同济大学钢结构滑移施工方案.doc

同济大学钢结构滑移施工方案 导读：.1 方案整体思路 _- 3 2 液压同步顶推滑移关键技术及设备 _- 3 -2.1 关键技术和设备_ - 3 2.2 液压钢结构施工方案中对钢结构安装的要求.1 方案整体思路 _- 3 2 液压同步顶推滑移关键技术及设备 _- 3 -2.1 关键技术和设备_ - 3 2.2 液压同步顶推滑移原理_ - 3 2.3 液压同步顶推滑移技术特点_ - 5 2.4 滑移速度和加速度_ - 5 -2.4.1 滑移速度 _ - 5 2.4.2 滑移加速度 _ - 5 -2.5 液压顶推器_ - 5 2.6 液压泵源系统_ - 6 2.7 计算机同步控制及传感检测系统_ - 6 -3、液压顶推滑移系统与传统液压滑移系统的比较 _- 7 4 液压顶推系统配置 _- 8 -4.1 总体配置原则_ - 8 4.2 液压顶推器的选择_ - 8 4.3 泵源系统_ - 8 4.4 控制系统_ - 9 -5 滑移临时措施设计 _- 9 -5.1 滑移临时措施设计 _ - 9 5.2 柱脚滑移轨道设计_ - 10 5.3 防卡轨措施_ - 11 5.4 顶推点型式_ - 11 -6 临时措施安装注意事项 _- 12 -6.1 滑道安装要求_ - 12 6.2 滑道侧挡板的安装要求_ - 12 -7 液压系统同步控制 _- 13 -7.1 总体控制原则_ - 13 -.7.2 滑移同步控制策略_ - 13 -8 液压顶推滑移系统调试 _- 13 -8.1 调试前的检查工作_ - 13 8.2 系统调试_ - 14 8.3 分级加载试滑移_ - 14 8.4 滑移过程控制要点_ - 14 -9 施工组织体系 _- 15 10 主要液压系统设备 _- 15 11 滑移施工用电 _- 15 12 应急预案 _- 16 -12.1 现场设备故障应急预案 _ - 16 -12.1.1 液压顶推器故障 _ - 16 12.1.2 泵站故障 _ - 16 12.1.3 油管损坏 _ - 16 12.1.4 控制系统故障 _ - 17 -12.2 意外事故应急预案 _ - 17 12.3 防雨和防风应急预案 _ - 17 -13 安全、文明施工 _- 17 -.1 方案整体思路根据本工程的施工方案：屋面结构划分为 24 个滑移单元后分 3 组累积滑移，3 个滑移组 分别为第 19 单元（共计 10 个滑移单元）、第 1019 单元（共计 10 个滑移单元）、第 20 24 单元（共计 5 个滑移单元）。安装以上施工方案，屋面滑移设置 2 条轨道，分别在 6 轴和 11 轴上，根据滑移单元的大 小在相应的轨道上设置液压顶推器。2 液压同步顶推滑移关键技术及设备2.1 关键技术和设备 本工程中采用液压顶推滑移的施工工艺，所选用步进式液压顶推器，是一种通过后部顶紧，主液压缸产生顶推反力，从而实现与之连接的被推移结构向前平移的专用设备。此设备 的反力结构利用滑道设置，省去了反力点的加固问题。液压顶推器与被推移结构通过销轴连接，传力途径非常直接，启动过程中无延时，动作 精确度好。由于其反力点为步进顶紧式接触，不会在滑移过程中产生相对滑动，所以同步控 制效果更好。步进式的工作过程，使得同步误差在每个行程完成后自然消除，无累积误差， 同步精度很高。液压顶推同步滑移主要设备如下： YS-PJ-50 型液压顶推器； YS-PP-60 型液压泵源系统； YS-CS-01 型计算机控制系统。 2.2 液压同步顶推滑移原理 “液压同步顶推滑移技术”采用液压顶推器作为滑移驱动设备。液压顶推器采用组合式 设计，后部以顶紧装置与滑道连接，前部通过销轴及连接耳板与被推移结构连接，中间利用 主液压缸产生驱动顶推力。 液压顶推器的顶紧装置具有单向锁定功能。当主液压缸伸出时，顶紧装置工作，自动顶 紧滑道侧面；主液压缸缩回时，顶紧装置不工作，与主液压缸同方向移动。液压顶推器工作 流程示意图如下表 1。.表 1、液压同步顶推器工作流程表第一步：液压顶推器顶紧装置安装在滑道上，靠紧侧向挡板；主液压缸缸筒耳板通过销轴与 被推移结构连接；液压顶推器主液压缸伸缸，推动被推移结构向前滑移。第二步：液压顶推器主液压缸连续伸缸一个行程，顶推被推移结构向前滑移一端距离（一个 步距）。第三步：一个行程伸缸完毕，被推移结构不动；液压顶推器主液压缸缩缸，使顶紧装置与滑 道挡板松开，并跟随主液压缸向前移动。.第四步：主液压缸一个行程缩缸完毕，拖动顶紧装置向前移动一个步距，一个行程的顶推滑 移完成，从步序 1 开始执行下一行程的步序。2.3 液压同步顶推滑移技术特点 本工程中高架候车通廊结构采用液压同步滑移施工技术，具有以下的优点： 采用“液压同步顶推滑移施工技术”施工大跨度钢结构，技术成熟，有大量类似工程 成功经验可供借鉴，安装过程的安全性有保证； 滑移过程中采用计算机同步控制，液压系统传动加速度极小、且可控，能够有效保证 整个安装过程的稳定性和安全性； 液压同步顶推设备、设施体积和重量较小，机动能力强，倒运和安装方便； 滑移顶推、反力点等与其他临时结构合并设置，加之液压同步滑移动荷载极小的优点， 可使滑移临时设施用量降至最小。2.4 滑移速度和加速度 2.4.1 滑移速度液压顶推滑移系统设备的水平牵引速度取决于液压泵源系统的配置及单台液压顶推器所 分配的流量、其他辅助工作所占用的时间。在本工程中，液压顶推水平滑移最大速度约 15 米/小时。 2.4.2 滑移加速度液压同步顶推滑移作业过程中各点速度保持匀速、同步。在启动和制动时，其加速度取 决于液压泵源系统流量及液压顶推器的工作压力，加速度极小，以至于可以忽略不计。这为 滑移过程中屋面钢结构、下部支承结构以及所有临时措施的安全性增加了保证度。 2.5 液压顶推器本工程中拟采用 YS-PJ-50 型液压顶推器，液压顶推器如图 1 所示。.2.6 液压泵源系统图 1、YS-PJ-50 型液压顶推器液压泵源系统为液压顶推器提供动力，并通过就地控制器对多台或单台液压顶推器进行 控制和调整，执行液压同步顶推滑移计算机控制系统的指令并反馈数据。液压泵源系统如图 2 所示。图 2、YS-PP-60 型液压泵源系统2.7 计算机同步控制及传感检测系统 液压同步顶推滑移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顶推滑移系统设备采用 CAN 总线控制、以及从主控制器 到液压顶推器的三级控制，实现了对系统中每一个液压顶推器的独立实时监控和调整，从而 使得液压同步滑移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顶推过程及相 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 台顶推器的点动操作，从而达到钢结构整体滑移安装工艺中所需要的同步滑移、安装就位调 整、单点毫米级微调等特殊要求。图 3、液压同步滑移计算机控制系统人机界面3、液压顶推滑移系统与传统液压滑移系统的比较传统的液压滑移系统滑移设备采用的是液压牵引器和液压爬行器，液压牵引器目前已经很少采用，液压爬行器则主要是利用爬行器楔形夹块与轨道咬合产生的摩擦反力实现滑移施工，而液压顶推滑移系统利用顶推器与滑道挡板的反力实现滑移施工，液压顶推滑移系统与传统滑移系统的对比见表 2。对比项目 顶推设备 顶推原理反力控制表 2、液压顶推滑移与传统滑移系统的对比液压顶推滑移系统传统滑移系统液压顶推器液压爬行器在轨道上按照设计要求焊接滑移挡 液压爬行器的楔形夹块具有单向自锁板，利用顶推器后部的顶推支座与滑 作用，工作时利用爬行器楔形自锁装置道挡板的反力实现滑移施工。滑移反 内部的锯齿与轨道的咬合产生的摩擦力与实际所需的顶推力相一致。力的反力实现滑移施工。滑移反力与该摩擦力的大小一致。液压顶推器滑移的反力主要取决于 液压爬行器滑移的反力主要与摩擦力滑移挡板的牢固程度以及顶推器后 的大小有关，施工现场作业条件复杂，部的顶推支座与滑移挡块接触面的 影响摩擦力的主要因素较多，包括摩擦顶紧程度。施工现场可比较容易的通 面的粗糙程度、夹轨器锯齿与轨道的咬过对滑移挡块的焊接质量和安装形 合程度、夹轨器及轨道的清洁程度（油式对以上影响因素进行控制，比较容 污、水迹、锈迹等）以及施工天气状况.同步控制精度控制 临时措施 安装要求易实现。（雨雪天）等，因此，液压滑移的反力控制难度相对较大。液压推进器与被推移结构通过销轴 滑移时，由于反力受到摩擦面状况的影连接，传力途径非常直接，启动过程 响，容易出现楔形夹块与轨道打滑现中无延时，动作精确度好，反力点为 象，使得各个顶推点的动作以及行程不步进顶紧式接触，不会在滑移过程中 一致，同步性相对较差。产生相对滑动，所以同步控制效果更好。由于其步进式的工作过程，使得同步 每个行程的误差无法直观的反应在同误差在每个行程完成后自然消除，无 步控制系统中，累计误差较大，控制精累积误差，同步精度很高，可达到毫 度低。米级的控制。滑移轨道主要采用槽钢、也可直接设 滑移轨道主要采用钢轨，措施量相对较置在滑移梁（钢梁）上，措施量相对 大。较小。滑移轨道的安装要求相对较高，尤其 需对轨道的平直度、表面光洁度、接口是滑移挡块的安装精度，通过现场测 高差等进行控制，安装要求较低。量控制或滑道预制可较容易的实现。4 液压顶推系统配置4.1 总体配置原则 满足屋面钢结构累积滑移驱动力的要求，尽量使每台液压顶推器受载均匀； 尽量保证每台液压泵站驱动的液压顶推器数量相等，提高液压泵源系统利用率； 在总体布置时，要认真考虑系统的安全性和可靠性，降低工程风险。 4.2 液压顶推器的选择在滑移过程中，顶推器所施加的推力和所有滑靴和滑轨间的摩擦力 F 达到平衡。 摩擦力 F=滑靴在结构自重作用下竖向反力1.051.20.15 (滑靴与滑轨之间的摩擦 系数为 0.130.15，偏安全考虑取摩擦系数为 0.15， 1.2 为摩擦力的不均匀系数，1.05 为 动荷载系数)。本工程中滑移最大重量约为 484t，则滑移所需的最大顶推力为： F=4841.051.20.15=93t。 根据以上计算，本工程中每组滑移单元设置 2 台 YS-PJ-50 型液压顶推器，在每条轨道上 平均布置。单台 YS-PJ-50 型液压顶推器的额定顶推驱动力为 200t，则总顶推力为 200t93t, 能够满足滑移施工的要求。 4.3 泵源系统液压泵源系统为液压顶推器提供液压动力，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顶推器的配置都不尽相同，为了提高液压.滑移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。根据滑移重物吊点的 布置以及液压顶推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顶推器，同时可用比例阀块箱进行多吊点扩展，以满 足各种类型滑移工程的实际需要。本工程中，拟配置 1 台 YS-PP-60 型液压泵源系统 4.4 控制系统本工程中配置一套 YS-CS-01 型计算机同步控制及传感检测系统。5 滑移临时措施设计5.1 滑移临时措施设计 本工程在支座位置设置液压顶推器，在桁架支座底部设置临时滑移底座，滑移底座高度与桁架正式支座高度相同，待桁架滑移到位后，将临时滑移底座拆除，再将正式支座安装到 位。顶推滑移节点如图 4 所示。图 4、支座顶推滑移节点示意图.5.2 柱脚滑移轨道设计 滑移轨道结构在屋面钢结构滑移过程中，起到承重、导向和横向限制支座水平位移的作用。 滑移轨道中心线应尽量与桁架支座中心线重合，以减小滑移过程中桁架支座因受到偏心力而产生不利影响。 滑移轨道选用 16a 热轧槽钢，材质为 Q235B，利用滑移轨道的侧挡板与预埋件固定。轨道的侧挡板采用规格为-2040150mm 的钢板，在滑移轨道两侧对称设置，间距为 500mm， 起到对槽钢翼缘加固、以及抵抗滑移支座处可能侧向推力的作用。滑道侧挡板如图 5 所示。因本工程中预埋件布置间距为 1000mm，故轨道侧挡板的连接方式分两种情况，具体见图 6、图 7 所示。侧挡板与槽钢轨道及预埋件连接采用焊接连接，单块侧挡板所承受的顶推反力为 500 4=125kN。焊缝设计高度 hf=10mm 时，焊缝设计强度：满足设计要求。图 5、滑道侧挡板平面布置图.图 6、预埋件处滑道及侧挡板连接示意图5.3 防卡轨措施图 7、无预埋件处滑道及侧挡板连接示意图水平滑移过程中，应严格防止出现“卡轨”和“啃轨”现象的发生。在滑道和滑移支座 设计时，应充分考虑预防措施。将滑移支座前端（滑移方向）设计