1、液压提升安装技术在大跨度钢结构工程施工中的应用摘要：介绍大跨度钢结构单元在钢结构安装施工中，由于采用常规机械设备无法满足安装施工作业,为加快施工进度、节约施工成本、保证安装质量，在安装施工中选用提升新技术。该技术所使用的设备体积小、重量轻、易于实现安装，但其提升设备所产生的提升力足够满足不同重量级及形状的钢结构安装单元。本论文主要介绍公司成功完成在国内外有特点的几项大跨度钢结构工程利用提升施工技术,进而说明该技术在施工过程中的优势及应用。 关键词：大跨度钢构件地面定位拼装单元、提升设备的选择及控制、提升器的安装布设、提升单元就位。 中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号： 1.液压施
2、工的发展简述 近年来，随着建筑业市场的不断发展，人们注重环保、节约用地呼声越来越强。框架格构式大跨度钢结构也不断显现更奇特的设计造型。当然安装将是钢结构施工过程中的一个重要环节，同时也是一个难点，对于同一个工程很可能有几种安装方法供选择，往往人们由于安装方法的选择不当造成人力、物力、财力及机械的更大浪费。 现介绍一种钢结构安装提升技术供各位参考学习。该技术是利用液压提升器通过计算机控制将地面拼装单元整体提升就位的技术，经过十多年的发展，在提升油缸、液压泵站和计算机控制系统方面都有了长足的进步。相比其它结构安装技术，计算机控制整体提升技术具有如下优点：提升的结构重量重，可达数万吨；提升结构的尺寸
3、、面积和体积大；提升高度高，可达数百米；计算机控制，自动化程度高；安全、操作可靠，降低施工风险；缩短施工周期，降低施工的费用。 尤其对于具有框架混凝土高层中庭连廊钢结构的安装，通常设计地下室、施工现场作业范围狭小，塔吊性能无法满足，起升高度过高，回转半径过大，构件吨位过大，因此不宜采用大型吊车或采取搭设满堂红脚手架进行安装施工。这种情况下考虑到地理环境位置的局限性及考虑到施工成本等几方面因素，首选液压千斤顶提升方法最适宜。下面以新加坡 A380 飞机库中庭屋顶钢结构工程为例进行说明。 2.液压提升施工需要掌握的关键环节 针对液压提升法的特殊性在施工过程中需要掌握以下几个关键性环节，具体以新加坡
4、 A380 飞机库屋面工程为例进行各环节的说明： 2.1.工程概况 A380 飞机库屋顶钢管结构长度*宽度*高度=100m*92.5m*6.5m 如此大的面积，没有任何支撑立柱，而且重量达到 1600t（包括天车单元） ，故无法使用常规的吊车来完成施工，如此单元安装我公司采用液压提升法整体完成安装作业，这样我们只需在地面进行单体拼装成整体框体结构，然后利用液压提升进行垂直提升就位安装。提升的高度达到 30m。 本工程屋面重量较大，单榀桁架重量大，跨度更大，安装标高较高，施工若选用高空组拼式安装方法需要在中庭范围内由地面到 35 米高空搭设“满堂红”脚手架；工作量大，工期长，工作效率低，此方法不
5、可取。当然若采用地面拼装后再整体提升的方法：是先将散件在地面胎架上进行单元拼装，难度相对空中散拼装大大降低，最后整体提升到设计标高，具有工作量小，工期短，工作效率高等特点。经过分析比较，决定采用整体提升的安装方法进行施工，具见下图 1 所示。 图 1 新加坡 A380 飞机库屋顶 2.2.工程施工流程及质量控制流程 2.3地面的定位组对及拼装 对于较大型的钢桁架结构首先在加工厂要求出厂前进行必要的预拼装，这样可以验证制作的质量，减少施工现场的组装难度。 构件送货到现场后按照图纸进行核对尺寸，确认构件制作符合施工图要求后针对施工方案的要求进行确定位置地面组装。桁架地面拼装完毕后需要进行整体尺寸的
6、检测核对，确认无误后安排按照施工工艺要求进行节点的栓焊作业及所有节点栓焊的检测工作。 2.4.提升器牛腿的设计布设、安装 提升器牛腿的布设是根据结构整体特点情况确定的，而牛腿的形状及尺寸需要一套严谨的计算书做依据。首先最关键的问题是对于连接牛腿的结构部位必须进行层状及节点检测，这样方能满足牛腿提升的先决条件。其次对于牛腿的安装节点必须严格检测，决不能掉以轻心。按照结构实际特点布设提升共 16 点位，根据荷载分布在每个点位设计提升器。根据中厅屋顶的特点以及重量分布，我们采用的牛腿形式是利用被提升桁架结构本身的一部分作为提升牛腿的方案，这种方案的优点是：不用另做提升牛腿，省时、省力、省料、提高了安
7、装效率，降低安装成本。 2.5.提升设备的选择及控制 2.5.1.提升施工工艺流程 2.5.1.1、钢结构总体施工工艺了解 A 了解钢结构的施工工艺 B 了解总体方案情况 C 了解现场情况 2.5.1.2.提升体系的设计与布置 A 提升吊点的布置 B 提升油缸的选择与布置 C 提升平台梁的设计 D 提升地锚支架的设计 E 液压系统的选择与布置 F 计算机控制系统的选择与布置 2.5.1.3.提升设备的检测试验与准备 A 提升油缸的准备 B 液压泵站的准备 C 计算机控制系统的准备 D 提升设备的运输与存储 2.5.1.4.提升设备的安装 A 提升油缸的安装 B 钢绞线与地锚的安装 C 液压系统
8、安装 D 计算机控制系统的安装 2.5.1.5.提升设备的调试 A 液压系统调试 B 提升油缸调试 C 计算机控制系统的调试 D 调试过程中的注意事项 2.5.1.6.提升系统试验 A 加载的目的 B 加载试验方法 C 分析评估 (7） 、提升前的检查 A 提升设备检查 B 提升结构检查 C 各种应急措施与预案的检查 D 检查总结与商定试提升日期 2.5.1.7.试提升 A 试提升前的准备与检查 B 试提升加载 C 试提升 D 空中停滞 E 试提升总结 2.5.1.8.正式提升 A 正式提升前设备的检查 B 正式提升前结构的检查 C 正式提升前天气等环境的检查 D 各种预案与应急措施的检查 E
9、 提升过程监控措施的检查 F 正式提升 G 提升到位后结构的锁定及相关 安全准备工作的落实 2.5.1.9.设备拆除 A 设备拆除过程中的注意事项 B 设备拆除 2.5.1.10.计算机控制系统的选择与布置 计算机控制系统的选择原则，针对本工程，计算机控制系统应该具备如下功能：控制能力强;提升吊点区域广，共布置 16 个提升吊点；提升油缸多，需要控制 16 台提升油缸;传感器检测手段齐全;不仅需要检测提升吊点的位置信号，还需要检测提升油缸的状态信号;安全性、可靠性高;具备完善的应急保护措施和自检能力; 2.5.3.提升油缸的选择与布置 2.5.3.1.提升油缸的选择原则 A 提升油缸的提升能力
10、储备系数大于 1.3； B 钢绞线安全系数大于 3； C 提升油缸数量满足提升平台与钢结构本体连接要求； D 提升油缸在多项工程中得以应用，并且实践证明是可靠的。 2.5.3.2.提升油缸型号的选择 根据现有的设备能力，计划在本工程中使用 70 吨 12 台及 120t 两台总计 4 台提升油缸。 2.5.4.液压系统的选择与布置 2.5.4.1.液压泵站的选择原则 A、作为提升油缸进行提升作业的驱动设备，液压泵站的选择原则如下： B 满足提升油缸驱动数量的要求； C 满足提升速度的要求； D 满足提升过程中同步调节性能的要求； E 满足控制模式额要求。 2.5.4.2.液压泵站的选择 根据上
11、述原则，并结合本工程提升油缸的布置，共准备 2 台液压泵站，流量为 40L/min，两侧主结构上各布置 1 台。该规格的泵站为双泵、单比例阀和双路液压泵站，两路既能够独立使用，也能够合并使用。根据上述液压泵站配置，提升速度可达 35 米/小时。 2.5.5.提升过程的监控设备 报警保护与显示功能：便于操作与监控完备的应急措施见下： （1）停电对策；（2）超差、超载停机； （3）误操作保护； （4）电缆断线保护；（5）电磁干扰； （6）强制紧停。 2.6.提升过程的控制要点 2.6.1.提升前准备 A、泵站动作检查。 B、油缸动作检查。C、钢绞线预紧。 D、根据记录设定主控柜初始化文件。 E、通
12、讯系统检查。F、紧停系统检查。 2.6.2.提升过程检查 2.6.3.提升过程的同步性控制 提升过程的同步性控制是提升作业的关键环节，这一点贯彻提升的整个过程。提升过程要求安全、匀速、平稳，各提升点位指令一致统一，绝不能出现高低不平超差现象，由于超差严重时结构重心将发生偏移，导致受力点位荷载发生变化，最终影响提升作业安全可靠性能。 桁架提升脱离支撑点位 200300mm 时需要进行暂停作业，安排进行整体结构的数据检测评估。具体检查的项目包括：结构的起拱变化，结构不平度调整修正，提升上、下锚点检查，提升器电路、油路的检查等等。 2.6.4.整体结构提升就位 在进行整体单元结构检测合格后安排提升作
13、业，结构牛腿安装焊接完成后，逐点手动控制每点油缸上升或下降，直至所有负载完全承受在结构牛腿上。 3.结语 从目前的建筑业发展施工市场来看，今后的建筑构想很大程度是的以大跨度钢结构为主导思想，因此作为大跨度钢结构工程的提升安装的施工技术无疑是一个选择的方法，目的是想将这种技术方法介绍给大家，希望对于类似工程施工有所帮助及借鉴，减少不必要的弯路。 参考文献: 1. 钢结构设计与计算机械工业出版社 2003 年 8 月第一版； 2.焊接手册 （手工焊接与切割）第三版机械工业出版社 2003 年4 月； 3、 钢结构设计规范GB 50017-2003 北京 中华人民建设部发布2003 年 12 月； 4、 钢结构工程施工验收规范GB50205-2001 北京 中华人民共和国质量监督检验总局发布 2002 年 3 月； 5、 钢结构工程施工规范GB507552012 中华人民共和国住房和城乡建设部与 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布 2012 年 8 月 01实施
