大跨度鋼網(wǎng)架整體液壓提升施工技術(shù)

張小剛

（中國核工業(yè)第二二建設(shè)有限公司，湖北 宜昌 443101）

1 整體液壓提升施工技術(shù)

大跨度鋼網(wǎng)架整體液壓提升技術(shù)即為“鋼絞線懸掛承重、計算機同步控制、液壓千斤頂集群整體提升”工藝進(jìn)行網(wǎng)架整體連續(xù)提升。其方法是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在地面進(jìn)行整體拼裝；將液壓千斤頂設(shè)置在永久結(jié)構(gòu)上；懸掛鋼絞線的上端與液壓千斤頂固定，下端與提升物用錨具連在一起；利用液壓千斤頂行程重復(fù)夾著鋼絞線向上連續(xù)提升，最終將網(wǎng)架提升到安裝高度。

2 整體液壓提升施工技術(shù)優(yōu)點

2.1 地面網(wǎng)架的整體拼裝，液壓提升設(shè)施設(shè)備的安裝應(yīng)在土建專業(yè)施工達(dá)到柱頂后進(jìn)行，柱強度完全達(dá)到設(shè)計值后，屋頂結(jié)構(gòu)吊裝就位；af在屋面結(jié)構(gòu)就地吊裝的同時，土木工程專業(yè)人員可以立即在屋內(nèi)進(jìn)行設(shè)備基礎(chǔ)和樓板的施工。上述施工組織有利于專業(yè)交叉施工，對土建施工影響不大。

2.2 鋼網(wǎng)架的主要拼裝、焊接、油漆均在地面上進(jìn)行，施工效率高，易于保證施工質(zhì)量。

2.3 鋼網(wǎng)架上的輔助構(gòu)件和懸掛結(jié)構(gòu)可在地面安裝或安裝，減少高空起重作業(yè)，縮短安裝施工周期。

2.4 通過鋼網(wǎng)整體液壓升降，將高空作業(yè)量降至最低。此外，整體液壓提升的絕對時間相對較短，能有效保證安裝周期。

2.5 液壓同步升降設(shè)備及設(shè)施體積小、重量輕、機動性強、易倒裝。

3 整體液壓提升工藝的基本原理

3.1 液壓同步提升

大型液壓同步提升機采用一個穿芯液壓提升機作為提升機，柔性鋼絞線作為承重索具。液壓電梯是一種貫穿式核心結(jié)構(gòu)，以鋼絞線為起重索具，具有安全可靠、承載部件重量輕、運輸安裝方便、無需中間插入等一系列獨特優(yōu)點。

3.2 計算機同步控制技術(shù)

液壓同步升降技術(shù)采用位移傳感器監(jiān)測和計算機控制。通過數(shù)據(jù)反饋和控制命令傳輸，可以實現(xiàn)一定的同步動作、負(fù)載均衡、姿態(tài)校正、操作鎖定、過程顯示和故障報警功能。操作者可通過中央控制室液壓同步計算機控制系統(tǒng)的人機界面，觀察液壓升降過程及相關(guān)數(shù)據(jù)和/或發(fā)出控制指令。

3.3 液壓起重設(shè)備及特點

3.3.1 液壓電梯

液壓電梯為穿芯千斤頂結(jié)構(gòu)，具有以下特點：

（1）通過擴大起重設(shè)備的組合，起重重量、跨度和面積不受限制；

（2）使用柔性索具，只要有合理的支承點，起升高度不受限制；

（3）液壓電梯的錨具有反向運動自鎖性能，使起升過程非常安全，在起升過程中部件能長期可靠地鎖定在任何位置；

（4）液壓電梯由液壓回路驅(qū)動，動作過程中的速度非常小，提升構(gòu)件和提升架結(jié)構(gòu)幾乎沒有附加動載荷；

3.3.2 液壓泵源系統(tǒng)

液壓泵的源系統(tǒng)為電梯提供液壓動力，在各種液壓閥的控制下完成相應(yīng)的動作。在不同的工程中，起重要求的數(shù)量和型號不一樣。為了提高液壓提升設(shè)備的通用性和可靠性，在泵源液壓系統(tǒng)的設(shè)計中采用了模塊化結(jié)構(gòu)。根據(jù)啟閉機的臺數(shù)和泵源的型號配置，可以組合多個模塊，每個模塊以泵源系統(tǒng)為核心，可以獨立控制一組液壓啟閉機，也可以擴展到滿足實際起重工程的需要。

4 施工工藝流程及操作要點

4.1 鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)整體液壓同步提升安裝過程：

4.1.1 土建階段，將鋼桁架安裝在支撐框架柱上，安裝所需預(yù)埋件。

4.1.2 鋼桁架整體安裝在安裝位置正下方的地面上，但桿件不能參與整體吊裝的除外。

4.1.3 將節(jié)點球安裝在柱頂，利用支撐框架柱安裝臨時升降支撐平臺。

4.1.4 在升降平臺上安裝液壓同步升降系統(tǒng)設(shè)備。

4.1.5 混凝土結(jié)構(gòu)柱達(dá)到設(shè)計強度后，安裝液壓舉升專用鋼絞線，將液壓舉升機與舉升點結(jié)構(gòu)連接，安裝專用地錨，預(yù)張鋼絞線。

4.1.6 液壓同步升降系統(tǒng)設(shè)備調(diào)試、預(yù)加載。

4.1.7 鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)采用液壓同步提升系統(tǒng)設(shè)備吊裝，離開地面組裝輪胎骨架，約100mm。吊運過程中設(shè)置空間桁架永久撓度及變形測量點。

4.1.8 測控，利用液壓升降設(shè)備對空中各掛點的姿態(tài)進(jìn)行微調(diào)，為安裝后置桿做好準(zhǔn)備。

4.1.9 經(jīng)微調(diào)，軸線及標(biāo)高達(dá)到施工圖要求，空間桁架密封在空氣中，鋼桁架形成整體。

4.1.10 空液同步提升系統(tǒng)設(shè)備分階段卸載，直至鋼絞線完全放松，使鋼格架整體定位在支撐框架柱上，永久荷載通過球形鉸鏈支撐傳遞到基礎(chǔ)上。

4.1.11 拆除液壓同步提升系統(tǒng)設(shè)備等臨時提升設(shè)施，完成鋼網(wǎng)整體提升安裝。

4.1.12 鋼桁架安裝到位。繼續(xù)調(diào)整和安裝屋頂和墻壁系統(tǒng)。

4.2 提升體系設(shè)計

4.2.1 提升吊點的選定原則及要求

（1）提升吊點首先應(yīng)根據(jù)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的混凝土支撐立柱的分布進(jìn)行設(shè)置，原則上所有混凝土支撐立柱處均可設(shè)置網(wǎng)架提升吊點；但出于經(jīng)濟優(yōu)化考慮，吊點可以適當(dāng)減少；吊點減少的基本原則是減少后“吊點所承受的網(wǎng)架作用力”必須小于“混凝土立柱可承受的最大反力”。

（2）吊點設(shè)置時，應(yīng)依據(jù)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的外形使吊點應(yīng)盡量保持前后、左右對稱，并且吊點的間距應(yīng)盡量保持一致。

（3）吊點位置：吊點離地高度h=1000mm；吊點與混凝土立柱距離a≥500mm,b=1/2柱寬（與混凝土柱中心線重合）。

4.2.2 液壓千斤頂型號的選定原則及要求

（1）液壓千斤頂型號選定的首要原則和要求是：液壓千斤頂?shù)念~定起重能力必須滿足“吊點所承受的網(wǎng)架作用力”，并且安全系數(shù)應(yīng)大于1.4。

（2） 液壓千斤頂?shù)倪x用要遵循安全、輕便、經(jīng)濟的原則。

4.2.3 提升索具型號的選定原則及要求

提升索具采用鋼絞線，鋼絞線作為柔性承重索具，采用高強度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線。根據(jù)工程經(jīng)驗，一般宜采用直徑為 15.24毫米的鋼絞線，破斷力為 26噸/根。

4.2.4 提升平臺的選擇與設(shè)計

（1）首先應(yīng)對提升平臺所承受的網(wǎng)架作用力進(jìn)行計算，根據(jù)計算結(jié)果建立受力分析模型，對提升平臺在網(wǎng)架作用力下的“結(jié)構(gòu)變形”、“結(jié)構(gòu)應(yīng)力比”進(jìn)行計算；提升平臺的“結(jié)構(gòu)變形”應(yīng)在允許范圍之內(nèi)（X、Y、Z三向位移均在 10mm之內(nèi)），最大“結(jié)構(gòu)應(yīng)力比”應(yīng)小于0.8。

（2）基于對提升平臺的受力要求，提升平臺宜采用無縫鋼管鋼制作，材質(zhì)均為Q345，平臺構(gòu)件的對接焊縫應(yīng)按（GB 50661-2011）規(guī)定的Ⅱ級質(zhì)量等級要求。提升梁（箱形梁）組立焊接應(yīng)采用熔透焊縫，焊縫強度不低于材料本身強度。

4.2.5 高空封邊桿件、支座球的確定方法及原則

（1）根據(jù)吊點的位置設(shè)置，確定網(wǎng)架拼裝邊緣與界限，凡是與網(wǎng)架整體提升存在位置沖突的桿件將最終被確定為后裝封邊桿件（一般為“吊點臨時球”與混凝土立柱上“支座球”之間的邊跨桿件）。

（2）支座球一般依據(jù)設(shè)計圖紙上給定位置進(jìn)行安裝，支座球必須在網(wǎng)架提升就位前安裝完成。

5 施工安全的相關(guān)措施

5.1 所有施工人員應(yīng)了解和熟悉施工計劃和過程。施工前必須逐級進(jìn)行安全技術(shù)交底。交底應(yīng)具有高度針對性，并記錄在案，以明確安全責(zé)任。

5.2 現(xiàn)場安全設(shè)施齊全可靠。施工過程中應(yīng)加強安全信息反饋，不斷消除施工過程中的事故隱患，及時反饋安全信息。

5.3 施工區(qū)域應(yīng)設(shè)置警戒區(qū)，并有專人監(jiān)護(hù)。嚴(yán)禁非施工人員進(jìn)入。吊裝時，嚴(yán)禁在吊裝的鋼結(jié)構(gòu)下作業(yè)，嚴(yán)禁任何人進(jìn)入。

5.4 鋼絞線安裝時，應(yīng)在高空安裝和操作臨時平臺，并在地面劃設(shè)安全區(qū)，防止因高空墜物造成人員傷亡。起吊前應(yīng)將現(xiàn)場清理干凈。起吊過程中，應(yīng)派專人觀察地錨、上下吊耳、葫蘆、鋼絞線等的工作情況。如有異常現(xiàn)象，應(yīng)直接通知現(xiàn)場指揮。

5.5 施工過程中，施工人員必須按照施工計劃的操作要求進(jìn)行施工。如需調(diào)整特殊情況，必須通過一定程序保證整個施工過程的安全。

5.6 鋼結(jié)構(gòu)整體液壓同步升降時，注意觀察設(shè)備系統(tǒng)的壓力和負(fù)荷變化，并仔細(xì)記錄。

5.7 在液壓升降過程中，應(yīng)密切注意液壓升降機、液壓泵源系統(tǒng)、計算機同步控制系統(tǒng)、傳感檢測系統(tǒng)等的工作狀態(tài)。

5.8 現(xiàn)場無線電對講機在使用前必須向工程指揮部申報。通訊工具由專人保管，確保信號暢通。

5.9 高空作業(yè)人員在進(jìn)行高空作業(yè)前，必須通過醫(yī)生的檢查。高空作業(yè)時必須系好安全帶。安全帶應(yīng)該高高掛起，低處使用。

6 結(jié)束語

綜上所述，多種大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)吊裝技術(shù)均存在明顯的缺點或者技術(shù)難點，客觀上都存在被改善的需要。而大跨度鋼網(wǎng)架整體液壓提升技術(shù)的出現(xiàn)，由于其先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)點和產(chǎn)生的經(jīng)濟社會效益，使其成為未來主流施工技術(shù)方法。文中整體液壓是目前使用比較廣泛，具有先進(jìn)性的施工技術(shù)，可以有效避免以上問題，提升施工質(zhì)量，縮短施工周期，促進(jìn)工程施工可持續(xù)發(fā)展。