基于FM认证标准的上导向、下承重推拉式机库大门施工技术
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2023年08月01日 16:35:46
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  机库大门是为机库、修理坞等厂房提供飞机进出的通道,同时也承担一部分外围护结构的功能,且需抵抗当地风荷载作用,是飞机库、飞机修理坞等厂房的重要组成部分。推拉式机库大门是目前使用最多的机库大门系统,在我国已有50多年的使用历史,它由埋在地面上的滑轨支撑或导向,门扇可左右移动,以开启整个门洞空间。 1?工程概况

 

机库大门是为机库、修理坞等厂房提供飞机进出的通道,同时也承担一部分外围护结构的功能,且需抵抗当地风荷载作用,是飞机库、飞机修理坞等厂房的重要组成部分。推拉式机库大门是目前使用最多的机库大门系统,在我国已有50多年的使用历史,它由埋在地面上的滑轨支撑或导向,门扇可左右移动,以开启整个门洞空间。

1?工程概况

波音737飞机定制厂房包含完工中心和喷漆机库厂房。两个厂房均设有3个飞机机库,每个机库设一个机库大门。完工中心的3樘机库推拉大门洞口尺寸为44?m×13.5?m,每个大门由5个门扇叠合启闭,每个门扇高14?m、宽9.04?m,门扇向一侧开启运行。喷漆机库的3樘推拉大门(有尾翼门),洞口尺寸为44?m×9?m,每樘大门由6个门扇组成,每扇门宽7.47?m、高9.5?m。

每樘门设尾翼门1扇。喷漆机库大门门扇分布在3条轨道上,大门向两侧开启,两侧设有存门门库,门扇分别向两侧开启运行。

由于波音737飞机厂房位于海岛城市浙江舟山,当地台风频发,且厂房交由美国波音公司运营。按该公司要求,机库大门需获得FM认证,对机库大门的深化设计、构配件材料、安装施工提出了更高的要求。   

大门通过悬挂在机库屋顶结构门头上的上导轨进行滑动导向,下部滑轨主要承担门体重量。

2?实现FM认证的要点

根据舟山地区的气候条件,大门强度设计按FM标准提供的基于百年一遇的58?m/s(130?mph)阵风风速持续3?s。3?s阵风风速换算成中国规范的基本风速,按GB?50009—2012《建筑结构荷载规范》中关于围护结构的规定计算大门钢结构,必须保证门体有足够的强度、刚度和稳定性。

按FM标准提供的基于百年一遇的58?m/s阵风风速持续3?s,以国内规范600?s为基准,对不同时距风速的换算比值得出的中、美规范基本风速关系见表1。

表1?各种不同时距风速的平均比值

从表1可知,3?s阵风风速和600?s时距风速的比值关系,换算结果为国内规范中基本风速= 40.845?m/s,将风速再转换成基本风压为1?043?N/m 2

转换出的基本风压(1?043 N/m 2 )与中国规范GB?50009—2012《建筑结构荷载规范》舟山百年一遇的基本风压(1?000 N/m 2 )基本相似,故基本风压按1?043?N/m 2 取值。

门体四周骨架采用H型钢,门扇充分应用斜拉,以防自重引起下沉或受地震力影响和门扇之间、缓冲器之间影响下的变形。大门主要承受自重荷载、风荷载和地震荷载。根据GB?50009—2012《建筑结构荷载规范》和FM文件及FM公司回复文件提供的风荷载数值,风荷载标准值取值为大门高9?m: W k =2.9 kN/m 2 ,大门高13.5?m: W k =3.1?kN/m 2

上述荷载已包含体型、高度系数等,属标准值,可直接用于荷载组合。飞机库门扇钢结构采用 SPACEGASS计算机结构软件建模,按照 BS?5950—2000规范与GB?50017—2003《钢结构设计规范》。

计算分析型钢和钢管组成的结构强度、变形和稳定性,确定完工中心钢结构大门型钢截面和材料参数,采用焊接H型钢H300×250×8×14、H300×300×12×20(Q345B),热轧HN300×150、HN250×125(Q235B)等;圆形钢管(对角拉条)直径89?mm,壁厚6?mm。钢结构大门型钢截面和材料参数分布如图1所示。

(a)

(b)

图1?完工中心门扇框架

(a)13.5?m高门扇框架;(b)带通道的门扇框架

喷漆机库钢结构大门型钢截面和材料参数(Q235B):采用热轧HN300×150,HN250×125,HM294×200等H型钢,圆形钢管(对角拉条)直径76?mm,壁厚6?mm,钢结构大门型钢截面和材料参数分布如图2所示。

图2?9?m高门扇框架

3?施工流程及操作要点

施工流程为上导轨施工→地轨施工→门扇安装→饰面及密封→试运行。

3.1?上导轨施工

施工工序:上导轨地面拼装→上导轨分段吊 装→与大门钢结构挂架横梁螺栓连接→校正。

由于机库大门的上导向轨道安装在机库大门钢结构大门挂架上,故须保证机库大门挂架变形范围不超过±80?mm。在钢结构大门挂架预留与大门上轨道连接的横梁,工厂加工横梁时应在相应位置预钻一定数量的螺栓孔,以方便后期在大门上轨道进行螺栓连接,大门挂架直径?26?孔相邻孔间的位置偏差不得超过±1?mm,在大门挂架全长范围内不得超过±2?mm,在立面对任意3条门头挂架横梁,对应孔相对位置公差应限制在3?mm内。

大门上轨道安装时,先在机库大门正下方将大门上轨道预拼装成整体,采用起重机分段与大门钢结构挂架横梁高强螺栓连接,高强螺丝扭矩值偏差不大于2?N·m,每个吊装单元为12?m,上导轨整体连接完成后校核调整轨道间距不大于2?mm,轨道接头偏差不大于1?mm,上轨道的标高偏差不大于5?mm,如图3、图4所示。

图3?上导轨吊装

图4? 上轨道地面拼装

3.2?地轨施工

采用化学锚栓固定槽钢底座,槽钢与轨道方向垂直铺设,按间距2m设置于预留混凝土轨道槽内。将各条地轨放置在槽钢底座上,用轨道压板将轨道固定,要求轨顶标高误差不大于2mm,轨道间缝隙不大于5?mm。确认满足设计要求后,将轨道与轨枕焊接牢固,之后即进行混凝土的二次浇筑成型,如图5、图6所示。

图5?地轨安装

图6? 地轨混凝土

3.3??门体拼装

机库大门钢骨架在工厂加工,将零散的构件运至施工现场后,采用高强螺栓在地面进行预拼装,采用25?t起重机配合,用方木做临时支撑对门体进行拼装,同时测量平整度、对角线方正度以保证拼装精度满足要求。

门扇构配件拼装顺序为先外后内,即先连接固定门扇整体四周框架,再完善内部杆件安装。待所有构件拼装完成螺栓初拧后,终拧顺序为先四周边框调整水平终拧,再依次紧固其他内部横、竖构件及其他斜杆。

大门门扇四周采用橡胶密封措施,用螺丝将橡胶密封安装在铝扣件上,铝扣件通过自攻钉与大门门扇型钢连接。吊装前除四周边框扣槽、密封胶皮和配套铝材及玻璃铝材安装外,外饰复合板(窗口以上)同时安装完成,内侧待大门吊装后进行固定,如图7、图8所示。

图7?门体框架地面拼装

图8?门侧密封条安装

3.4?门体吊装

门体吊装采用三机吊装方案,两台起重机按吊装的门扇在左右两侧站位,主起重机车架垂直于轨道中心线,距门扇边缘约1.5?m。两台起重机起重臂顶部伸至距机库大门上轨道1?m左右,以确保门扇上导轮位置靠近地轨方向,控制门扇边梃与两台起重机支腿距离相同(约1.5?m)。

吊装时采用D型吊环将起重机吊钩与门体框架吊点连接固定,现场吊装负责人指挥两台起重机同时抬吊,吊至门扇距地1.0?m左右时双车停止,安排人员将门扇范围内的支撑物等杂物清理出门扇下方,应使用长杆或麻绳进行清理,严禁人员进入门体下方。起吊时两台起重机须同步起吊和停止,门扇两侧设人员观察门体、吊点等情况,发现特殊情况应立即告知现场吊装指挥。两台起重机缓缓进行转臂、吊钩上升等动作,使门扇上导轮架位于上导轨间。两侧观察人员观察门体下部情况,以防门体贴地滑行擦伤地面。如此反复吊运,使门体两个上导轮架进入上导轨。

门体吊至地轨轨顶上方时,人工推动门扇使门扇处于垂直状态并临时稳定,然后指挥双机吊钩缓慢下降,使行走轮落在轨道上,该过程中两侧观察人员应全程观察门体下落过程。单扇吊装完毕后,将门体行走轮与地轨间用楔子固定,以避免横风影响。吊装完成固定稳固后,可启动起重机拆除吊钩处钢丝绳,如图9、图10所示。

图9?大门平移

图10?大门现场吊装

4?结束语

目前波音737飞机定制厂房应用的上导向、下承重推拉式机库大门已通过美国FM认证,国内类似此超宽超重机库大门安装且通过FM认证的为数不多。

该大门框架体系的组成及大门安装工序施工适用于多数飞机库、飞机修理坞等厂房的推拉式机库大门系统,且能很好地满足抗风揭性能要求,有较大的推广意义与参考价值。


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