鋼結(jié)構(gòu)液壓整體同步提升施工技術(shù)研究

陳德龍

摘要：大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)，施工的難度大，不利于鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)安裝的工期控制。在此基礎(chǔ)上，在正下方樓面上，完成鋼結(jié)構(gòu)的分塊拼裝使之成為一個(gè)整體，并把液壓整體同步提升技術(shù)應(yīng)用于其中，使鋼結(jié)構(gòu)整體得以提升，并把計(jì)算機(jī)高科技應(yīng)用于其中 ，實(shí)現(xiàn)同步控制，使液壓系統(tǒng)傳統(tǒng)加速度減小，并以地其實(shí)施有效的控制，提升安裝過程的穩(wěn)定性，其安全性能得到更好的保障。

Abstract： The large-span space steel structure is difficult to construct and is unfavorable for the construction period control of the steel structure field installation. Based on the method， the steel structure is integral lifted in place by adopting the hydraulic integral synchronous lifting technology after the steel structure is divided into a whole on the lower floor surface， the whole lifting of the steel structure is realized， the computer synchronous control is adopted in the lifting process， the transmission acceleration of the hydraulic system is small and controllable， and the stability and safety of the whole installation process can be effectively ensured.

關(guān)鍵詞：大跨度；鋼結(jié)構(gòu)；整體提升；穩(wěn)定性

Key words： large-span；steel structure；integral lifting；stability

中圖分類號(hào)：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）31-0135-02

0 引言

受經(jīng)濟(jì)和文化建設(shè)需求不斷擴(kuò)大的影響，人們的品味發(fā)生巨大的變化，對(duì)建筑欣賞鑒別力顯著提升。在這種背景下，大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)得以發(fā)揮，由于形式具有多樣化的特點(diǎn)，加之造型優(yōu)美典雅，具有良好的經(jīng)濟(jì)性能，成為設(shè)計(jì)師們的新寵[1]。隨著大跨度空產(chǎn)結(jié)構(gòu)的普及，大型公共建筑屋蓋結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用，機(jī)場(chǎng)建筑、會(huì)展中心、體育場(chǎng)館等建筑的屋蓋都應(yīng)用了鋼結(jié)構(gòu)[2]。大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工的新特點(diǎn)，給大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工帶來(lái)了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。把分件高空散裝的方法應(yīng)用于工程之中，這種方法高空組裝與焊接的工作量較大，吊裝要求較高，而現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)械設(shè)備難以滿足需求，加之需要大量的高空組拼胎架，所進(jìn)行的搭設(shè)高度大，質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)與安全隱患較大[3]。加大了施工的難度，這鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)安裝十分不利，工期控制受到影響而延遲[4]。本工法是對(duì)天津數(shù)字電視大廈二期工程的成功施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)形成，將鋼結(jié)構(gòu)在正下方樓面上分塊拼裝成整體后，為了使其達(dá)到整體提升的目標(biāo)，采用了 “大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)液壓整體同步提升施工工法”并取得了良好的效果，使安裝施工的難度下降的同時(shí)，質(zhì)量和安全性能得到保障，工期和施工成本得到較好的控制。

1 工藝原理

如果施工空間較小，以及跨度較大、高度較高的情況下，鋼構(gòu)件采用地面拼裝的方式，可以應(yīng)用“大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)液壓整體同步提升施工技術(shù)”，可以使整體得以提升。這種技術(shù)的提升機(jī)具應(yīng)用的是穿芯式結(jié)構(gòu)液壓提升器，所采用的索具是柔性鋼絞線，使鋼結(jié)構(gòu)整體同步提升，但要注意的是提升的過程是復(fù)雜的，要與水準(zhǔn)儀相配合，并發(fā)展出經(jīng)緯儀監(jiān)測(cè)的功能，提升點(diǎn)的位移、標(biāo)高，明確受力情況，如果發(fā)現(xiàn)有水平偏移的情況發(fā)生，或者兩個(gè)提升點(diǎn)不同步的問題，需要在計(jì)算機(jī)的作用下，完成對(duì)系統(tǒng)的調(diào)整。

2 施工流程

地面散件拼裝→液壓提升設(shè)備安裝→設(shè)備的檢查及調(diào)試→同步吊點(diǎn)設(shè)置→提升分級(jí)加載→結(jié)構(gòu)離地檢查→姿態(tài)檢測(cè)調(diào)整→整體同步提升→提升過程的微調(diào)→提升就位→拆除設(shè)備

3 操作要點(diǎn)

3.1 地面散件拼裝

在實(shí)施地面拼裝之前，需要進(jìn)行驗(yàn)收工作，保證進(jìn)場(chǎng)的鋼構(gòu)件質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，在構(gòu)件上確定安裝標(biāo)高，位置線要明確，在此基礎(chǔ)上，鋼構(gòu)件在地面的拼裝位置要確定下來(lái)。而對(duì)桁架進(jìn)行地面拼裝操作時(shí)，要把拼裝臺(tái)設(shè)在每個(gè)接口處，底座如果采用的是箱梁和工字梁，可以更好的保證拼裝精度。采用不同厚度的鋼板，將其放置到鋼梁之上。拼裝臺(tái)作為重要場(chǎng)地，要采用高精度的儀器進(jìn)行超平和放線操作，使支架更具穩(wěn)定性，在進(jìn)行拼裝操作時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)變形的問題。

在拼裝鋼桁架時(shí)，要注意的是弦桿分為上下弦兩種，在操作時(shí)要由下至上的進(jìn)行，按照從中間到兩側(cè)順序，才能使拼裝順利的進(jìn)行。兩榀桁架拼裝完畢后，立刻安裝桁架間的連系桿，穩(wěn)定的整體得以形成。桁架拼裝的技術(shù)性較強(qiáng)，當(dāng)天所拼裝的構(gòu)件必須形成穩(wěn)定體系。當(dāng)桁架拼裝完成后，需要擰上高強(qiáng)螺栓，并進(jìn)行焊接操作，焊接要按順序進(jìn)行，先焊桁架主弦桿，在此工作完成后，進(jìn)行腹桿焊接操作，焊接前測(cè)量桁架矢高，確保桁架與勁性柱牛腿矢高相同無(wú)偏差。

3.2 液壓提升設(shè)備安裝

3.2.1 提升上下吊點(diǎn)安裝

根據(jù)結(jié)構(gòu)形式，上吊點(diǎn)可將鋼骨柱內(nèi)的型鋼加長(zhǎng)約2m，在柱頂設(shè)置懸挑提升牛腿，牛腿上放置液壓提升器，下吊點(diǎn)可采用吊具焊接在桁架的上弦桿件上。

3.2.2 導(dǎo)向架制作及安裝

液壓提升器在工作時(shí)，需要完成提升和下降的操作，在頂部要預(yù)留出鋼絞線，以5至6米為宜，如果鋼絞線超過此長(zhǎng)度，在進(jìn)行提升和下降操作時(shí)，鋼絞線的運(yùn)行及液壓提升器天錨以及上錨的鎖定將會(huì)受到影響，同時(shí)還會(huì)影響打開功能。由此可知配置導(dǎo)向架的重要性，是液壓提升器不可缺少的配件，其功能是使頂部預(yù)留鋼絞線過多的情況下，使之導(dǎo)出更加順暢，能夠沿著提升平臺(tái)完成向后和向下的疏導(dǎo)操作。

在液壓提升器的上方安裝導(dǎo)向架，在方便安裝油管的前提條件下確定導(dǎo)向架的導(dǎo)出方向，利于傳感器的安裝，而且不會(huì)對(duì)鋼絞線自由下墜造成不利影響。導(dǎo)向架棟梁與天錨的距離要控制在1.5至2米的距離，要偏離液壓提升器中心，但其范圍要控制在5至10厘米為宜，在現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)，可以充分利用角鋼及腳手架，使臨時(shí)制作得以完成。

3.2.3 專用地錨的安裝

為了使液壓提升器能夠正常工作，需要為其配置地錨結(jié)構(gòu)，該設(shè)施是專用的，從安裝的位置來(lái)看，處于提升下吊點(diǎn)的專用吊具之內(nèi)，要注意的是在地錨安裝時(shí)，與正上方的液壓提升器采用的是垂直對(duì)應(yīng)同心安裝的方式，另外提升吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)同樣采取這種安裝方式。

3.2.4 鋼絞線的安裝

對(duì)穿鋼絞線的方法有著詳細(xì)的規(guī)定，所應(yīng)用的是由下至上的穿法，每束鋼絞線底部要盡量持平，在鋼絞線穿好后，在夾頭和錨片的作用下，其上端被固定。液壓提升器鋼絞的安裝完成后，正下方有對(duì)應(yīng)的下吊點(diǎn)地錨結(jié)構(gòu)，把鋼絞線速下端穿入其中，需要進(jìn)行調(diào)整使之達(dá)到最佳狀態(tài)，并予以鎖定。在每臺(tái)液壓提升器的頂部都要預(yù)留鋼絞線，在對(duì)其向預(yù)定方向疏導(dǎo)時(shí)沿著導(dǎo)向架進(jìn)行。

3.3 提升分級(jí)加載

試提升是極為重要的環(huán)節(jié)，需要鋼結(jié)構(gòu)、提升設(shè)施、提升設(shè)備系統(tǒng)的共同參與才能完成，同時(shí)還要對(duì)其進(jìn)行觀察和監(jiān)測(cè)，確認(rèn)是否與模擬工況計(jì)算的要求相符，是否滿足設(shè)計(jì)條件，使提升過程的安全性得以保障。

實(shí)際操作的依據(jù)是計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算時(shí)，所獲取的各提升吊點(diǎn)反力值，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)單元采取分級(jí)加載的做法，使吊點(diǎn)處液壓提升系統(tǒng)伸缸壓力不斷增加，其狀態(tài)較為緩慢并且分級(jí)增加，其數(shù)據(jù)依次為20%、40%、60%、80%。如果各部分并無(wú)異常情況出現(xiàn)，加載要繼續(xù)進(jìn)行，可以達(dá)到90%、95%，甚至可以加載到100%。

分級(jí)加載的過程要嚴(yán)謹(jǐn)，每完成一步加載后，都要暫停操作，對(duì)其進(jìn)檢查，確定上下吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)沒有問題，掌握鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)過加載操作后是否出現(xiàn)變形的問題，同時(shí)還要對(duì)主樓穩(wěn)定性情況加以界定，經(jīng)過嚴(yán)格的檢查后確認(rèn)無(wú)問題出現(xiàn)，下一步分期加載才能進(jìn)行。

分級(jí)加載繼續(xù)進(jìn)行，當(dāng)進(jìn)行到鋼結(jié)構(gòu)離開拼裝胎架時(shí)有出現(xiàn)各點(diǎn)不同時(shí)離地的情況，在此情況下，需要控制降低的速度，使之降低，就各點(diǎn)離地的情況予以觀察，如果有需要，可以進(jìn)行“單點(diǎn)動(dòng)”提升操作，鋼結(jié)構(gòu)離地時(shí)，要保障平穩(wěn)性，各點(diǎn)處于同步狀態(tài)。

3.4 整體同步提升

經(jīng)過嚴(yán)格的檢查后確定情況正常，則要進(jìn)行整體同步提升桁架的操作。提升過程要遵循相關(guān)規(guī)定，與水準(zhǔn)儀相配合，經(jīng)緯儀的監(jiān)測(cè)作用要發(fā)揮出來(lái)，掌握各提升點(diǎn)的位移情況，監(jiān)測(cè)標(biāo)高和受力情況，如果經(jīng)過這兩種儀器的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)水平偏移不同步，以及兩個(gè)提升點(diǎn)沒有同時(shí)進(jìn)行，則需要利用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)揮作用，對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。抄平作業(yè)是不可缺少的重要環(huán)節(jié)，每提升5米即要進(jìn)行一次，誤差要控制在10毫米以內(nèi)，否則需要進(jìn)行單機(jī)高度作業(yè)。對(duì)桁架提升有較高的要求，必須要處于同一平面之上。

3.5 提升就位

在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)實(shí)施提升操作時(shí)，如果達(dá)到設(shè)計(jì)位置，則要停止操作。并對(duì)各吊點(diǎn)實(shí)施微調(diào)，提高主桁架各層弦桿的精確度，使其處于設(shè)計(jì)位置之上，對(duì)其進(jìn)行鎖緊靜止操作，在此環(huán)節(jié)液壓提升系統(tǒng)暫停工作，使鋼結(jié)構(gòu)單元處于空中姿態(tài)，另外還要注意的是在此環(huán)節(jié)對(duì)主桁架的要求，分分段的各層弦桿與端部分段之間采取對(duì)口焊接的做法，使之被固定下來(lái)，在安裝斜腹桿后，對(duì)其實(shí)施分段操作，與兩端已裝分段結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，整體穩(wěn)定受力體系得以完成。

3.6 拆除系統(tǒng)

液壓提升系統(tǒng)設(shè)備在制裁時(shí)要同步進(jìn)行，使鋼絞線處于完全松馳狀態(tài)；鋼結(jié)構(gòu)的后續(xù)高空安裝繼續(xù)進(jìn)行；進(jìn)行拆除操作，液壓提升系統(tǒng)設(shè)備和相關(guān)設(shè)施都要予以拆除，使鋼結(jié)構(gòu)單元整體提升安裝得以順利完成。

4 結(jié)語(yǔ)

本技術(shù)適用于機(jī)場(chǎng)大廳、會(huì)展中心、體育場(chǎng)館、展覽館等大跨度、大荷載、大空間的鋼結(jié)構(gòu)施工。尤其是空間較為狹小的情況下采用本方法能夠達(dá)到較好的效果，室內(nèi)大噸位鋼構(gòu)件提升時(shí)采用此方法極為有利。在提升的過程中，計(jì)算機(jī)發(fā)揮出重要作用，使同步控制得以實(shí)現(xiàn)。從液壓系統(tǒng)傳動(dòng)加速度的情況來(lái)看，小而具有可控性，不但保證了安裝系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且具有較高的安全性。由于液壓同步提升設(shè)備和設(shè)施的體積較小，重量較輕，具有較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)能力，為倒運(yùn)和安裝創(chuàng)造了便利條件。

參考文獻(xiàn)：

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