大型鋼桁架“滑移”施工技術在半導體廠房施工中的應用

鄒開舉，劉 輝

（信息產業電子第十一設計研究院科技工程股份有限公司，四川 成都 610000）

1 工程概述

無錫海辰半導體項目占地面積約18.3萬m2，總建筑面積約17.7萬m2，主生產廠房建筑面積約11.4萬m2，是信息產業電子第十一設計研究院科技工程股份有限公司設計、施工的大型半導體EPC總承包項目廠房，如圖1所示。FAB廠房芯片生產核心廠房區（F02）為雙坡三跨鋼桁架結構，總寬度為120m、長度為174m，鋼桁架跨度分別為36m、42m、36m，柱距為12m（第一榀桁架為6m），共計16軸線，檐口高度18.507m，如圖2所示。

圖1 主廠房平面圖

圖2 主廠房結構剖面圖

FAB廠房芯片生產核心區設計為二層砼結構、鋼桁架屋面，因生產工藝要求，二層全部為無樓板格子梁結構。鋼桁架共計16榀，整個桁架系統共計重量2240t，每榀桁架重量140t。根據現場的實際的施工條件和施工環境，考慮到項目的工期及項目的施工成本，現場采用大型鋼構“滑移”的施工方案。

2 鋼構“滑移”方案

2.1 方案概述

（1）編制詳細的施工方案。通過專家論證后，制訂詳細的吊裝計劃及構件進場計劃。根據現場施工環境，利用F05作為鋼桁架施工的材料堆場及桁架的初步拼裝區，所有的構件進場均為散裝構件，構件按照計劃運至F05區域初步拼裝桁架。

（2）根據方案，整個滑移系統共計設置4條滑移軌道，嚴格按照方案安裝滑移軌道梁、立柱及滑移軌道。安裝完成后，每條軌道上設置3套60t的滑移設備，共計12套。

（3）桁架拼裝和滑移。桁架在安裝好的軌道梁上拼接成滑移的單元塊，然后按照順序滑移，直至所有的桁架全部滑移到位，如圖3所示。

圖3 鋼構滑移方案總體規劃

（4）桁架卸載。現場根據荷載計算，共計設置100t和50t螺旋千斤頂各32個共同工作，完成桁架的卸載工作。

（5）滑移軌道的拆除。在桁架整體卸載到位后，進行鋼柱腳的砼灌漿工作，灌漿強度達標后拆除滑移用的軌道梁、立柱及軌道。

2.2 滑移軌道的安裝

根據該項目的滑移方案設計圖紙，在二層砼柱旁單獨頂設置四排64根φ351mm×10mm鋼管作為滑移軌道梁的立柱，中間兩排立柱頂部設置HN800mm×300mm型鋼（兩側縱向設置δ10mm貼板，翼緣板加強肋δ10mm鋼板間距1.5m）作為滑移軌道梁，兩側每排立柱頂部設置HN650mm×300mm型鋼（兩側縱向設置δ8mm貼板，翼緣板加強肋δ8mm鋼板間距1.2m）作為滑移軌道梁，滑移軌道規格型號為43kg/m。臨時鋼管立柱和混凝土柱、梁采用抱箍連接，以免造成混凝土損壞。

2.3 桁架拼裝及滑移

第一步：F05吊裝拼裝區域內安排2臺100t履帶吊，在靠近F05區域的兩條軸線（3軸、4軸）的范圍內滑移軌道上依次拼裝最里軸線（17軸、18軸線）的桁架；主桁架拼裝完畢后，履帶吊在不脫吊鉤的前提下，再安排50t吊車安裝17/18軸線桁架間的上下弦次梁、水平支撐、柱間支撐、屋面檁條等鋼構件，形成穩定的結構作為第一個滑移單元，然后進入空間滑移階段。桁架吊裝拼接示意圖如圖4所示。

第二步：17/18軸桁架拼裝完成后，再安裝滑靴及滑移設備進行滑移作業，整體滑移12m（1個柱距）后暫停。滑靴及滑移設備結構圖如圖5所示。

第三步：重復第一步的工作，拼裝16軸桁架，然后將16軸桁架通過桁架之間的上下弦次梁、水平支撐、柱間支撐等構件和17軸的鋼桁架連成一體，組成滑移單元格。

第四步：連同16軸桁架的滑移單元格再次滑移，滑移12m（1個柱距）后暫停。

重復上述步驟，拼裝滑移15軸桁架。以此類推，直至最后一榀桁架滑移到位。

2.4 整個桁架系統的卸載

根據結構本身的受力情況、傳力途徑、變形情況、體系形成過程，通過計算分析，確定卸載總體思路為“整體分級同步卸載”。該工程鋼結構卸載總高度為150mm，為了確保卸載過程安全、可靠，采取在屋架上貼應力片，對卸載過程采用全程監控的方式控制。當整體滑移就位后，桁架結構完全由滑靴支撐在滑移軌道上。為此，需要在桁架梁下部設置鋼結構卸載點，中間軸線卸載點設置1臺100t螺旋千斤頂，兩側軸線卸載點設置1臺50t螺旋千斤頂，共計64個卸載點。千斤頂安裝示意圖如圖6所示。

圖4 桁架吊裝拼接示意圖

圖5 滑靴及滑移設備結構圖

圖6 千斤頂安裝示意圖

卸載流程：滑移到位準備卸載→安裝千斤頂→同步頂升，拆除滑靴及鋼軌，受力轉換到支座處墊板→安裝千斤頂到軌道梁頂面，繼續卸載→卸載到位。卸載到位后，在砼柱安置墊塊，受力轉換到支座兩側的墊板及柱底的墊塊，準備二次灌漿。

3 “滑移”方案的成效

根據信息產業電子第十一設計研究院科技工程股份有限公司施工經驗，半導體廠房核心區鋼構施工一般采用逆做法、普通吊裝兩種施工方案。根據此次滑移經驗，滑移方案在工期方面比普通吊裝節省35d，在施工成本方面比逆做法節省近350萬元。

4 結束語

無錫海辰半導體FAB廠房的屋面鋼桁架的安裝工程，完美地詮釋了鋼構滑移技術在半導體項目的應用，該項目鋼構“滑移”方案成功的實施不僅在節約項目工期、降低項目成本方面取得了良好的效果，而且在鋼構“滑移”技術方面積累了經驗，為以后半導體項目大跨度鋼構施工方案提供了新的方案選擇。