网架提升施工方案.doc

1 目目 录录 1 工程概况及编制依据工程概况及编制依据 1 1 1 工程概况 1 1 2 桁架与网架连接节点 1 1 3 编制依据 1 2 方案整体思路方案整体思路 1 3 关键技术及设备关键技术及设备 1 3 1 超大型构件液压同步提升施工技术特点 1 3 2 主要技术及设备 1 4 施工工艺流程施工工艺流程 1 5 提升工艺重点提升工艺重点 1 5 1 提升吊点布置 1 5 2 提升流程图 1 5 3 提升平台 上吊点 形式 1 5 4 提升下吊点形式 1 5 5 网架提升加固 1 5 6 提升过程中的稳定性控制 1 5 7 需重点注意事项 1 6 液压提升系统配置液压提升系统配置 1 6 1 液压提升器配置 1 6 2 液压泵源系统 1 6 3 电气同步控制系统 1 6 4 提升速度及加速度 1 7 液压系统同步控制液压系统同步控制 1 7 1 总体布置原则 1 7 2 提升同步控制策略 1 7 3 同步控制原理 1 8 液压提升系统的安装液压提升系统的安装 1 8 1 液压提升设备安装 1 2 8 2 钢绞线安装 1 8 3 设备的检查及调试 1 8 4 其他项目检查 1 9 网架的地面拼装概述网架的地面拼装概述 1 9 1 拼装场地准备 1 9 2 网架及桁架拼装方法 1 9 3 网架 桁架整体拼装顺序 1 9 4 网架 桁架拼装的起拱标高控制 1 9 5 网架 桁架拼装的轴线控制 1 9 6 网架 桁架整体提升的加固 1 10 正式提升正式提升 1 10 1 提升过程控制要点 1 10 2 提升过程的监控 1 10 3 网架提升时的测量监控 1 10 4 网架提升异常时的调整措施 1 11 施工组织体系施工组织体系 1 11 1 施工组织体系 1 12 施工进度计划施工进度计划 1 13 主要液压系统设备主要液压系统设备 1 14 提升施工用电提升施工用电 1 15 应急预案应急预案 1 15 1 现场设备故障应急预案 1 15 2 突然停电 停电复送 1 15 3 意外事故应急预案 1 15 4 防雨和防风应急预案 1 15 5 提升过程中的防雷接地措施 1 16 安全 文明施工安全 文明施工 1 17 网架提升各阶段的验算 加固后 网架提升各阶段的验算 加固后 1 17 1 各提升阶段结构变形情况 1 17 2 各施工阶段应力变化情况 1 3 17 3 各施工阶段竖向约束反力变化情况 1 17 4 不同步提升状态下的施工验算 1 18 提升平台验算提升平台验算 1 18 1 网架平台计算 1 18 2 桁架边柱平台计算 1 18 3 桁架中柱平台计算 1 18 4 桁架临时支架提升平台计算 1 19 混凝土柱及柱顶埋件验算混凝土柱及柱顶埋件验算 1 19 1 混凝土柱计算 1 19 2 柱顶埋件计算 1 20 附图附图 1 4 1 工程概况及编制依据工程概况及编制依据 1 11 1 工程概况工程概况 本工程为 机库大厅屋盖钢结构跨度 96 120m 进深 79 0m 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 总高度 6 00m 网架下弦标高 23 0m 机库大门处屋盖采用焊接箱形截面钢桁架 总高度 12 0m 桁架下弦标 高 20 5m 网架节点为焊接空心球节点 支座节点采用万向抗震球铰支座 网架总面积约 17000m2 基本柱距为 18m 最大跨度为 120m 其中 N 列为 格构式桁架 桁架高 12m 其余部分均为网架结构 高度为 6m 桁架与网架的 中心线齐平 整个屋盖结构的承重体系由四周 23 根混凝土柱组成 通过柱顶的 万向抗震球铰支座相连接 屋盖提升重量约 2000 吨 屋盖结构示意如下图所示 屋盖结构模型图屋盖结构模型图 屋盖立面图屋盖立面图 网架 桁 架 砼柱 桁架 网架 架 5 1 21 2 桁架与网架连接节点桁架与网架连接节点 节点 1节点 2 节点 3节点 4 6 节点 5节点 6 节点 7节点 8 节点 9节点 10 7 1 31 3 编制依据编制依据 本液压提升方案是以钢结构安装施工组织设计及施工图纸为依据 参考本 公司以往在类似工程中的施工经验 结合本工程的实际情况及特点 并通过相 应的计算 分析 在钢结构安装方给定的施工场地 现有塔吊以及施工进度计 划基础上进行编制的 1 3 1 工程文件 1 网架结构安装施工组织设计及图纸 2 现行国家 或行业 施工验收规范与标准 3 类似工程的施工经验及相关的技术文件 1 3 2 遵循标准和规范 现行国家有关的规程 规范 标准 1 钢结构工程施工质量验收规范 GB50205 2001 2 钢结构设计规范 GB50017 2003 3 重型结构 设备 整体提升 技术规程 J11400 2009 2 方案整体思路方案整体思路 本工程中 屋面网架结构若采用分件高空散装 不但高空组装 焊接工作 量以及临时措施量巨大 且由于高空作业条件相对较差 施工难度大 作业效 率低 网架安装过程中存在较大的安全 质量风险 不利于网架现场安装的安 全 质量以及工期控制 根据以往类似工程的成功经验 若将本工程上述网架在地面拼装成整体后 利用 超大型构件液压同步提升技术 将其提升到位 将大大降低安装施工难 度 于质量 安全和工期等均有利 网架提升拟采取两次提升 首先 将网架部分及桁架上半部分在地面拼装 完成后 进行第一次提升 提升高度为 3m 提升到位后开始拼装桁架的下半部 分 待整个桁架拼装完成后 桁架进行临时卸载 将桁架处提升托梁由中弦移 至下弦 开始第二次提升 将整个结构提升至设计标高 最后 将剩余杆件安 装到位并与柱顶支座相连 网架提升利用原结构立柱设置提升平台 上吊点 在网架下弦设置提升临 时球节点 下吊点 用于安装地锚及其它临时加固杆件 上下吊点之间通过钢 绞线连接 为使提升过程中网架不与立柱及柱间联系梁相碰 地面拼装网架时 与网架支座相连的所有杆件均不能安装 这些杆件待网架整体提升至设计标高 处后再进行安装 8 3 关键技术及设备关键技术及设备 3 13 1 超大型构件液压同步提升施工技术特点超大型构件液压同步提升施工技术特点 1 通过提升设备的扩展组合 提升重量 跨度 面积不受限制 2 提升过程十分安全 并且构件可以在提升过程中的任意位置可靠锁定 任一提升器亦可单独调整 调整精度高 有效的提高了结构提升过程中安装精 度的可控性 3 采用柔性索具承重 只要有合理的承重吊点 提升高度不受限制 4 提升设备体积小 自重轻 承载能力大 特别适宜于大型网架结构的 提升作业 5 液压提升器通过液压回路驱动 动作过程中加速度极小 对被提升构 件及提升框架结构几乎无附加动荷载 振动和冲击 6 设备自动化程度高 操作方便灵活 安全性好 可靠性高 使用面广 通用性强 7 液压同步提升通过计算机控制各提升点同步 提升过程中构件保持平 稳的提升姿态 同步控制精度高 8 省去大型吊机的作业 可大大节省机械设备 人力资源 9 能够充分利用现场施工作业面 对工程总体工期控制有利 3 23 2 主要技术及设备主要技术及设备 3 2 1 关键技术和设备 我司已有过将超大型液压同步提升施工技术应用于各种类型的结构 设备 吊装工艺的成功经验 配合本工程施工工艺的创新性 我司主要使用如下关键 技术和设备 1 超大型构件液压同步提升施工技术 2 YS SJ 180 型液压提升器 3 YS SJ 75 型液压提升器 4 YS PP 60 型液压泵源系统 5 YS CS 01 型计算机同步控制及传感检测系统 3 2 2 液压提升原理 液压同步提升技术 采用液压提升器作为提升机具 柔性钢绞线作为承 重索具 液压提升器为穿芯式结构 以钢绞线作为提升索具 有着安全 可靠 承重件自身重量轻 运输安装方便 中间不必镶接等一系列独特优点 液压提升器两端的楔型锚具具有单向自锁作用 当锚具工作 紧 时 会 自动锁紧钢绞线 锚具不工作 松 时 放开钢绞线 钢绞线可上下活动 9 液压提升过程见下图所示 一个流程为液压提升器一个行程 当液压提升 器周期重复动作时 被提升重物则一步步向上移动 紧上锚 停下锚 同步伸缸至2L 紧下锚 停上锚 缩缸至2L 松上锚 非同步缩缸至L 上升过程 紧下锚 停上锚 缩缸至L 松上锚 非同步伸缸至2L 紧上锚 停下锚 伸缸至2L 松下锚 同步缩缸至L 下降过程 液压提升原理图液压提升原理图 上升工况步序动作示意如下图所示 液压提升器提升工作原理表液压提升器提升工作原理表 10 第第 1 1 步 下锚松 上锚紧 夹紧钢绞步 下锚松 上锚紧 夹紧钢绞 线线 第第 2 2 步 提升器同步提升重物步 提升器同步提升重物 第第 3 3 步 下锚紧 夹紧钢绞线步 下锚紧 夹紧钢绞线第第 4 4 步 主油缸微缩 上锚片脱开步 主油缸微缩 上锚片脱开 11 第第 5 5 步 上锚具下降 上锚全松步 上锚具下降 上锚全松第第 6 6 步 主油缸非同步缩回原位步 主油缸非同步缩回原位 3 2 3 液压提升设备 本工程中液压提升承重设备主要采用穿芯式液压提升器 YS SJ 180 型液 压提升器的额定提升重量为 180t YS SJ 75 型液压提升器的额定提升重量为 75t 最大提升速度可达 12m h 液压提升器如图所示 液压提升器液压提升器 12 3 2 4 液压泵源系统 液压泵源系统为液压提升器提供动力 并通过就地控制器对多台或单台液 压提升器进行控制和调整 执行液压同步提升计算机控制系统的指令并反馈数 据 YS PPYS PP 型液压泵源系统型液压泵源系统 3 2 5 计算机同步控制及传感检测系统 液压同步提升施工技术采用传感监测和计算机集中控制 通过数据反馈和 控制指令传递 可全自动实现同步动作 负载均衡 姿态矫正 应力控制 操 作闭锁 过程显示和故障报警等多种功能 本公司拟用于本工程的液压同步提升系统设备采用 CAN 总线控制 以及从 主控制器到液压提升器的三级控制 实现了对系统中每一个液压提升器的独立 实时监控和调整 从而使得液压同步提升过程的同步控制精度更高 更加及时 可控和安全 操作人员可在中央控制室通过液压同步计算机控制系统人机界面进行液压 提升过程及相关数据的观察和 或 控制指令的发布 通过计算机人机界面的操作 可以实现自动控制 顺控 单行程动作 手 动控制以及单台提升器的点动操作 从而达到网架整体提升安装工艺中所需要 的同步提升 空中姿态调整 单点毫米级微调等特殊要求 计算机同步控制及传感检测系统人机操作界面见图所示 13 液压同步提升计算机控制系统人机界面液压同步提升计算机控制系统人机界面 4 施工工艺流程施工工艺流程 网架提升流程见图所示 14 网架整体同步提升流程网架整体同步提升流程 5 提升工艺重点提升工艺重点 5 1 提升吊点布置提升吊点布置 根据网架平面布置特点 提升吊点的布置如下 15 1 对于网架部分 在每根混凝土柱顶布置 1 个吊点 共计 12 个吊点 每个吊点配置 1 台 75t 或 180t 液压提升器 2 对于桁架部分 第一次提升 3m 阶段 在边侧的混凝土柱顶布置一个 吊点 每个吊点布置 2 台 180t 或 75t 液压提升器 在中柱上布置两个吊点 每 个吊点布置 2 台 180t 液压提升器 中柱与边柱之间增加两个临时吊点 每个吊 点布置 2 台 180t 液压提升器 桁架部分共计 6 个吊点 3 对于桁架最终提升阶段 在边侧的混凝土柱顶布置一个吊点 每个吊 点布置 2 台 180t 或者 75t 液压提升器 在中柱上布置两个吊点 每个吊点布置 4 台 180t 液压提升器 桁架部分共计 4 个吊点 具体提升吊点设备配置见下表 第一次提升 3m 吊点提升器及钢绞线配置 提升吊点 提升反力值 t 液压提升 器型号 提升器布 置数量 台 每台提升 器钢绞线 配置 根 安全系数 备 注 N185 1 YS SJ 180183 38 N266 1 YS SJ 180163 27 N364 1 YS SJ 180163 37 N450 4 YS SJ 75153 57 N561 7 YS SJ 75152 92 N6130 1 YS SJ 1801113 04 N746 0 YS SJ 75143 13 N858 5 YS SJ 180163 70 N971 4 YS SJ 180173 53 N1068 4 YS SJ 180163 16 N1162 0 YS SJ 75152 90 N12100 1 YS SJ 180193 24 N1360 6 YS SJ 1802910 70 N14257 0 YS SJ 1802113 08 N15162 7 YS SJ 1802104 43 N16137 7 YS SJ 180273 66 N17175 1 YS SJ 180283 29 N1833 5 YS SJ 752510 73 总计 1690 3 24178 注 N1 N2 N3 N6 N8 N9 N10 N12 设 1 台 180t 提升器 N13 N14 N15 N16 N17 设 2 台 180t 提升器 N18 设 2 台 75t 提升器 其余设 1 台 75t 提升器 表中数据均为吊点位置单台 提升器压力值 总提升器用量 18 180t 6 75t 第一次提升后吊点 N14 N17 的提升器及钢 绞线分别增加到第二次提升的吊点 N14 N15 16 第二次提升吊点提升器及钢绞线配置 提升吊 点 提升反力 值 t 液压提升器 型号 提升器布 置数量 台 每台提升 器钢绞线 配置 根 安全系 数 备 注 N192 9 YS SJ 180183 10 N261 4 YS SJ 180163 52 N365 9 YS SJ 180163 28 N454 6 YS SJ 75153 30 N557 2 YS SJ 75153 14 N6116 8 YS SJ 1801113 39 N740 8 YS SJ 75143 53 N867 5 YS SJ 180163 20 N983 8 YS SJ 180173 01 N1064 4 YS SJ 180163 35 N1152 9 YS SJ 75153 40 N12102 2 YS SJ 180193 17 N13213 6 YS SJ 180293 03 N14443 6 YS SJ 1804103 57 N15325 2 YS SJ 180473 54 N16107 6 YS SJ 75253 35 总计 1951 0 24174 注 N1 N2 N3 N6 N8 N9 N10 N12 设 1 台 180t 提升器 N13 设 2 台 180t 提升器 N14 N15 设 4 台 180t 提升器 N16 设 2 台 75t 提升器 其余设 1 台 75t 提升器 表中数据 均为吊点位置单台提升器压力值 总提升器用量 18 180t 6 75t 网架吊点平面布置图见下图 南航沈阳一号机库钢结构项目 整体提升方案 17 提升吊点平面布置图 提升吊点平面布置图 第一次提升第一次提升 3m3m 南航沈阳一号机库钢结构项目 整体提升方案 18 提升吊点平面布置图 提升吊点平面布置图 第二次提升第二次提升 南航沈阳一号机库钢结构项目 整体提升方案 19 5 2 提升流程图提升流程图 网架提升立面流程以 4 轴线的断面为例 示意图如下 第一步 将网架及桁架上半部分在地面拼装完成 安装提升平台及提升设备 做好 提升准备 第二步 整体提升约 500mm 后 暂停 检查吊点及液压设备等 一切正常后继续 提升 第三步 整体提升 3m 后 拼装桁架下半部分 拼装好 对桁架进行临时卸载 将 提升托梁由中弦移至下弦 南航沈阳一号机库钢结构项目 整体提升方案 20 第四步 吊点置换完成后 拆除桁架临时提升支架后继续提升 第五步 桁架整体提升至设计标高 暂停 微调各点标高 并安装后装支座 杆 件等 第六步 网架后装支座 杆件等安装完成后 拆除临时支撑 提升设备及提升平 台等提升完成 5 3 提升平台 上吊点 形式提升平台 上吊点 形式 提升平台设置的基本原则是 对结构安装影响最小 便于施工 且措施量最小 南航沈阳一号机库钢结构项目 整体提升方案 21 本工程中提升平台设置于支座处混凝土柱顶 与支座预埋件通过立柱焊接连接 提升 平台形式见图 网架提升平台图网架提升平台图 边柱桁架提升平台图边柱桁架提升平台图 提升平台 平台立柱 临时球 提升平台 提升托梁 平台立柱 桁架下弦 南航沈阳一号机库钢结构项目 整体提升方案 22 中间柱桁架提升平台图中间柱桁架提升平台图 网架第一次提升 3m 时 桁架未拼装成整体 中柱与边柱之间需设置临时提升支架 通过两幅支架中间搭设提升平台 提升平台形式见图 临时支架提升平台图临时支架提升平台图 5 4 提升下吊点形式提升下吊点形式 网架提升下吊点设置提升临时球节点 用于安装地锚及其它临时加固杆件 吊点 形式示意见图 提升平台 平台立柱 提升托梁 提升平台 临时支架 提升托梁 桁架上弦 桁架下弦 南航沈阳一号机库钢结构项目 整体提升方案 23 由于临时球下部需留有安装专用吊具距离 临时球底面离开地面 500mm 网架提升下吊点网架提升下吊点 网架提升下吊点要保证圆管内径 150mm 范围内无阻碍 能穿过提升钢绞线 底板 长度 L 大于临时球直径 100mm 临时球采用 D500 16 D600 20 D700 25 三种型号 具 体布置见网架临时球布置图 网架提升下吊点模型网架提升下吊点模型 南航沈阳一号机库钢结构项目 整体提升方案 24 25 桁架提升下吊点设置托梁形式 中间临时支架提升托梁设置在桁架上弦杆顶面 具体见提升平台详图 桁架提升下吊点形式见下图 桁架提升下吊点模型桁架提升下吊点模型 5 5 网架提升加固网架提升加固 提升吊点主要设置在厂房立柱柱顶 在柱顶设置预埋件 再在预埋件上设置提升 平台 用于支撑提升用液压设备 由于网架设计标高 网架下弦中心标高 高出柱顶 700mm 故提升平台均设置在柱顶面以上 1900mm 的标高面上 由于网架提升过程中支 座及部分杆件后装 故需增设临时支座及临时杆件以保证结构的完整性 同时利用该 临时支座作为提升吊点 网架提升及加固见如下示意图 网架本身杆件中提升需加固 的杆件 网架提升加固节点图网架提升加固节点图 网架提升临时球与混凝土柱的关系如下图所示 提升托梁 26 临时球位置示意图临时球位置示意图 桁架区域 为不影响桁架各杆件提升就位后的安装 中柱 边柱 临时支架提升 吊点均采用双提升器 托梁形式 斜向腹杆设置后装段 断开的腹杆通过临时加固杆连 接加强 桁架断开位置及临时加固见图所示 27 边柱桁架分段 加固示意图边柱桁架分段 加固示意图 中间柱桁架分段 加固示意图中间柱桁架分段 加固示意图 桁架侧向与各节点间增加临时加固杆 见下图 桁架侧向加固示意图桁架侧向加固示意图 5 6 提升过程中的稳定性控制提升过程中的稳定性控制 5 6 1 液压提升的稳定性 采用液压提升整体同步提升网架结构 与用卷扬机或吊机吊装不同 可通过调节 系统压力和流量 严格控制起动的加速度和制动加速度 使其接近于零以至于可以忽 略不计 保证提升过程中网架结构和临时支撑结构的稳定性 5 6 2 临时结构设计的稳定性控制 与整体提升有关的临时结构设计 包括加固措施 均应充分考虑各种不利因素的 侧向加固 侧向加固 28 影响 保证整体提升过程的稳定性和绝对安全 临时结构设计除应考虑荷载分布不均匀性 提升不同步性 施工荷载 风荷载 动荷载等因素的影响 在计算模型的建立过程以及荷载分项系数选取时充分考虑以上 因素 还应该对相关永久结构的加固以及临时结构与永久结构的连接要求有充分的认 识 这样才能够保证提升过程中不出现结构安全隐患 5 6 3 网架自身的稳定性控制 网架的设计工作状态中 在网架结构卸载就位之前 无论在建筑造型和结构体系 上都与设计状态不一致 另外 网架结构的提升工艺特殊性导致部分杆件无法在就位 之前安装 这些都对整体提升过程中网架结构的稳定性带来了隐患 通过对整体提升过程各种工况的网架结构进行分析 对提升安装过程中的结构变 形 应力状态进行预先调整控制 网架中间及端部分段在组拼时 提升之前通过加设 临时支撑结构 加固构件 板件 临时改变永久结构的受力体系 达到控制局部变形和 改善局部应力状态的目的 保证网架结构在提升安装过程的稳定性和安全 5 6 4 液压提升力的控制 通过预先分析计算得到的网架结构整体提升过程中各吊点提升反力数值 在液压 同步提升系统中 依据计算数据对每台液压提升器的最大提升力进行相应设定 当遇到某吊点实际提升力有超出设定值趋势时 液压提升系统自动采取溢流卸载 使得该吊点提升反力控制在设定值之内 以防止出现各吊点提升反力分布严重不均 造成对永久结构及临时设施的破坏 5 6 5 空中停留的稳定性控制 由于本工程网架的提升工艺为先将桁架部分提升 3m 高 再进行下部桁架的安装 最后再整体提升 为保证网架结构在暂停提升时的稳定性 主要从以下几个方面考虑 1 液压提升器自身独有的机械和液压自锁装置 保证了网架单元在整体提升过 程中能够长时间的在空中停留 2 网架单元提升离地之前 应在其立柱附近 将水平限位所需的钢丝绳 卸扣 和导链等预先挂好 方便随时使用 5 6 6 提升过程同步控制措施 网架整体同步提升过程中 液压提升系统的同步性控制是稳定性控制的一个重要 环节 首先是液压同步提升系统设备自身设计的安全性保障 通过液压回路中设置的液 压自锁装置以及机械自锁系统 在液压提升器停止工作或遇到停电 油管爆裂等意外 情况时 液压提升器能够长时间锁紧钢绞线 确保被提升结构的安全 其次是保证液压提升系统设备的完好性 在正式提升之前进行充分的调试 以确 保其在整个提升过程中能够将同步精度控制在预先设定的安全范围之内 29 另外采用人工测量的方式进行辅助监控 提升前在每个吊点下方地面上设好测量 点 提升过程中每提升一段距离 约 5 米 利用水准仪对每个吊点进行绝对高度测量 并进行高差比对 当相对最大高差大于预设数值时 立即通过手动控制的方式进行调 整 5 7 需重点注意事项需重点注意事项 1 砼柱顶的万向坑正当 2 桁架中间柱及边柱提升区域内横向加固杆需避让 如下图 桁架边柱提升平台区域示意图桁架边柱提升平台区域示意图 桁架中柱提升平台区域示意图桁架中柱提升平台区域示意图 6 6 液压提升系统配置液压提升系统配置 液压提升系统主要由液压提升器 液压泵源系统 传感检测及计算机同步控制系 30 统组成 液压提升系统的配置本着安全性 符合性和实用性的原则进行 6 16 1 液压提升器配置液压提升器配置 本工程选用的液压提升器的型号为 YS SJ 180 YS SJ 75 型额定提升重量分别为 180t 75t 每台 YS SJ 75 型液压提升器标准配置 5 根钢绞线 额定提升能力为 75t 每台 YS SJ 180 型液压提升器标准配置 12 根钢绞线 额定提升能力为 180t 钢绞线作为柔 性承重索具 采用高强度低松弛预应力钢绞线 抗拉强度为 1860MPa 单根直径为 17 80mm 破断拉力不小于 36t 6 26 2 液压泵源系统液压泵源系统 液压泵源系统为液压提升器提供液压动力 在各种液压阀的控制下完成相应动作 在不同的工程使用中 由于吊点的布置和液压提升器的配置都不尽相同 为了提 高液压提升设备的通用性和可靠性 泵源液压系统的设计采用了模块化结构 根据提 升重物吊点的布置以及液压提升器数量和液压泵源流量 可进行多个模块的组合 每 一套模块以一套液压泵源系统为核心 可独立控制一组液压提升器 同时可用比例阀 块箱进行多吊点扩展 以满足各种类型提升工程的实际需要 本工程中 网架提升吊点共计 16 18 个 拟配置 5 台 YS PP 60 型液压泵源系统 6 36 3 电气同步控制系统电气同步控制系统 电气同步控制系统由动力控制系统 功率驱动系统 传感检测系统和计算机控制 系统等组成 电气控制系统主要完成以下两个控制功能 集群提升器作业时的动作协调控制 无论是提升器主油缸 还是上 下锚具油缸 在提升工作中都必须在计算机的控制下协调动作 为同步提升创造条件 各点之间的同步控制是通过调节液压系统的流量来控制提升器的运行速度 保持 被提升构件的各点同步运行 以保持其空中姿态 液压同步提升施工技术采用行程及位移传感监测和计算机控制 通过数据反馈和 控制指令传递 可全自动实现同步动作 负载均衡 姿态矫正 应力控制 操作闭锁 过程显示和故障报警等多种功能 操作人员可在中央控制室通过液压同步计算机控制系统人机界面进行液压提升过 程及相关数据的观察和 或 控制指令的发布 本工程中共配置一套 YS CS 01 型计算机同步控制及传感检测系统 31 6 46 4 提升速度及加速度提升速度及加速度 6 4 1 提升速度 液压同步提升系统的提升速度取决于液压泵源系统的流量 锚具切换 同步精度 设定 其他辅助工作所占用的时间以及整个系统工作的状况 在本工程中 系统理论 提升速度约为 12m h12m h 6 4 2 提升加速度 液压同步提升作业过程中各点速度保持匀速 同步 在提升的启动和制动时 其 加速度取决于液压泵源系统流量及液压提升器的工作压力 加速度极小 以至于可以 忽略不计 这为提升过程中临时措施的安全性增加了保证 7 液压系统同步控制液压系统同步控制 7 17 1 总体布置原则总体布置原则 满足网架各吊点理论提升反力的要求 尽量使每台提升设备受载均匀 尽量保证每台液压泵源系统驱动的液压设备数量相等 提高液压泵源系统的利 用率 在总体控制时 要认真考虑液压同步提升系统的安全性和可靠性 降低工程风 险 7 27 2 提升同步控制策略提升同步控制策略 控制系统根据一定的控制策略和算法实现对网架单元整体提升 下降 的姿态控 制和荷载控制 在提升 下降 过程中 从保证结构吊装安全角度来看 应满足以下 要求 应尽量保证各个提升吊点的液压提升设备配置系数基本一致 应保证提升 下降 结构的空中稳定 以便提升单元结构能正确就位 也即要 求各个吊点在上升或下降过程中能够保持一定的同步性 根据以上要求 制定如下的控制策略 将集群的 24 台液压提升器中的一台 主令点 提升速度和行程位移值设定为标准 值 作为同步控制策略中速度和位移的基准 在计算机的控制下 其余 25 台液压提升 器分别以各自的位移量来跟踪比对主令点 根据两点间位移量之差 L 进行动态调整 保证各吊点在提升过程中始终保持同步 通过三点确定一个平面的几何原理 保证网 架单元在整个提升过程中的水平度和稳定性 7 37 3 同步控制原理同步控制原理 计算机控制 通过数据反馈和控制指令传递 实现同步动作 负载均衡 姿态矫 正 应力控制 过程显示和故障报警等多种功能 32 8 液压提升系统的安装液压提升系统的安装 8 18 1 液压提升设备安装液压提升设备安装 8 1 1 专用地锚的安装 每一台液压提升器对应一套专用地锚结构 地锚结构安装在专用吊具的内部 要 求每套地锚与其正上方的液压提升器 提升吊点结构开孔垂直对应 同心安装 地锚结构与专用吊具固定时 应与周边结构留有一定空隙 使地锚结构可沿圆周 方向自由转动 钢绞线与吊点结构开孔侧壁不致碰擦 8 1 2 液压管路的连接 液压泵源系统与液压提升器的油管连接 1 连接油管时 油管接头内的组合垫圈应取出 对应管接头 或对接头上应有 O 形圈 2 应先接低位置油管 防止油管中的油倒流出来 液压泵源系统与液压提升 器间油管要一一对应 逐根连接 3 依照方案制定的并联或串连方式连接油管 确保正确 接完后进行全面复 查 8 1 3 控制 动力线的连接 1 各类传感器的连接 2 液压泵源系统与液压提升器之间的控制信号线连接 3 液压泵源系统与计算机同步控制系统之间的连接 4 液压泵源系统与配电箱之间的动力线的连接 5 计算机控制系统电源线的连接 8 28 2 钢绞线安装钢绞线安装 本工程中 每根钢绞线最大长度 28m 每台 YS SJ 75 型液压提升器内穿 4 5 根钢 绞线 每台 YS SJ 180 型液压提升器内穿 6 10 根钢绞线 具体见钢绞线配置表 共 计 178 根钢绞线 穿钢绞线采取由上至下穿法 暂定 即从液压提升器天锚穿入至底部下锚穿出 应尽量使钢绞线底部 下端 持平 穿好的钢绞线上端通过夹头和锚片固定 待液压提升器钢绞线安装完毕后 再将钢绞线束的下端穿入正下方对应的专用吊 具地锚结构内 调整好后锁定 每台液压提升器顶部预留的钢绞线应沿导向架朝预定 方向疏导 钢绞线安装操作工艺如下 1 用砂轮切割机或气割将钢绞线切割成 28m 一段 共 178 根 用打磨机或气 割将钢绞线两头修理平整 圆滑 不松股 33 2 将疏导板安装于液压提升器正下方 调整疏导板孔的位置 使其与液压提 升器各锚孔对齐 注意三角形结构 临时固定 3 将钢绞线从下往上依次穿过液压提升器内部结构 顶部钢绞线预留部分用 临时锚片锁紧于天锚上 4 每穿好 1 根钢绞线后 用夹头将钢绞线夹紧 以免钢绞线从空中滑落 5 一般先穿外圈的小部分 后穿内圈全部 再将剩余外圈穿完 6 所有钢绞线穿好后 用上 下锚具缸锁紧钢绞线 并拧紧天锚锚片板螺钉 锁紧 7 用软绳放下疏导板至下吊点上部 调整疏导板的方位 使钢绞线束顺直 8 调整地锚结构位置 使其与疏导板的孔对齐 按顺序依次将钢绞线穿入地 锚结构中并理齐 锁紧钢绞线 8 38 3 设备的检查及调试设备的检查及调试 开始提升作业之前 应对液压提升系统及辅助设备进行全面检查及调试工作 钢绞线作为承重系统 在正式提升前应派专人进行认真检查 钢绞线不得有松 股 弯折 错位 外表不能有电焊疤 地锚位置正确 地锚中心线与上方对应提升器中心线同心 锚片能够锁紧钢绞 线 由于运输的原因 液压泵源系统上个别阀或硬管的接头可能有松动 应进行一 一检查 并拧紧 同时检查溢流阀的调压弹簧是否完全处于放松状态 检查液压泵源系统 计算机控制系统及液压提升器之间电缆线及控制线的连接 是否正确 检查液压泵源系统与液压提升器主油缸 锚具缸之间的油管连接是 否正确 系统送电 校核液压泵主轴转动方向 在泵站不启动的情况下 手动操作控制柜中相应按钮 检查电磁阀和截止阀的 动作是否正常 截止阀与提升器编号是否对应 检查传感器 行程传感器 上 下锚具缸传感器 油压传感器 接通各液压提升器的行程传感器和锚具缸的电源 使就地控制盒中相应的信号 灯发讯 液压提升器的检查 下锚紧的情况下 松开上锚 启动液压泵站 调节一定的压力 3Mpa 左右 伸缩液压提升器主油缸 检查 A 腔 B 腔的油管连接是否正确 检查截止阀能 否截止对应的油缸 检查控制阀在电流变化时能否加快或减慢对应液压提升器 的伸缩缸速度 预加载 调节液压泵源系统至一定压力 使每台液压提升器内每根钢绞线基本 34 处于相同的张紧状态 8 48 4 其他项目检查其他项目检查 上下吊点等临时措施结构状态检查 钢绞线质量检查 网架提升临时加固措施检查 对提升过程可能产生影响的障碍物检查 清除 9 网架的地面拼装概述网架的地面拼装概述 9 19 1 拼装场地准备拼装场地准备 因屋面网架在地面进行整体拼装 为防止拼装过程中因地面发生不均匀沉降而影 响整体拼装和焊接质量 在拼装前 需对拼装场地地面采取压实后加 30cm 厚碎石混凝 土垫层 场地土的压实系数必须满足屋盖网架拼装不发生沉降 地面保证平整 并做 好排水措施 9 29 2 网架及桁架拼装方法网架及桁架拼装方法 1 拼装及提升概述 本屋盖钢结构工程在现场拼装后整体提升 网架钢结构的拼装是屋盖钢结构拼装 的重点 钢桁架的拼装配合网架钢结构的拼装 网架结构的底标高为 23 00 米 钢桁 架结构底标高为 20 50 米 两者底标高的不一致对钢桁架的拼装带来较大的困难 通 过技术研讨 决定对屋盖结构 包括网架和大门桁架 采用两次提升的方案 第一次 整体提升对象为 26 500 米以上的钢桁架部分和网架 采用在地面搭设胎架进行拼装 拼装焊接完后进行第一次提升 将网架及 26 500 米以上部分的钢桁架先提升 3 00 米 进行钢桁架 26 500 米以下部分的拼装 在拼装时主要采用 2 辆 25t 汽车吊进行杆件的 运送 构件送至相应位置 然后用两台卷扬机结合手拉葫芦进行拼接 底部设置拼装 胎架及支撑 拼装完后进行焊接 再进行第二次整体提升 2 拼装胎架介绍 屋盖钢桁架分两层 每层高 6 0 米 第一层底标高 20 500 米 第二层底标高为 26 500 米 网架结构第一层底标高为 23 000 米 为了施工的顺利进行 钢桁架的拼装 起始标高定为 26 500 米 钢桁架拼装胎架采用脚手架进行搭设 胎架高度为 4 3 米 3 拼装思路 钢桁架主要由上弦钢梁 下弦钢梁及斜撑组成 安装时根据塔吊 汽车吊 卷扬 机的起重能力 采用散件吊装的方法在现场进行拼装 按照先下弦 再斜撑最后安装 上弦的方法进行安装 35 9 39 3 网架 桁架整体拼装顺序网架 桁架整体拼装顺序 网架 桁架从网架加强部分开始拼装 并分别向东西两个方向同时开始拼装 当 拼装到了东西边缘的时候 改为由南向北拼装 最后机械分别从东北 西北角退出场 地 网架及桁架从中部加强部位开始拼装 分别向东西两个方向展开 36 继续安装直到东西两侧达到边缘 到达边缘后在从南向北安装直到最后完成拼装 9 49 4 网架 桁架拼装网架 桁架拼装的起拱标高控制的起拱标高控制 网架 桁架各节点的拼装起拱值和按设计提供的在恒载作用下挠度值的 2 3 进行 杆件的加工和现场拼装起拱 下弦节点标高在地面拼装时按该数值进行控制 每节点 起拱值见深化设计图 9 59 5 网架 桁架拼装的轴线控制网架 桁架拼装的轴线控制 网架 桁架拼装的测量控制关键点就是各节点的轴线坐标控制 在地面拼装时 采用原位轴线拼装 通过安装轴线来控制拼装时的轴线 保证拼装后的轴线与安装轴 线重合 9 69 6 网架 桁架整体提升的加固网架 桁架整体提升的加固 因屋盖结构 包括网架 大门桁架 采用整体同步提升的施工方法 根据吊点的 设置 为了确保结构施工阶段的安全及正常使用阶段的安全 使用 MIDAS GEN 结构 分析与优化设计软件对结构各施工阶段进行了分析计算 经验算发现提升过程中有部 37 分杆件应力过大 需要替换 考虑到更换杆件工作难度大 施工繁琐 该部分杆件经 替换后不再换回原设计杆件 替换后杆件位置及规格详见网架及桁架深化设计图 重 新用 MIDAS GEN 结构分析与优化设计软件对结构各施工阶段进行了验证计算 满足 各阶段的安全及正常使用阶段的安全 10 正式提升正式提升 10 110 1 提升过程控制要点提升过程控制要点 为确保网架以及临时措施结构提升过程的平稳 安全 根据网架的特性 拟采用 吊点油压均衡 结构姿态调整 位移同步控制 分级卸载就位 的同步提升和卸载 落位控制策略 10 1 1 同步吊点设置 在每台液压提升器处各设置一套位移同步传感器 用以测量提升过程中各台液压 提升器的提升位移同步性 主控计算机根据这全部传感器的位移检测信号及其差值 构成 传感器 计算 机 泵源控制阀 提升器控制阀 液压提升器 网架 的闭环 系统 控制整个提升过程的同步性 10 1 2 吊点油压均衡 每一个提升吊点的液压提升器在正式提升阶段施以均恒的油压 以保证上下吊点 结构的稳定性 所有吊点以恒定的驱动力向上提升 10 1 3 提升分级加载 通过试提升过程中对网架 提升设施 提升设备系统的观察和监测 确认符合模 拟工况计算和设计条件 保证提升过程的安全 以计算机仿真计算的各提升吊点反力值为依据 对网架单元进行分级加载 试提 升 各吊点处的液压提升系统伸缸压力应缓慢分级增加 依次为 20 40 60 80 在确认各部分无异常的情况下 可继续加载到 90 95 100 直至网架提升部分全部脱离拼装胎架 在分级加载过程中 每一步分级加载完毕 均应暂停并检查如 上吊点 下吊点 结构 屋面网架结构等加载前后的变形情况 永久及临时基础的沉降 以及临时支撑 结构的稳定性等情况 一切正常情况下 继续下一步分级加载 当分级加载至网架结构即将离开拼装胎架时 可能存在各点不同时离地 此时应 降低提升速度 并密切观查各点离地情况 必要时做 单点动 提升 确保网架脱胎 平稳 各点同步 10 1 4 结构离地检查 屋面网架结构离开拼装胎架约 500mm 后 利用液压提升系统设备锁定 并在桁架 底部增设垫板等预防措施 空中停留 12 小时作全面检查 包括吊点结构 临时支撑承 38 重体系 永久结构和提升设备等 尽量安排在夜间以节省施工时间 并将检查结果以 书面形式报告现场总指挥部 各项检查正常无误 才能进行正式提升 10 1 5 姿态检测调整 用测量仪器检测各吊点的离地距离 计算出各吊点相对高差 通过液压提升系统 设备调整各吊点高度 确保各吊点在提升过程中的最大相对标高差控制在 30mm 内 使 屋面网架提升部分达到水平姿态 10 1 6 整体同步提升 以调整后的各吊点高度为新的起始位置 复位位移传感器 在网架整体提升过程 中 保持该姿态直至提升到设计标高附近 10 1 7 分级卸载就位 以卸载前的吊点载荷为基准 所有吊点同时下降卸载 10 在此过程中可能会出 现载荷转移现象 即卸载速度较快的点将载荷转移到卸载速度较慢的点上 以至个别 点超载甚至可能会造成局部构件失稳 计算机控制系统监控并阻止上述情况的发生 调整各吊点卸载速度 使快的减慢 慢的加快 万一某些吊点载荷超过卸载前载荷的 10 则立即停止其它点卸载 而单 独卸载这些点 如此往复 直至钢绞线彻底松弛 网架结构自重荷载完全转移到两端 分段结构上 10 1 8 提升过程的微调 网架结构在提升过程中 因为空中姿态调整和杆件对口等需要进行高度微调 在 微调开始前 将计算机同步控制系统由自动模式切换成手动模式 根据需要 对整个 液压提升系统中所有吊点的液压提升器进行同步微动 上升或下降 或者对单台液压 提升器进行微动调整 微动即点动调整精度可以达到毫米级 完全可以满足主桁架分 段之间补档 对口安装的精度需要 10 210 2 提升过程的监控提升过程的监控 在整个同步提升过程中应随时检查 1 观测液压提升系统压力变化情况 定时做好记录 并与预设值进行比对 2 上吊点提升平台结构工作情况 3 网架提升过程的整体稳定性 4 提升钢绞线的垂直度 应控制在 1 以内 5 液压提升系统设备的提升同步性 6 激光测距仪配合测量各提升吊点在提升过程中的同步性 确保各提升吊点的 相对标高差控制在 30mm 内 7 提升承重系统监控 8 提升承重系统是提升工程的关键部件 务必做到认真检查 仔细观察 重点 39 检查 锚具 脱锚情况 锚片及其松锚螺钉 导向架中钢绞线穿出顺畅 主油缸及上 下锚具油缸 是否有泄漏及其它异常情况 缸头阀块 软管及管接头 各种传感器及其导线 9 液压动力系统监控 系统压力变化情况 油路泄漏情况 油温变化情况 油泵 电机 电磁阀线圈温度变化情况 系统噪音情况 10 310 3 网架提升时的测量监控网架提升时的测量监控 1 对提升吊点同步性的测量控制 方法 在提升吊点下方挂盘尺 在进行网架提升前 将每个提升吊点处的焊接球节点的中心高程 标注在相近的 砼柱侧面 同时在每个提升点处 以焊接球中心为起始点挂盘尺 对每个提升点的高 度增值予以直观反映 同时与提升操作界面上的各点提升值相对比 确保网架提升的 同步性 2 对网架在提升过程中的挠度监控 方法 全站仪 激光反射贴片直接观测 网架在提升过程中 需对提升点及理论挠度变形较大点处进行动态监控 以掌握 网架的整体变形 网架测量动态监控布置点如下 动态监控测量观测点布置平面图 40 钢网架提升过程中 架设全站仪于任意位置 直接照准下弦球底部的反射贴片中 心得出某一时间段对应的三维坐标并做好记录 间隔一段时间再进行一次观测 比较 屡次观测坐标值 将数值变化情况在第一时间报告给现场技术人员 使用全站仪极坐标测量法对网架进行测控 如示意图所示 全站仪极坐标测量方法示意 1 在构件跨中上 下弦侧面各选定一特定点 将激光反射贴片贴在该点上 2 根据场地的通视条件 测放出架设全站仪的最佳位置 3 内业计算构件上所标示的该特征观测点与全站仪架设点位之间的坐标关系 并 做好参数记录 以备网架校正时用 4 架设全站仪于选定的测量观测点上 根据内业计算成果 结合当日气象值设置 好坐标参数及气象改正 准确无误后分别照准仪器于构件上激光反射贴片 得出构件 空间位置的实测三维坐标 5 网架各监控点的挠度值 为各点的实测高程值与提升吊点的实测高程值的差值 观察值与模拟分析值进行对比 如超过计算分析值的 1 15 倍 立即停止提升 查找分 析原因 制定措施 10 410 4 网架提升异常时的调整措施网架提升异常时的调整措施 采用上述两方法对网架进行提升时的监控 如测量数据超过允许范围 则需对网 架进行必要的调整 使其满足结构稳定性及刚度的要求 1 对提升吊点同步不一致的调整 当监控到网架同步性不一致时 超过一定差值 则停止网架的提升 同时按 10 1 8 41 对相应提升点进行微调 2 对网架挠度变化较大的应对措施 网架正式提升前需先对网架进行试提升 在网架提升至一定高度后静止并保持一 段时间 观察网架各监测点的挠度值 如网架的最终挠度值未超过施工验算的最大挠 度值 或者稍大于最大挠度但未超过网架图纸规定最大计算挠度 则可继续提升 如 网架的挠度变形较大幅度超过验算的最大挠度 且有持续增加的趋势 则需立即将网 架落至地面并有效支撑 待查明原因并解决后再提升 11 施工组织体系施工组织体系 11 1 施工组织体系施工组织体系 液压提升专业现场组织体系如下图所示 现场施工组织体系图现场施工组织体系图 12 施工进度计划施工进度计划 由于液压提升为专业配合工序 作业过程穿插在整个网架结构安装进度中分段进 行 故无法单独排除提升施工进度计划 在此 以分段作业时间及先后顺序排出液压提升专业的作业时间 供网架结构安 装单位参考 提升相关技术人员 4 6 人 提升系统设备进场 15 天 含运输 提升平台 连同提升器 安装 15 天 提升泵源系统吊装到位 2 天 钢绞线 地锚安装 3 天 提升设备系统调试 2 天 网架结构试提升 1 天 网架结构正式提升 1 天 网架结构提升 3 米拼装 15 天 安装单位 42 网架结构再次提升 2 天 网架结构对口 焊接 2 5 天 安装单位 提升设备拆除 3 天 13 主要液压系统设备主要液压系统设备 本工程中液压同步提升施工的主要设备见表 主要液压提升设备表主要液压提升设备表 序号名 称规 格型 号设备单重数 量 1 液压泵源系统 65kWYS PP 602 5t 5 台 75tYS SJ 750 6t 6 台 2 液压提升器 180tYS SJ 1801 2t 18 台 3 高压油管 31 5MPa 标准油管箱150 箱 4 计算机控制系统32 通道 YS CS 01 1 套 5 专用钢绞线 17 80mm1860MPa6Km 6 传感器 锚具 行