吊进行吊装
3、大吨位钢结构提升
本工程钢结构整体提升总重约7155吨，通过同步控制将超过万吨的结构一次提升就位是工程的难点，为了安装的顺利进行，必须要克服上诉最关键的难题，于是我们便采取以下措施：
（一）.布置的吊点多
针对屋盖的结构特点，对吊点也做出了特殊的设计，在网架周边钢柱、大门桁架、网架中心布共布置45个提升吊点。
（二）使用的提升油缸多
在45个提升吊点上，共布置142台提升油缸，其中84台40吨提升油缸，其中28台100吨提升油缸，其中22台200吨提升油缸，8台350吨提升油缸；
3.安全系数储备大
142台提升油缸总体安全储备系数为2.01，钢绞线的安全系数为5.56。
4、整体提升同步控制
本工程提升结构投影尺寸为352.6m×114.5m，提升面积约为40000m2，共布置45个提升点，提升同步性控制是本工程难点，采取如下措施解决：
（一）.采用位置同步控制策略
在计算机控制系统软件设计时，在45个提升吊点之间采取位置同步控制策略，使提升结构的位置保证同步，相邻提升点同步誤差控制在10mm之内，满足本结构的要求。
（二）.传感器系统的保证
传感器系统关系着测量的精准程度，在测量钢结构位置时，使用20米长距离传感器。在20米的测量范围内，测量精度可达0.25mm。
（三）.液压系统的保证
在使用的液压系统中，使用进口比例阀进行提升速度的控制。使用这种电液比例阀，同步调节精度高。
（四）.计算机控制系统的保证
本计算机控制系统经过多次调试，确保没有任何技术问题，控制精度高、控制能力强。
七、结束语
综上所述，飞机库大厅屋盖钢结构整体提升工艺比较复杂，需要注意的问题也很多，其施工顺利进行对飞机的维护与安全管理的意义重大，不容忽视。
在具体的施工过程中，一定要注意每个环节的规范问题，并且对施工要点及难点加以控制，提高屋盖钢结构整体提升工程的质量。
参考文献：
[1]聂友兰.屋面钢结构吊装技术[J]工程质量2011年（12）
[2]唐际宇.高空大跨度钢结构连廊吊装施工技术[J]建筑技术2014.（06）
[3]张同波大跨度钢屋架吊装技术[J]施工技术2012（09）
[4]秦青，赵亚东.飞机库大厅屋盖钢结构整体提升技术的应用[J]钢铁科技.2014（11）