液压同步滑移技术在电厂煤棚钢网架施工中的应用与实践

液压同步滑移技术在电厂煤棚钢网架施

工中的应用与实践中国能源建设集团广东火电工程有限公司广东广州510000摘要：南方某大型火电厂干煤棚网架结构安装高度达到30.5〜39m，纵向116m，横向125m。结构自重大，且杆件众多，施工难度大，安全、质量、工期不易保证。经多方论证，本工程采用液压同步滑移技术进行网架的组装就位，大大降低了施工风险，保证了工程按期高质量移交生产。本文详细介绍了液压同步滑移技术的设备、关键技术、施工方案以及相关的滑移节点构造等。关键词：干煤棚网架液压同步滑移技术滑移设备及关键技术滑移节点构造1工程概况南方某大型火电厂输煤系统干煤棚屋盖采用棋盘式螺栓节点网架，网架投影面积14500m2。干煤棚在横向设有两排屋面网架支撑柱，柱间跨度为85m（支座节点之间距离），两边各悬飘20m，支撑网架柱距16m，柱顶标高30.5m。柱截面2mX1.8m。网架支座以下四面开敞，无墙。屋面网架总重约1000t，采用同济大学先进的液压同步滑移技术进行安装，大大降低了安装施工难度，保证了施工质量，降低了安全风险，满足移交生产的工期进度要求。2液压同步滑移设备及关键技术本干煤棚网架工程中，根据现场施工条件和钢网架的外形特点，综合技术经济分析高空散装、液压提升、液压滑移组装等多种方案，最终确认采用钢网架液压滑移安装的施工工艺。借助纵轴的混凝土立柱作支撑，通长铺设“工”字钢梁、滑移轨道，在屋面网架的一端做临时拼装平台，再在拼装平台上将混凝土散管件逐棉拼装，然后利用液压同步滑移施工技术将其每棉整体滑移到位。本施工工艺主要使用如下的设备：TJG-1000型液压爬行器；TJV-30型液压泵源系统；YT-1型计算机同步控制系统。2.1TJG-1000型自锁型液压爬行器TJG-1000型自锁型液压爬行器，能自动夹紧轨道形成反力，进而实现推移动力的设备。此设备不需设置反力架，省去了加固反力点的工作，且由于与被移的构件为刚性连接，因此同步控制比较容易实现，就位的精度也比较高。图1TJG-1000型自锁型液压爬行器3.2液压同步滑移技术本工程中，采用TJG-1000型液压爬行器作为滑移驱动设备。液压爬行器本身为组合式的结构，一端使用楔型夹块与滑移轨道紧密连接，另一端与滑移网架铰接连接，中间使用液压油缸作为驱动力，从而实现驱动前进。TJG-1000型液压爬行器使用的楔型夹块，具有单向自锁作用。当油缸逐渐伸出时，夹块夹紧工作，自动锁紧在滑移轨道上；油缸逐渐缩回时，夹块不工作（松开），实现与油缸的同方向移动。

图2TJG-1000型自锁型液压爬行器工作示意图2.3计算机同步控制系统液压同步滑移施工技术全程采用计算机进行控制。通过数据记录、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。行控制系统组态人机界面行控制系统组态人机界面3施工技术方案3.1网架滑移方案

干煤棚跨度纵向(A〜B轴)116m，横向(1〜8轴)125m。nsl器nsl器l豪la®图4干煤棚网架平面布置图在横向1〜2轴线区域内，依托混凝土立柱，搭设脚手架支撑结构，使用大模板及安全网等制作拼装平台，并在A、B轴线混凝土立柱之间纵向搭设临时钢梁支撑，再在临时钢梁上方通长铺设滑移轨道，滑移轨道设置2条；在1〜2轴线的拼装平台上，首先组装好前端2米宽8轴线外侧悬挑部位、第一根网架(7〜8轴)，共18m宽，组成一个独立的稳定体系，随后在网架四个支座处安装好液压爬行器，连接泵源系统后开始设备调试，确认系统及设备正常后，开始同步启动2条轨道上的4个TJG-1000型自锁型液压爬行器，向8轴方向进行滑移；4台TJG-1000型自锁型液压爬行器，将网架同步顶推滑移，直至向8轴方向滑移16米，离开拼装平台位置，暂停滑移操作；继续在拼装平台位置拼装好下一棉网架(6〜7轴线的网架，16m宽)，并与前端网架按照设计要求连接在一起，同时A、B轴线轨道上的爬行器准备继续顶推拼装好的网架向8轴方向滑移；相同的，按照上述流程，当累积滑移至第3棉网架时，在第3棉网架后端的支座上再安装第二套液压爬行器，以便增加滑移的推动力，同步启动两条轨道上的两套液压爬行器继续向8轴方向顶推滑移网架；按照上述流程重复，当累积滑移至第5棉网架时，在第5棉网架后端的支座上再安装第三套液压爬行器，以增加滑移推动力，而后启动两条轨道上的三套液压爬行器继续向8轴方向同步顶推滑移网架；三套液压爬行器继续同步累积滑移，直至最后一棉网架滑移到位，再将1轴线外侧悬挑部位的网架(2米宽)拼装到位；所有屋面网架滑移到位后，在每个支座处设置千斤顶，顶起屋盖网架一定高度，拆除支座处的滑移轨道及支撑梁，再将屋盖网架的支座落位于每根混凝土柱的支座上，完成整个网架的安装工作。3.2滑移设备配置分析屋面网架累积分段滑移过程中，随着滑移网架棉数的增加，需要的顶推力也逐级增大。所以，首先分析屋面网架在安装工况下的支座反力，得出支座的摩擦力，根据各个支座的摩擦力大小与爬行器的推动力参数，合理配置爬行器数量。滑动摩擦力公式：F=uG式中：□—根据《简明机械手册》中材料的摩擦因素资料，动、静摩擦因数为0.12〜0.15间，考虑杆件的润滑情况，滑移静摩擦因数取0.2；G一滑移网架总重量，由于钢网架的重约为1000t。滑动摩擦力为F=^G=0.2X1000=200t，则每条轨道所需的推进力各为F/2=100t。每台TJG-1000型液压爬行器的额定推力为100t，为保证足够的余量，随着推移网架累积摩擦力的不断加大，逐渐增加爬行器数量。当滑移首棉网架时，共配置2台TJG-1000型液压爬行器（A、B轴线轨道各布置1台）；当累积滑移至第3棉网架时，再在其后支座处续配2台TJG-1000型液压爬行器（A、B轴线轨道各布置1台）；当累积滑移至第5棉网架时，再在其后端续配2台TJG-1000型液压爬行器（A、B轴线轨道各布置1台）。3.3滑移轨道设置及节点构造采用液压顶推滑移屋盖网架结构方案时，需设置专门的滑移轨道，然后将滑移构件放置于滑移轨道上，通过安装在网架受力点上的滑移设备顶推滑移构件，沿轨道由初始拼装平台位置滑移至设计位置就位。根据本工程混凝土结构的特点，滑移轨道共铺设2条，平行布置，分别在A、B轴线处的支撑柱及增设的临时钢梁上方。每条轨道长度116米（1轴线至8轴线及两侧外端悬挑长度），滑移轨道采用43KG/m钢轨，用以提供爬行器的夹持反力点。滑移轨道铺设于A、B轴线处的支撑柱及钢梁上方，在支撑柱顶部设置连接件，保证轨道与支撑柱及钢梁固定牢固。滑移轨道与连接件及滑移钢梁通过压板固定，每间隔1米设置一组压板。轨道压板顶部与轨道上表面间距大于90mm。轨道底部与轨道梁的顶部间要垫实，保证无缝隙。在滑移操作前，先在轨道上表面涂抹黄油。根据本工程中滑移干煤棚网架的自重较大、滑移水平推力较大，选用支座底部增加设置滑靴的滑移方式。此节点选型，可增大滑移过程中传递垂直荷载的面积，减小对滑移轨道的局部压强，增加滑移操作的安全性；因滑动摩擦系数比滚动摩擦系数大，导致滑动过程中摩擦制动力也比较大，这将有利于控制滑移过程中的位移速度。本工程采用液压爬行器顶推网架滑移，设置了专用的顶推滑移作用点。顶推作用点的设计，同时考虑滑移轨道的形式和钢网架的结构形式，并保证其能有效的传递水平摩擦力。根据该结构特点，可在第1、第3及第5根的网架支座处安装爬行器的支座，支座两延长板的间距为120MM，孔中心距轨道上表面距离为410MM，开孔大小为100MM。具体的构造详见下图。延长板］图5滑移设备装配构造图

图6滑移设备装配现场实际图3.4滑移同步控制液压同步滑移施工技术，全程采用计算机进行控制，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。本工程中，将A轴线处的3台液压爬行器并联，并设定为基准点即主令点A，将B轴线处的3台液压爬行器并联并设定为从令点B，以实现同步控制操作的功能。详见下图。液压爬行器TTG-1000渐M'U液压爬行器TTG-1000渐M'U晅被即行器IJG-1000\图7滑移控制点平面布置图通过行程传感检测，获得主油缸的位置信息；通过油压传感检测，获得各顶推点的顶推力信息；通过电机启动信号反馈，获得电机的运行状况；通过电磁阀得电信号反馈，获得阀的工作状态；通过比例阀电流信号反馈，获得液压系统流量即顶推速度。计算机网络系统将上述反馈和控制信号远程、实时、可靠地反映到中央控制室的人机界面上：显示当前系统运行状态和参数（如油缸状态，同步位移，负载油压），记录历史数据和曲线（如推进速度，同步精度，顶推点负载等时间历程曲线）。操作人员将通过点击计算机人机界面：设定运行状态、启动泵源电机、切换控制模式、调整推进速度、暂停推进过程。3.5滑移保护系统（1） 液压爬行器自动采取溢流卸载保护系统根据预先通过计算得到的滑移顶推工况各顶推点的反力值，在计算机同步控制系统中，对每台液压爬行器的最大顶推力进行设定。当遇到顶推力超出设定值时，液压爬行器自动采取溢流卸载，以防止出现顶推点荷载分布严重不均，造成对结构或临时设施的破坏。（2） 自锁保护系统通过液压回路中设置的自锁装置以及机械自锁系统，在液压爬行器停止工作或遇到停电等情况时，能够长时间自动锁紧滑移轨道，确保滑移网架的安全。3.6滑移过程监测滑移过程中为直观地监测滑移的同步性和滑移状态，初始滑移时以5厘米作为最小滑移单位，在轨道上做出标记，并进行编号。滑移过程中随时观测各控制监测点相对轨道上标尺偏差情况，随时准确了解滑移状态，并作好记录。如发现同步偏差较大时，应立即暂停滑移，进行检查、调整，通过对单台爬行器进行点动控制，并分析初始滑移记录数据，详细分析记录数据偏差的原因并在后续滑移施工过程中作相应的调整。如果初始滑移状态良好，滑移轨道标尺的单位可适当加大，以作为整个滑移过程中同步监测的控制依据。4结论本工程中干煤棚网架结构采用超大型构件液压同步顶推滑移技术进行施工，该方法具有如下的优点：与传统的卷扬机钢丝绳牵引不同，在顶推滑移的启动和制动时，不会因为有柔性钢绞线的延伸而使得钢网架出现整体的抖动，且液压爬行器滑移过程的推进力及推进速度完全可测、可控、可调。计算机控制系统，通过传感器检测液压爬行器的推进力及速度，控制各爬行器之间的协调同步，当有意外超载或同步偏差时，系统会及时做出调整并发出报警信号，从而保证滑移过程的安全可靠;液压爬行器顶推滑移时，与牵引滑移方式不同，液压爬行器与待滑移构件间采取刚性连接，该连接方式对于滑移跨度及跨距较大、棉数较多的屋面网架时，其各滑移或顶推点的同步性控制较好，各棉屋面网架的支座就位准确性有保证;液压滑移设备具有体积小、重量轻，可扩展组合、多点推拉，从而分散构件、框架柱、滑移梁的受力荷载；滑移顶推反力由距构件很近的一段轨道提供，因此对整条轨道的基础处理要求低；滑移启动、制动时的加速度极小，框架柱、滑移梁上不会有过大的动荷载，使得滑移临时设施用量降至最小；网架拼装平台区域可借用原有的支撑柱、梁等结构，使得临时设施用量小，占地面积小，有利于施工成本的控制。液压同步顶推滑移技术在南方某大型火电厂干煤棚网架施工中的成功应用与实践，为发电厂、煤矿、港务码头等处大跨度钢网架的施工，提供宝贵的借鉴经验，具有广泛的推广应用价值。参考文献张伯熙.钢结构工程施工技术措施[M].