陳雷，康建軍 （安徽三建工程有限公司，安徽 合肥 230001）

0 前言

模擬地震振動臺是在試驗室中研究結構地震反應和破壞機理的最直接方法，還可用于研究結構動力特性、設備抗震性能以及檢驗結構抗震措施等內容。

地震模擬振動臺系統(tǒng)主要由振動臺臺面、液壓驅動和動力系統(tǒng)、測試和分析系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成。振動臺臺面具有一定的厚度和剛度，截面尺寸根據試驗的需求來確定，通常在振動臺上安裝多個作動器來協(xié)調推動振動臺運動。作動器與預埋在大質量、高剛度的混凝土基礎里的連接件通過安裝板相連。作動器連接件安裝精度要求高，達到毫米級，其安裝精度對振動臺設備安裝及試驗精確度影響很大。

1 工程概況

安徽建筑科學研究設計院抗震檢測實驗室工程，建筑面積3540.98m。地震模擬系統(tǒng)為3m×3m三向六自由度振動臺系統(tǒng)，引進美國MTS公司設備。振動臺通過八個激振作動器與預埋在混凝土基礎里的作動器連接件相連接，分別為X向兩個連接件、Y向兩個連接件、Z向四個連接件。振動臺基礎采用開口箱形固定基礎，外形幾何尺寸為11m×11.3m×7.5m，混凝土強度等級C30。見圖1、圖2所示。

圖1 振動臺基礎平面圖

圖2 振動臺基礎剖面圖

作動器連接件預埋安裝精度要求：作動器安裝板位置允許偏差±2mm，Z方向作動器安裝板必須在重力方向（水平度）允許偏差±1mm，彼此共平面允許偏差±2mm，X、Y方向作動器的安裝板垂直度允許偏差±1mm，與“X”基準軸和“Y”基準軸的平行度允許偏差±1mm。

2 總體施工思路

①在工廠制作振動臺作動器預埋連接件各單件及組裝各單件的鋼骨架，利用鋼骨架把多個預埋連接件組成高精度組件。為了運輸方便，拆解各單件及鋼骨架運至施工現(xiàn)場，再次拼裝成組件。組件經檢測合格后吊至振動臺基礎設計位置。用高精密度測量儀器測控，調整作動器連接件位置。

②為提高作動器連接件安裝精度，混凝土分四次澆筑完成。第一次：-7.5m至-6.2m，高度1.3m，混凝土約211m；第二次：-6.2m至-3.38m，高度2.82m，混凝土約 469m；第三次：-3.38m至-1.6m，厚度1.78m，混凝土約229.8m；第四次：-1.6m 至 0m，厚度1.6m，混凝土約207m。混凝土澆筑間隔20d左右。

3 工藝流程

施工準備→作動器預埋件連接件進場驗收→作動器預埋件拼接組裝→作動器預埋連接件定位放線→作動器連接件組件吊裝就位→作動器連接件組件位置測調→作動器預埋連接件加固→作動器預埋連接件驗收→作動器安裝板就位→測調作動器安裝板標高及垂直度→作動器安裝板四周灌漿→作動器安裝板驗收。

4 施工方法

4.1 施工準備

①根據工程設計圖紙、施工工藝及相關要求等，編制試驗方案，進行試驗段制作，對試驗過程中出現(xiàn)的問題進行分析，進一步優(yōu)化改進施工方案。

②作動器預埋連接件、安裝板單件工廠制作，檢測合格，并用鋼架把作動器預埋連接件組拼成組件。各單件進行編號，堆碼整齊。見圖3～圖7所示。

圖3 作動器連接件及安裝板單件圖

圖4 Z向作動器連接件組件立面圖

圖5 Z向作動器連接件組件平面圖

圖6 X、Y向作動器預埋組件正面圖

圖7 X、Y向作動器預埋組件側面圖

③對技術人員和作業(yè)工人進行技術培訓和安全技術交底。

④供電及各種機械設備正常運行，滿足施工需要。

4.2 作動器預埋件連接件進場驗收

作動器預埋連接件的進場質量驗收檢驗是一個重要的關鍵點。具體檢測標準及方法如下。

①檢查作動器預埋連接件的材質報告，出廠合格證，復檢報告等。

②鋼板截面尺寸及平整度：用游標卡尺及靠尺測量誤差不應超過±1mm。

③預埋鋼管及螺栓：鋼管壁厚用游標卡尺測量，誤差不應超過±0.5mm；長度用鋼卷尺測量誤差不應超過±1mm；螺栓直徑用游標卡尺測量，誤差不應超過±0.5mm；長度用鋼卷尺測量誤差不應超過±1mm。

④整個施工周期采用同一檢測工具。

4.3 作動器預埋連接件安裝方法

4.3.1 作動器預埋件拼接組裝

振動臺作動器連接件各單件運輸至施工現(xiàn)場，在平整的場地上，把作動器連接件各單件及輔料5#槽鋼，按照工廠預拼裝的圖紙，組拼作動器預埋連接件成整體。振動臺作動器連接件組件組裝好后，對其尺寸精度進行復測，作動器預埋連接件鋼管位置允許偏差±1mm，螺桿頂部允許偏差±2mm。

4.3.2 作動器預埋連接件定位放線

根據振動臺基礎定位圖及作動器連接件預埋施工圖，在±0.00混凝土結構樓層選擇合適位置，用經緯儀、大鋼尺以建筑物軸線引出作動器預埋件定位控制線。以此控制線作為振動臺基礎及預埋件的唯一基標，見圖8所示。當控制線與預埋件組件連桿標定的中線一致時，則作動器連桿預埋件位置準確。

圖8 作動器預埋連接件控制線圖

根據施工進度及工藝要求，把控制線分別引測至-6.20m標高及-1.6m標高混凝土面上。作為吊裝及校正作動器預埋連接件的基準參考。

4.3.3 作動器連接件組件吊裝就位

用12t汽車吊把檢測合格的作動器連接件組件吊裝至在組件支撐上就位。垂直作動器預埋連接件組件總重約2t，水平作動器預埋連接件組件重量約1t。采用帆布吊繩綁扎，緩慢吊起放在預定位置。

4.3.4 作動器連接件組件平面位置測調

在振動臺作動器預埋連接件控制線上架設經緯儀，測調預埋連接件組件的位置。兩個方向同時架設經緯儀，當經緯儀視準線、預埋連接件控制線、預埋連接件組件上的標志線一致時，則振動臺作動器預埋連接件位置正確。反復測調，控制誤差不大于1mm。用電子經緯儀測量組件螺栓上端頂部標高，采用千斤頂、撬棍等輔助工具，調整組件螺栓上端標高符合設計要求，各點標高誤差不大于1mm。

4.3.5 作動器預埋連接件加固

在澆筑好的-6.2m標高的混凝土面上采用鋼板和膨脹螺栓設置固定點，按圖尺寸確認無誤后，將四套Z向作動器預埋件采用槽鋼分別垂直、斜拉可靠焊接至-6.2m筏板固定點上。見圖9所示。以防混凝土在澆筑時鋼筋網整體晃動影響預埋件尺寸，確保四套Z向作動器預埋件無晃動、無下沉。

圖9 Z向作動器連接件固定圖

在澆筑好的-1600mm混凝土面上采用鋼板和膨脹螺栓設置固定點，按圖尺寸確認無誤后，將X、Y向各兩套作動器預埋件采用槽鋼分別垂直、斜拉可靠焊接至基坑-1.6m底部固定點上，見圖10所示。以防混凝土在澆筑時，鋼筋網整體晃動影響水平作動器預埋件尺寸，確保X、Y向各兩套作動器預埋件無晃動、無下沉。

圖10 X、Y向作動器連接件固定圖

4.3.6 動作器預埋連接件驗收

作器預埋連接件加固后，進行振動臺基礎鋼筋分項工程、模板分項工程及混凝土分項工程施工。在澆筑混凝土之前，再次利用鋼尺，水準儀、經緯儀對安裝完成的作動器預埋件各項指標進行檢測。進行混凝土澆筑時，應避免碰觸預埋件，防止埋件擾動移位。振動臺大體積混凝土保溫保濕養(yǎng)護14d后,方能拆除模板，利用鋼尺，水準儀、經緯儀等對安裝完成的作動器預埋件各項指標進行檢測，振動臺作動器連接件尺寸、標高允許偏差均控制在±2mm范圍內。

4.4 作動器安裝板安裝調試方法

4.4.1 作動器安裝板就位

就位作動器安裝頂板前，先將各作動器安裝板預埋件坑清理干凈，復核預埋的作動器連接件位置是否符合要求。如誤差較大，在取得建設、監(jiān)理、設備廠家代表認可的情況下，適當修改鋼架結構找正。將預埋件連接桿螺紋端涂上二硫化鉬并擰上螺母。用吊車起吊安裝板緩慢插入螺栓就位。

4.4.2 測調作動器安裝板水平標高及垂直度

采用紅外線儀器、水準儀及經緯儀等工具，以控制線、控制標高為基準，利用安裝板三向調整螺栓進行X、Y、Z向的尺寸微調，達到四塊Z向作動器頂板垂直方向（水平度）小于±1mm，彼此共平面小于±2m；X、Y向各兩塊作動器頂板垂直度小于±1mm，與“X”基準軸和“Y”基準軸的平行度小于±1mm，并做好記錄。

4.4.3 作動器安裝板四周灌漿

作動器連接安裝板調試合格后，把安裝板四周與混凝土基礎之間縫隙進行二次灌漿料施工。灌漿料使用不收縮水泥漿。灌漿前用泡沫環(huán)或同等材料阻止?jié){料進入套管與拉桿接觸。水平作動器安裝板與基礎縫隙支模。按照水泥漿的使用性能，拌制灌漿料?；A混凝土沖洗干凈，將灌漿料分次完全填滿空隙，安裝板下面和后面不能有任何氣孔或孔洞。灌漿料施工完畢后,再進行一次尺寸復核，確保尺寸數據無變動。水泥干燥硬化后，將螺母擰至扭矩為105N·m。

4.4.4 作動器安裝板驗收

采用紅外線儀器、水準儀及經緯儀等工具，以控制線、控制標高為基準測量，四塊Z向作動器頂板垂直方向（水平度）小于±1mm，彼此共平面小于±2mm；X、Y向各兩塊作動器頂板垂直度小于±1mm，與“X”基準軸和“Y”基準軸的平行度小于±1mm；作動器安裝板位置偏差小于±2mm驗收合格，為下一步安裝模擬地震振動臺設備提供了條件。

5 質量保證措施

①執(zhí)行《鋼結構設計標準》(GB50017-2017)、《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》(GB50205-2001)、《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》(GB50204-2015)和《建筑工程施工質量驗收統(tǒng)一標準》(GB50300-2013)等相關規(guī)范和設計圖紙的工藝要求標準規(guī)定，嚴格進行質量控制。

②編制振動臺作動器預埋連接件專項施工方案，經專家論證，報相關單位審核通過后實施。

③施工前對管理人員及操作工人進行各分項技術交底，把工序重點、難點交代清楚，讓每個人充分理解方案的精髓。

④嚴把原材料及半成品進場驗收關。進場必須進行驗收，不符合要求的，必須返廠，嚴禁使用。

⑤實施過程中，技術人員跟班作業(yè)，指導施工，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。

⑥施工過程做好測量記錄，留下影像資料，便于事后分析改進。

6 結束語

本工程通過地震模擬系統(tǒng)振動臺作動器預埋連接件安裝施工，有效地解決了高精度作動器連接件安裝難題，且安全可靠，施工方便，易于質量控制。實踐證明，只要通過合理的施工技術措施，利用工廠專用設備制作高精度作動器連接件單件,并組拼調試合格，各單件及鋼支架運至施工現(xiàn)場進行安裝，就能解決這一技術難題，對于類似高精度預埋件安裝施工具有現(xiàn)實的參考借鑒意義。