广东超高层电视塔计算机控制提升油缸整体安装钢桅杆工法

1、计算机控制提升油缸整体安装钢桅杆工法 1前言 高耸结构顶部钢桅杆的安装高度往往超过起重机的作业范围，需要采用特 种施工方法。 “计算机控制提升油缸整体安装钢桅杆” 即是有利于质量和安全控 制、技术先进的施工方法之一。 其集成了施工阶段结构分析和优化、 计算机自动 控制、机电一体化等先进技术， 可实现桅杆的长距离快速连续提升就位， 具有良 好的推广前景。 上海市机械施工有限公司依据上海“ xxxX广播电视塔天线钢桅杆、南京 XX大厦天线钢桅杆和广州XX电视塔天线钢桅杆整体提升安装工程实践，归纳总结 了“计算机控制提升油缸整体安装钢桅杆”工法。 该施工方法已申请专利， 塔桅结构分段套装、 穿心抽出

2、式整体安装技术 ， 申请号： 200910048905.5 2特点 2.1. 利用桅杆下部主体结构 , 作为施工提升阶段的承重结构。 2.2. 天线桅杆整体提升安装时采用可调导轮导轨系统，作为高重心状态提 升的抗倾覆措施，受力明确，简便可靠。 2.3. 钢绞线集束应用、悬挂承重，可实现桅杆结构长距离连续快速提升和 高空任意位置悬停，提高作业效率，降低作业风险。 2.4. 提升油缸分组集群使用 , 可灵活布置。 2.5. 计算机控制系统可实现提升油缸集群作业的全自动程序控制、分组 提升油缸的实时荷载均衡控制和天线桅杆的垂直度控制。 3适用范围 本工法适用于工业与民用建筑尤其是高耸结构大型钢桅杆的

3、整体提升安装。 4工艺原理 本工法采用 “导轮导轨系统强制对中抗倾覆工艺” 和 “钢绞线承重、计 算机控制提升油缸集群整体提升工艺”。其原理是： 4.1. “导轮导轨系统强制对中抗倾覆工艺” 沿钢桅杆提升时的移动轨迹， 设置多组导轮导轨， 提供桅杆在提升过程中可 靠的水平侧向约束，以抵抗风荷载或桅杆偏心等引起的倾覆力。 4.2. “钢绞线承重、计算机控制提升油缸集群整体提升工艺” 以集束低松弛高强度钢绞线作为承载体，一端锚固于支承结构的顶端或钢 桅杆的底部， 另一端与提升油缸相接； 提升油缸由主油缸和上下锚具组成， 利用 主油缸的伸缩运动配合上下锚具的交替开闭，与从中通过的钢绞线进行相对运 动

4、，从而实现桅杆结构整体上升。 计算机控制系统的初步框图见图1 图1计算机控制系统框图 5. 工艺流程和施工要点 5.1.主要工艺流 52施工要点 5.2.1.施工方案的总体设计 a) .确定采用整体提升工艺后，涉及到原有结构需作局部调整时，应提出调 整建议，并对施工阶段全过程的结构进行验算(包括桅杆结构和支承结构)，经 结构设计单位确认； b) .调查了解施工所在地环境条件，特别是风荷载、雷暴等灾害气候的发生 规律和强度特征，确定合适的作业时间，规避气候风险； c) .系统的抗风设计应分别按工作状态和非工作状态进行； d) .设计相关施工措施和结构部件。如提升油缸的配置和布置、提升油缸与 钢绞

5、线锚固结构、钢绞线与被提升结构的连接、导轮导轨系统、安全操作设施、 电源和避雷装置等； e) .承重和液压系统的配置要求 单根钢绞线安全系数K 3。 提升油缸的总额定提升能力和各吊点提升油缸额定提升能力不小于提升载 荷标准值的1.25倍。 为保证提升油缸的锚具正常工作，提升油缸上锚具以上的钢绞线宜有1仃以上 的距离保持垂直状态；当天线桅杆提升到位后，提升油缸下锚具至钢绞线锚固处 之间的钢绞线一般不少于 2米。 f) . 导轮导轨系统的设置 导轮导轨可分为刚性系统和柔性系统。 刚性系统的导轨借用或依附于原结构 件；柔性系统则以钢绞线为导向轨道， 利用承载时钢绞线的回复力保持系统稳定。 导轨可等轨

6、距或变轨距。变轨距时导轮应随轨距的变化实时调整。 导轮设置的原则是：在桅杆提升的任一过程中必须保持两组以上导轮共同工作 导轮导轨提供的约束力的确定应考虑风荷载、结构偏心和液压系统不均衡等因 素。 5.2.2. 施工准备 a) . 整体提升桅杆钢结构的组装 根据施工顺序组装桅杆钢结构，完成螺栓或焊接连接(包括质量检测)，以 及涂装等，并通过阶段验收。 b) . 布置测量控制网，做好施工测量的器具和人员配置。 c) . 建立施工指挥系统和组织网络， 明确责任岗位， 组织技术交底和人员培 训，配备通讯器材，统一指挥信号。 d) . 落实现场气象监测，应急器材等。 5.2.3. 提升设备的安装 根据方

7、案安装钢绞线承重系统、 液压提升系统、 电气系统、 计算机控制系统 和导轮导轨系统，所有连接、固定部位检查合格。 5.2.4. 联动空载调试 必须进行空载调试，以确认提升各系统工作正常。 5.2.5. 联动带载调试 完成空载调试后进行带载调试， 主要是检验承载系统的安全和确保各吊点荷 载均衡或达到设计值。 5.2.6. 整体连续提升 a). 整体提升过程中应根据系统特点， 确定以桅杆姿态为计算机控制目标还 是以各分组吊点的实时荷载为控制目标。 b). 提升过程中应随时检查提升通道是否通畅，防止异物障碍。 5.2.7. 测量定位 a). 提升基本到位时，提升主油缸宜处于半伸状态，以利微调，方便定

8、位。 b). 提升到位后应根据测量数据进行校正。 校正时应考虑阳光照射对桅杆的 变形影响。 5.2.8. 连接固定 校正定位完毕，应快速进行桅杆固定，以防不测气候影响。 6. 设备与材料 本工法所需主要机械设备及材料如下表，规格、数量根据各工程不同情 况进行配置。 主要投入设备及材料表 序号 名称 数 量 1 提升油缸 根据工程实际配置 2 钢绞线 3 锚具 4 液压泵站 5 控制阀组 6 控制箱柜 7 荷载传感器 8 行程传感器 9 总控计算机 10 测量仪器 11 电焊设备 12 对讲机 13 操作脚手架 7. 质量控制 7.1.质量控制标准 高耸结构设计规范一GBJ135-90； 建筑结

9、构荷载规范一GB50009-2001； 钢结构设计规范一GB50017-2003; 钢结构工程施工与验收规程GB50205-2001； 液压系统通用技术条件GB3766-2001； 电气装置安装工程起重机电气装置施工及验收规范GB50255-1996； 建筑机械使用安全技术规程一JGJ33-86； 重型结构（设备）整体提升技术规程DG/TJ08-2056-2009J11400-2009; 7.2. 质量控制要点 7.2.1. 钢桅杆提升前应进行阶段质量检查和验收，防止质量缺陷带到 超高空而难以处理。 7.2.2. 钢桅杆在太阳照射下，极易产生弯曲变形，最终测量定位应选 择清晨或阴天等日照影响较

10、小的时段进行。 8安全措施 采用本工法施工时除应严格执行建筑工程有关安全施工的规程及规定 外, 还应遵守下列安全措施 : 8.1. 现场施工人员必须经过安全教育、技术交底 , 特殊工种须持证上岗。 8.2. 计算机同步控制、 提升油缸集群连续提升 , 须由专人统一指挥、 专人分 管负责、专人进行操作 , 并有一套完善的通讯联系系统。 8.3. 整体提升前 ,应对各方面的准备工作进行全面检查 , 实行签发吊装令制 度。 8.4. 作业面需清理杂物及可燃物品，搭设防坠隔离网。 8.5. 必须注意对钢绞线的保护，尤其是要注意电焊的影响，电焊接地点应 尽量靠近焊点，避免电流通过钢绞线；同时防止焊渣、飞

11、溅物粘附钢绞 线。 8.6. 检查、落实防雷措施，检查接地电阻值， 小于等于0.4欧姆。 8.7. 整体提升过程中 , 应加强对各提升点荷载大小和天线桅杆垂直度的监 测, 以及对导轮导轨设施的监查。 8.8. 当高空需进行焊接连接时， 必须设置焊接设备专用平台、 搭设防风遮雨 设施，以及稳妥的人员作业平台。 8.9. 提升过程中应对提升通道进行连续观测。当有障碍物时应停止提升， 清除障碍物后方可继续提升。 8.10 . 提升到位后，应按专项方案进行载荷转换和固定。当需要较长时间 悬停时，应将载荷转换到下锚具，由支承结构直接承载。 8.11 . 现场施工作业高处应设置测风仪器并根据气象预报，选择

12、在风力 等各项气象指标符合要求的时段进行提升。 8.12 . 事先编制应对突发性恶劣气候的应急预案，落实抢险材料和人员， 建立昼夜值班制度。 9环保措施 在实施中特别要注意各液压元器件及接头的密封， 避免产生液压油泄漏 污染建筑结构。 在装拆液压软管时，必须注意管中剩油滴落的问题。 10. 效益分析 本工法充分利用了永久承重结构作为整体提升阶段的承重结构 , 再加上 计算机的高精度控制 , 可以使施工阶段和使用阶段受力基本一致 ,避免了因 设辅助承重结构而耗费的大量施工用钢和为此而进行的结构加固措施； 使提 升引起的结构加固减少到最低限度。 同时采用抗风导轮导轨系统来保证高重 心提升的稳定和安

13、全。 其经济效益和社会效益显著、推广前景广阔。 11. 工程实例 ii.i上海“xxxX广播电视塔天线桅杆的提升 上海“ XXXX天线桅杆长度118m,重量450t,安装高度350m,顶端标高 468m。 该工程项目利用塔身混凝土筒体作为施工阶段承重结构 , 钢绞线用安装 在塔身筒体顶部的锚具固定悬挂 ,20只提升油缸设置在桅杆下端正方形截面 四周, 每边5只为一组。计算机控制的提升油缸沿着钢绞线逐渐往上攀爬 , 同时, 将钢天线桅杆整体往上提升。 整个提升阶段历时 10天, 提升安装质量优良 , 天线桅杆的垂直精度控制 达到1.3 %。,施工安全。该项目获建设部科技进步二等奖和国家科技进步二

14、等 奖。 11.2南京XX大厦天线桅杆提升 南京XX大厦的天线桅杆顶标高450m截面为圆形。最高一段天线桅杆 无法用塔吊直接安装，因此顶端直径1.2m,长29米 （上下天线嵌固长度4m、 重33t的天线桅杆采用套筒式整体提升安装工艺进行施工，即将下部天线桅 杆作为外筒，被提升段作为内筒，在安装外筒的时候，也将内筒安装在里 面，然后把内筒从外筒中向上拔出到指定标高。该项目利用外筒作为承重 和导向结构， 4只提升油缸安装在外筒顶端， 钢绞线穿过提升油缸悬挂下去， 下端用锚具与内筒连接固定。提升油缸将钢绞线不断朝上提升，带着内筒 向上运动，从397.225M标高升到424.749m标高（天线顶端标高450n）。 整个提升阶段用时 8小时（中间有停顿，以便安装天线外侧的平台、爬 梯、护圈和完成涂装），提升安装质量优良，天线桅杆的垂直度符合设计 要求，施工安全。 11.3 广州XX电视塔天线桅杆提升 2008年 4月采用高空组立，分段施工，完成了广州 XX电视塔天线桅杆长 100米 （上下天线嵌固长度11m），重600t的分段从454mS高平台提升到529m 标咼（顶端标咼610m）的整体提升安装。 该项目利用529mS高以