超大跨度钢桁架多点整体提升施工工法

超大跨度钢桁架多点整体提升施工工法1前言作为建筑业的十十项新技术，“计算机控制制整体提升技技术”已多次成功功地应用于北北京***站、****机场四机位位机库、***大剧院、***国际会展中中心、深圳**中心、广州***国际机场***机库等重大大屋盖钢结构构安装,我司从1994年在北京***站钢门楼提提升开始使用用至今，提升升跨度越来越越大（最大跨跨度****公园200m钢桁架）、提提升重量越来来越多（最大大重量***图书馆1万t），提升面面积越来越大大（***机场A380机库4万m2），提升技技术日臻完善善，取得了显显著的经济效效益和社会效效益，形成了了比较系统完完善的“多点整体提提升施工工法法”。2特点2.0.11该工法采用用楼（地）面面拼装和利用用计算机控制制液压同步提提升技术多点点高精度整体体提升的方法法，解决了超超长钢桁架、大大屋盖的起重重和安装施工工任务，节约约资金、缩短短工期，大大大降低了安全全防护的难度度.2.0.22该工法结合合工程中的结结构形式，尽尽量利用原结结构作为提升升的上、下锚锚点，既方便便安装、拆卸卸，又不影响响受力，同时时也降低了成成本；通过分分析和计算，合合理选择提升升点位，减少少桁架提升引引起的变形。2.0.33该工法通过过一系列的测测量和焊接措措施，保证了了桁架地面拼拼装和提升的的高精度，实实现了现场拼拼装高强螺栓栓的顺利穿过过。3适用范围该工法适用于大大跨度钢屋盖盖结构、高层层超高层钢桁桁架结构等大大型钢结构工工程中：3.0.11钢结构体型型及面积较大大，空中组拼拼难度较大，层层高较高的钢钢网架、钢桁桁架构成的屋屋盖结构，如如体育场馆、展展览中心、影影剧院等。3.0.22钢结构跨度度较大，单个个杆件重量大大，结构刚性性较好，架空空较高的钢桁桁架构成的支支撑、梁、连连廊（通廊）等等。3.0.33提升过程中中的受力状态态与设计工况况受力状态相相近，可确保保钢结构在结结构面或地面面位置拼装，能能减少高空作作业，降低措措施费用和安安全风险。4工艺原理4.0.11计算机控制制液压同步提提升技术是一一项新颖的构构件提升安装装施工技术，它它采用柔性钢钢绞线承重、提提升油缸集群群、计算机控控制、液压同同步提升新原原理，结合现现代化施工工工艺，将成千千上万吨的构构件在地面拼拼装后，整体体提升到预定定位置安装就就位，实现大大吨位、大跨跨度、大面积积的超大型构构件超高空整整体同步提升升。4.0.22计算机控制制液压同步提提升技术的核核心设备采用用计算机控制制，可以全自自动完成同步步升降、实现现力和位移控控制、操作闭闭锁、过程显显示和故障报报警等多种功功能，是集机机、电、液、传传感器、计算算机和控制技技术于一体的的现代化先进进设备。4.0.33计算机控制制液压同步提提升系统由钢钢绞线及提升升油缸集群（承承重部件）、液液压泵站（驱驱动部件）、传传感检测及计计算机控制（控控制部件）和和远程监视系系统等几个部部分组成。1钢绞线及提升升油缸是系统统的承重部件件，用来承受受提升构件的的重量。用户户可以根据提提升重量（提提升载荷）的的大小来配置置提升油缸的的数量，每个个提升吊点中中油缸可以并并联使用。2液压泵站是提提升系统的动动力驱动部分分，它的性能能及可靠性对对整个提升系系统稳定可靠靠工作影响最最大。在液压压系统中，采采用比例同步步技术，这样样可以有效地地提高整个系系统的同步调调节性能。3传感检测主要要用来获得提提升油缸的位位置信息、载载荷信息和整整个被提升构构件空中姿态态信息，并将将这些信息通通过现场实时时网络传输给给主控计算机机。提升油缸数量确确定之后，每每台提升油缸缸上安装一套套位置传感器器，传感器可可以反映主油油缸的位置情情况、上下锚锚具的松紧情情况。通过现现场实时网络络，主控计算算机可以获取取所有提升油油缸的当前状状态。根据提提升油缸的当当前状态，主主控计算机综综合用户的控控制要求（例例如，手动、顺顺控、自动）可可以决定提升升油缸的下一一步动作。提提升系统上升升时，提升油油缸的工作流流程如下：首首先上锚紧，下下锚停，油缸缸伸缸，张拉拉钢绞线，将将负载通过钢钢绞线作用于于上锚。当油缸伸到底以以后，下锚紧紧，油缸缩缸缸，上锚松，将将负载由上锚锚转换至下锚锚。油缸缩缸到底，上上锚紧，下锚锚停，油缸伸伸缸，将负载载由下锚转换换至上锚，并并且通过油缸缸伸缸将重物物提升。当油缸伸到底，一一个行程结束束，提升重物物也随油缸伸伸缸提升一个个油缸行程。下锚紧，油缸缩缩缸，上锚松松，将负载由由上锚转换至至下锚。油缸缩缸到底，上上锚紧，下锚锚停，油缸伸伸缸，将负载载由下锚转换换至上锚，开开始新的一个个行程，通过过油缸伸缸将将重物提升；；这样通过上下锚锚具负载的转转换，油缸的的伸缩，将重重物随着油缸缸的伸缸动作作逐步提升至至规定高度。集群油缸系统通通过计算机控控制系统对所所有油缸的动动作统一控制制、统一指挥挥，动作一致致（同时进行行锚具的松紧紧，同时进行行伸缩缸动作作等），完成成结构件的提提升作业。5工艺流程及及操作要点5.1工艺流流程提升模拟试验提升模拟试验对千斤顶进行空载、负载、超负载试验钢结构验收提升钢绞线上孔与下部锚具孔垂偏测量提升行驶路线障碍物排除搭设提升工作平台提升主桁架牛腿安装主桁架地面拼装焊接安装主桁架顶部的千斤顶及其他设备穿提升钢绞线预紧钢绞线试提升前工作检查提升指挥小组上、下通话联络员——即承上启下作用，将三个职能组情况及时汇报提升指挥小组提升设备组、障碍排除组，钢结构施工技术组检验设备、液压、泵站、油路、200t千斤顶，电控系统，功能情况，施工现场障碍物排除，钢结构问题处理，浮动物清理及测量提升高度等提升指挥小组决定试提升提升指挥小组决定试提升多台千斤顶同步提升及整体提升1.5m用塔吊吊装主桁架两端主桁架牛腿及主桁架上、下弦连接板按提升前检查内容进行全部检查正式提升检查千斤顶、梳理钢绞线就位—即钢结构落在两端主桁架牛腿上跟踪测试对主桁架杆件受力前后的应力情况安装、焊接主桁架上、下弦连接板拆除穿心千斤顶提升系统焊接主桁架端支座与两端主桁架牛腿连接主钢桁架验收三个职能组作出保证签字5.2操作作要点5.2.11钢结构总体体施工工艺了了解1了解钢结构的的施工工艺2了解总体方案案情况3了解现场情况况5.2.22提升体系的的设计与布置置1提升吊点的布布置2提升油缸的选选择与布置3提升平台梁的的设计4提升地锚支架架的设计5液压系统的选选择与布置6计算机控制系系统的选择与与布置5.2.33提升设备的的检测试验与与准备1提升油缸的准准备2液压泵站的准准备3计算机控制系系统的准备4提升设备的运运输与存储5.2.44提升设备的的安装1提升油缸的安安装2钢绞线与地锚锚的安装3液压系统安装装4计算机控制系系统的安装5.2.55提升设备的的调试1液压系统调试试2提升油缸调试试3计算机控制系系统的调试4调试过程中的的注意事项5.2.66提升系统试试验1加载的目的2加载试验方法法3分析评估5.2.77提升前的检检查1提升设备检查查2提升结构检查查3各种应急措施施与预案的检检查4检查总结与商商定试提升日日期5.2.88试提升1试提升前的准准备与检查2试提升加载3试提升4空中停滞5试提升总结5.2.99正式提升1正式提升前设设备的检查2正式提升前结结构的检查3正式提升前天天气等环境的的检查4各种预案与应应急措施的检检查5提升过程监控控措施的检查查6正式提升7提升到位后结结构的锁定及及相关安全准准备工作的落落实5.2.110卸载5.2.111设备拆除除1设备拆除过程程中的注意事事项2设备拆除5.3关键键技术5.3.11提升受力点点（上、下锚锚点）的设计计、计算与分分析1提升点的选择择选取合理的提升升点位，应尽尽量选择原结结构支撑点作作为提升点，对对于网架、桁桁架混合结构构的大屋盖，提提升点要选择择桁架部位。施工前要对提升升工况下大屋屋盖的受力和和变形进行仔仔细的分析和和计算，在不不发生大的变变形情况下，提提升点不宜过过多。2采用ANSYYS程序，输输入相关参数数(上下锚点构构造图)，建立计算算模型，给定定荷载值，准准确地计算出出每个提升点点位的力。3提升受力点分分析计算上锚点的计算与与分析图5.3.1-1上锚锚点构造图图5.3.1-2上锚锚点受力变形形图及上锚点点计算结果经过模拟计算设设计的上、下锚点在整整体提升过程程中安全可靠靠的满足了提提升要求。4桁架上下锚点点布置示意图5.3.1-3桁架架上下锚点示示意图5.3.22提升设备参参数及选择1LSD40型型千斤顶的技技术性能1公称提升力400kN6穿心孔直径Φ1044mmm2额定油压21Mpa7整机质量kg3提升活塞面积1.9144××10-2m28外形尺寸包括吊环300×3233×171774回升活塞面积1.1310××10-2m2取下吊环300×3233×111005活塞行程300mm9开启夹片小油缸缸油压15Mpa2油泵数据及参参数主泵公称流量37.0L//min辅泵公称流量15.0L//min主泵额定压力31.5Mppa辅泵额定压力5.0Mpaa主泵电机功率15.0KWW辅泵电机功率4.0KW油箱有效容积240.0LL工作环境温度0ºC~40ººC3提升平台上放放置设备外形形尺寸名称长度(mm)宽度(mm)高度(mm)重量(kg)操作台1200800140050起动柜600400160070油泵1200700100010004提升油缸的选选择原则提升千斤顶的利利用率系数小小于0.7。钢绞线安全系数数大于5。提升油缸数量满满足提升平台台与钢结构本本身连接要求求。提升油缸在多项项工程中得以以应用，并且且实践证明是是可靠的。5.3.33整体提升工工况计算为了保证整体提提升过程,我们根据每每一次提升不不同的工况,建立计算模模型,进行分析计计算,对桁架提升升过程中的变变形、应力、应应变等进行监监控:核算提升架下的的混凝土梁在在提升过程中中的受力情况况。整体提升过程中中桁架的内力力变化及变形形。整体提升到位后后卸荷，核算算桁架的内力力和位移变化化。以上计算在施工工过程中可以以进行验证是是否符合实际际工况,指导安装施施工。5.3.44试提升所有准备工作完完成后，在无无异常的情况况下，进行试试提升。将各千斤顶的松松卡装置处于于工作状态。启动液压泵，使使各钢绞线从从自由状态下逐步步拉紧（注意意观察各钢绞绞线是否拉紧紧，当发现问问题时，应及及时停止检修修。适当调高油压，当当提升杆基本本都受力拉直直时，再观察察钢绞线与钢钢桁架连接处处及钢绞线的的与千斤顶的的锚故有无异异常情况。完成上述工作后后，一切正常常，逐步提高高油压。将整个钢桁架提提升离开基准准面30mm～50mm时，停停止提升。检查钢桁架提升升点的高差，要要始终保持提提升点在同一一高度。试提提升一切正常常，进入正式式提升阶段。5.3.55钢桁架提升升正式提升时，每每提升500mmm测定一次提提升高度，以以便及时调整整提升端头的的高度，使提提升端头始终终保持在同一一高度上同步步提升。钢绞线在提升中中的梳理及导导向：疏导顺序如下图图所示：图5.3.5每个提升千斤顶顶组派专人监监测，并用步步话机相互联联络，随时通通报提升过程程中设备的运运行情况。提升过程中，如如出现千斤顶顶打滑时，将将保险锁死后后，将千斤顶顶卡头更换。在在连续提升时时，如果出现现油泵过热的的情况，应适适当停止提升升30minn左右，或采采取降温措施施。将对接点拼焊固固定，焊接完完毕后卸去千千斤顶。5.3.66多点整体提提升同步性控控制拟提升的结构往往往面积大、结结构体系柔,故提升点多多，针对这种种结构体系，在在提升的过程程中，必须要要保证各提升升点的同步性性。为了达到同步提提升的目的，首首先进行结构构整体提升计计算分析，分分析每个提升升点的受力，对对千斤顶和油油泵进行合理理的布置。同同时在提升过过程中,通过高精度度的测量监控控,随时进行计计算机整体连连动调整或千千斤顶单点点点动调整，使使各个提升点点同步进行提提升。在提升过程中，各各个提升点及及测量处均设设有人员配有有对讲机，随随时进行协调调调配。各个个泵站油缸伸伸缩量和测量量标高值统一一汇总到总指指挥台，由总总指挥台分析析研究后，作作出下一步提提升命令。6材料与设备备6.1主要要材料6.1.11钢材1钢绞线采用高高强度低松弛弛预应力钢绞绞线，公称直直径为15.244mm，抗拉强度为为1860NN/mm，破断拉力力为260.77KN，伸长率在1%时的最小载载荷221.55KN，弹性模量198Gppa，松弛率≤2.5%,重量为1.1Kgg/m。钢绞线符符合国际标准准ASTMA416－87a，其抗抗拉强度、几几何尺寸和表表面质量都得得到严格保证证。2构件材料材质质为Q345B。6.1.22连接材料1焊接材料CO2气体保护护焊焊丝选用用TWE7111，Φ1.2药芯焊丝。焊条J506,,Φ3.2～5mm,焊前前需烘干，取取用焊条使用用保温桶。2高强度螺栓所使用的高强螺螺栓符合现行行国家标准《钢钢结构用大六六角头螺栓、大大六角螺母、垫垫圈与技术条条件》GB/T11228～1231--91)或《钢结构构用扭剪型螺螺栓连接副》(GB/TT3632～3633--1995))及行业标准准《钢结构螺螺栓连接的设设计、施工及及验收规程》(JGJ82-911)的规定。高高强度螺栓的的等级为10.9级。6.1.33涂装材料1钢构件表面的的防锈应采用用喷射或抛射射除锈，除锈锈等级应达Sa2.5，其质量要要求应符合现现行国家标准准《涂装前钢钢材表面锈蚀蚀等级和除锈锈等级》GB89223-88的规定。2钢结构现场补补漆涂装厚度度按下列表格格所示考虑名称道数厚度底漆水性无机富锌（冬冬施期间采用用环氧红丹漆漆）140μm中间漆环氧云铁防锈漆漆260（2×300）μm6.2主要要机具设备6.2.11主要吊装设设备1C#行走走塔吊型号为为H3/366B机械性能见见下表表6.2.1--1塔式起重机机型号H3//36B塔高臂长起重能力行走（边长×边边长）用电量39m（初立）40m3000KNmm8m×8m160KVA表6.2.1-2H3/366B行走塔式起重机机起重性能表表吊臂长度(m))40m工作幅度（m）28303234363840四绳起重量（tt）a=41210.49.68.98.37.77.26.8二绳起重量（tt）a=4666666662D#塔吊型号号为SK-2880机械性能见见下表表6.2.1-3塔式式起重机型号号SK-2880塔高臂长起重能力行走（边长×边边长）用电量39m（初立）40m3000KNmm8m×8m160KVA表6.2.1-4SK-2880行走塔式式起重机起重重性能表吊臂长度(m))40m工作幅度（m）3-2425262830323436.837.6四绳起重量（tt）a=412.512.3911.8410.8710.049.318.677.9二绳起重量（tt）a=46.36.36.36.36.36.36.36.36.36.2.22提升设备明明细序号设备名称数量备注1泵站+启动柜共7台（备用11台）2LSD40.440t提升油缸38台（备用22台）3压力设定阀组块块若干套4泵站控制接口箱箱7台（备用1台台）5主控制柜7台（备用1台台）6行程指示器8台（备用2台台）7锚具+油缸位置置若干套8电缆若干9油管若干米10对讲机12台11钢绞线898米7质量控制7.1测量量控制7.1.11地面拼装测测量控制1拼装前的的测量控制。2拼装过程中测测量控制。3钢桁架起拱及及挠度控制。7.1.22提升支架安安装测量控制制7.1.33提升过程中中测量控制7.2整体体提升合拢7.2.11提升到位后后，锁定千斤斤顶，然后进进行水平方向向的调整并加加临时固定，合合拢时要先外外侧后内侧、先先上弦后下弦弦。如果标高方向误误差较大，先先对高点，后后通过千斤顶顶微调对低点点；如果水平平方向误差大大，通过倒链链微调达到规规范要求。如果上、下弦接接口高强螺栓栓错位，采用用连接板单侧侧打孔，即是是“量体裁衣”。7.2.22提升到位后后，在提升牛牛腿下方的钢钢柱上焊接耳耳板，用5t手拉葫芦拉拉桁架调整位位移，使其符符合设计状态态，顺利与钢钢柱的牛腿合合拢。合拢后后测量整个桁桁架的标高和和位移，记录录桁架最后的的安装值。通过以上测量控控制措施，钢钢桁架合拢后后非常理想，水水平错口小于于2mm，竖向错台台小于2mm。7.3提升升设备故障排排除方法及安安全措施7.3.11液压系统泄泄漏：更换相相应的密封圈圈。7.3.22控制阀卡涩涩：清洗控制制阀，清洁油油液。7.3.33异常情况紧紧急报警：在在每个吊点设设置有紧急停停机按钮，一一旦出现异常常情况，可以以实现全系统统停机。7.3.44所有千斤顶顶要经过保养养清洗工作，并并做耐压试验验，确保提升升期间千斤顶顶使用完好。7.3.55提升所用的的其他设备也也要经过检查查、标定。7.3.66提升牛腿、吊吊耳、提升支支架安装完毕毕使用前，要要成立验收小小组进行全面面检查验收，绝绝对不留安全全隐患。7.3.77整体提升期期间，现场警警戒线以内严严禁非操作人人员出入，每每个提升点位位均安排观测测人员，发现现异常情况及及时报告。7.3.88遇5级以上大风风及雨天要停停止提升，并并采取固定措措施。7.4桁架架提升卸载7.4.11桁架卸荷的的前提条件1相关的安装焊焊接工作全部部完成。2每个提升升点两边的支支撑或次桁架架安装完成。3各种施工资料料齐备，经四四方验收合格格。7.4.22卸荷方法卸荷过程中总的的原则是：要要充分考虑到到8轴主桁架整整体稳定性及及系统均匀受受力——接近自由状状态下增加荷荷载，要求每每个提升点与与主桁架相连连的次桁架安安装完成后才才可以进行该该提升点的卸卸荷，卸荷分分级卸载，每每次卸荷25%。7.4.33卸荷过程中中的注意事项项。在卸荷时桁架两两边各架一台台水平仪，随随时对主桁架架变形进行观观测，若出现现不正常（主主桁架标高偏偏差过大）要要及时报告技技术及生产主主管领导，并并停止作业，情情况分析后，报报监理、设计计及业主单位位，确定方案案后，继续进进行施工。每提升点卸荷要要在一天内完完成，并于12h后进行整体体观测。钢桁架系统卸荷荷事关重大，施施工前我方必必须提前备好好卸荷需使用用的工具、材材料，并对全全体参与卸荷荷人员进行详详细交底，施施工人员严格格按照方案执执行，听从现现场卸荷总指指挥协调，保保证卸荷过程程安全有序下下进行，确保保成功完成卸卸荷。7.5钢绞绞线及千斤顶顶安装质量控控制措施7.5.11首先检查提提升支架的稳稳定性，安全全性。7.5.22将钢绞线穿穿入提升千斤斤顶，紧好。7.5.33检查千斤顶顶支座面焊渣渣是否清除干干净。7.5.44将千斤顶分分别吊至提升升点放好，必必须平稳牢固固，观察每个个千斤顶是否否同时落在二二个加劲板上上。7.5.55将下锚板点点焊至桁架吊吊点上，其钢钢绞线孔与上上吊板钢绞线线孔垂偏应小小于1%。7.5.66将钢绞线穿穿入下锚盘，检检查钢绞线的的行程方向有有否干涉。7.5.77检查脚手架架在合拢时是是否会发生干干涉。7.5.88检查桁架支支架是否与桁桁架有连接的的地方。7.6提升轴轴线控制措施施7.6.11油压千斤顶顶安装轴线偏偏差控制≤5mm。7.6.22桁架上弦扁扁担固定锚尺尺寸偏差≤5mm。7.6.33提升瞬间调调整偏差≤3mm。7.6.44控制轴线综综合偏差≤5mm，可用倒链进进行水平轴线线调整，用单单点千斤顶微微调调整标高高，保证桁架架准确就位。8安全措施8.0.11提升油缸的的安全措施在钢绞线承重系系统中增设了了多道锚具，如如上锚、下锚锚等。每台提升油缸上上装有液压锁锁，防止失速速下降；即使使油管破裂，重重物也不会下下坠。安装溢流阀，控控制每台提升升油缸的最高高负载；安装装节流阀，控控制提升油缸缸的缩缸速度度，确保提升升时的安全。8.0.22液压泵站的的安全措施液压泵站上安装装有安全阀，通通过调节安全全阀的设定压压力，限制每每点的最高提提升能力，确确保不会因为为提升力过大大而破坏结构构。8.0.33计算机控制制系统的安全全措施液压和电控系统统采用联锁设设计，通过硬硬件和软件闭闭锁，以保证证提升系统不不会出现由于于误操作带来来的不良后果果。控制系统具有异异常自动停机机、断电保护护停机、高差差超差停机等等功能。控制系统采用容容错设计，具具有较强抗干干扰能力。8.0.44提升其它安安全措施所有千斤顶要经经过保养清洗洗工作，并做做压力实验，防防止出现漏油油问题，确保保提升期间千千斤顶使用完完好。提供钢绞线的出出厂合格证书书以及检测报报告；压力表表的检测合格格证；整体提提升设备进厂厂报验单；液液压设备实验验记录；千斤斤顶说明书等等材料。上提升平台、下下锚点安装完完毕使用前，要要成立验收小小组进行全面面检查验收，绝绝对不留安全全隐患。整体提升期间，现现场警戒线以以内严禁非操操作人员出入入。使用钢绞线前，要要仔细检查有有无断丝和电电焊损伤情况况。钢绞线不能当作作电焊机地线线使用，否则则会造成钢绞绞线断裂，锚锚盘易被损坏坏。8.0.55提升应急预预案1试提升期间，详详细测量各提提升点的标高高，高差较大大时通过调整整单点千斤顶顶使四点标高高一致后再正正式提升。2提升期间如果果桁架发生水水平漂移，在在两侧牛腿对对接前用5t、10t倒链调调整后再对接接。3暴风雨来临时时，停止提升升，关闭一切切供电系统，以以防雷击。4提升期间各点点发生的不同同步误差在牛牛腿对接前通通过调整千斤斤顶的