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1、双塔连体钢结构整体提升工法江苏省苏中建设集团股份有限公司江苏省苏中建设集团股份有限公司 石家庄分公司石家庄分公司 杨本荣杨本荣 吉吉 祥祥前前 言言石家庄中华商务广场工程建筑面积71000m2， 地下三层，地上二十五层，建筑总高度103米，结 构形式为框架剪力墙结构。该工程主体结构由地 上五层郡房的城市商业广场和郡楼上对称的20层 双塔楼商业主楼组成。中间以四层钢结构空中连 体相连，构成类似“凯旋门”形式的建筑。该工程20以上中间连体部分为钢结构连体，与 连体结构相连部位为型钢混凝土梁柱。双塔连体 钢结构长25.2m，宽24.6m，实高18.5m，重量310 吨。安装高度96.9m。1 1、特
2、点：、特点：1.1 将空中连体钢结构移到地面组装整体 桁架，提升到空中安装就位；1.2 省去搭设高空脚手架施工，节省了资 金，减少了安全隐患；1.3在低空组装施工便于测量和安装质量 控制，质量保障可靠；1.4缩短工期、降低成本。2 2、应用范围、应用范围本工法适用于高耸建筑物之间的单层或 多层钢结构联体结构安装。3 3、工艺原理、工艺原理3.1 3.1 提升原理提升原理桁架的提升采取液压同步整体提升技术进 行提升。液压同步整体提升系统由集群油缸系 统，泵站系统，钢绞线承重系统，传感器检测 系统和计算机控制系统五部分组成。3.1.1 3.1.1 集群油缸系统集群油缸系统集群油缸系统作为整个提升工
3、作的执行机构 。根据整个大桁架的重量布置吊点及各吊点的油 缸数量。液压油缸采用穿心式结构，额定提升能 力为40吨。液压油缸有上下锚锚具油缸及提升主 油缸。通过上下锚锚具油缸的伸缩来控制锚具的 松紧，上锚具随主油缸一起运动。 集群油缸系统通过计算机控制系统对所有油 缸的动作统一控制，统一指挥，动作一致（同时 进行锚具的松紧，同时进行油缸伸缩动作等）， 完成结构构件的提升作业。3.1.2 3.1.2 泵站系统泵站系统泵站系统作为整个液压同步整体提升系统的 动力源，向油缸提供工作动力。通过泵站上各种 控制阀的动作切换，控制油缸的伸缩及锚具的松 紧动作。3.1.3 3.1.3 钢绞线承重系统钢绞线承重
4、系统提升油缸通过钢绞线，油缸的上下锚具同提 升结构件相连接。每个40T油缸使用六根1860钢 绞线。本工程使用的钢绞线为低松弛预应力钢绞 线，每根钢绞线的破断承载能力为26T。3.1.4 3.1.4 传感器检测系统传感器检测系统传感器检测系统检测油缸的位置，油压及 各吊点高差等信号，将这些信号传送至计算机 控制系统，作为计算机控制系统决策的依据。3.1.5 3.1.5 计算机控制系统计算机控制系统作为液压同步整体提升系统核心的计算机控制 系统，通过计算机网络，收集各种传感器信号， 进行分析处理，发出相关指令，对泵站及油缸动 作进行控制，确保提升工作的同步进行。计算机控制系统设置有手动，顺控及自
5、动三 种工作模式，以适应不同工况的需求。在手动状 态，系统能够实现对某个或部分油缸的单独操作 ，以便对结构构件进行姿态调整等动作。3.2 联体钢结构桁架加工尺寸缩短30mm，即 在联体桁架与两端塔楼之间留置30mm空隙，便 于桁架提升。3.3 顶部两塔分别设置牛腿，作为提升千斤 顶的支座，承担桁架提升过程中全部重量。3.4 空中行走期间的稳固：采用钢丝绳和手 拉葫芦应对。提升示意图4 4、工艺流程和操作要点、工艺流程和操作要点4.1 4.1 工艺流程工艺流程准备工作：准备工作：联体结构构件制作安装编制提升 方案起吊点受力状态验算设备进场校验确 定设备布置方案人员培训交底核定牛腿支承 点加固联体
6、结构构件验收提升工艺流程：提升工艺流程：安装支承牛腿安装千斤顶穿钢绞线控 制系统安装预紧钢绞线试提升提升就位 焊接拆除提升装置。4.2 4.2 操作要点操作要点4.2.1 用塔吊吊装两端主桁架牛腿，安装到位 并校正。在牛腿上分别焊接好支撑千斤顶的支座 。并吊装千斤顶就位。牛腿示意图4.2.2 用塔吊配合将钢绞线穿入千斤顶，下锚 点结点的安装与加固。并在牛腿处搭设防护架， 以保证监测人员的安全。4.2.3 电控线、油路的接通与调试，油 缸适当走几个空行程。然后预紧钢绞线。4.2.4 试提升一米后，空中悬挂静置24 小时，测量结构构件的变形情况，查看有无 异常。起吊前和起吊后分别用经纬仪和水平 仪
7、检查联体构件的整体垂直度和整体平面弯 曲偏差情况，偏差值不得超过本工法7.1的规 定限值。4.5通过集群千斤顶协同循环往复动作正式 提升就位：首先上锚紧，下锚停，油缸伸缸，张拉钢 绞线，将负荷通过钢绞线作用于上锚；当油缸伸到底以后，下锚紧，油缸缩缸， 上锚松，将负荷由上锚转换至下锚；油缸缩缸到底，上锚紧，下锚停，油缸伸 缸，将负荷由下锚转换至上锚，并且通过油缸 伸缸将重物提升；当油缸伸到底，一个行程结束，提升重物 也随油缸伸缸提升一个油缸行程；下锚紧，油缸缩缸，上锚松，将负荷由上 锚转换至下锚；油缸缩缸到底，上锚紧，下锚停，油缸伸 缸，将负荷由下锚转换至下锚，开始一个新的 行程，通过油缸伸缩将
8、重物提升；这样通过上下锚具负荷的转换，油缸的伸 缩，将重物通过油缸的伸缩动作逐步提升至规 定高度。集群油缸系统通过计算机控制系统对所有 油缸的动作统一控制，统一指挥，动作一致（ 同时进行锚具的松紧，同时进行油缸伸缩动作 等），完成结构件的提升作业。千 斤 顶 工 作 中准备提升准备提升提提 升升 中中提升就位提升就位4.6由于考虑提升需要预留30mm间隙，焊缝较 宽，采用堆焊与主杵桁架牛腿焊接，UT探伤。堆焊完成堆焊完成5 机具设备：泵站2台、启动柜2套、40吨千斤顶18台（2 台备用）、控制箱2只、主控柜一台、压力传感 器4台、锚具、电缆、油管、对讲机、钢绞线、 手拉葫芦、经纬仪、水平仪、钢
9、尺、电焊机。LSD40型千斤顶技术性能参数1公称 升力400KN6穿心孔 直 径104 2额定 油压21MPa7整机 质量Kg 3提升 活塞面积1.91441 0-2m28外 形 尺 寸包括 吊环300323 17174回程 活塞面积1.13101 0-2m2取下 吊环 300323 11105行程300mm915MPa 油泵数据及参数主泵公称 流 量37.0L/min辅泵公称 流 量15.0L/min主泵额定 压 力31.5Mpa辅泵额 定 压 力5.0Mpa主泵电机 功 率15.0KW辅泵电 机 功 率4.0KW油箱有效 容 积240.0L工作环境 温 度0。C40。C提升平台上放置设备外
10、形尺寸名 称长 度（ mm）宽 度（ mm）高 度（ mm）重 量（ kg）操作台1200800140050启动柜600400160070油 泵1200700100010006 6、劳动力组织、劳动力组织总指挥1人，总工1人，电控员2人，液压 维护2人，吊点监测巡视人员8人，安全工程师 1人，电焊工10人。7 7、质量标准及控制要求、质量标准及控制要求7.1 7.1 质量标准质量标准执行钢结构工程施工质量验收规范GB50205- 2001所有焊工必须持证上岗作业，焊缝按规范要 求全数进行外观检查和探伤检查。 焊接前和焊接后分别检查联体构件的整体垂直 度和整体平面弯曲偏差情况：整体垂直度和整体平
11、面弯曲的允许偏差整体垂直度和整体平面弯曲的允许偏差( (mm)mm)7.2 7.2 质量注意点：质量注意点：7.2.1 严格交底，所有人员必须了解自己的工 作内容和异常情况的处置方法。7.2.2 制定各类可能发生情况的预案。7.2.3 堆焊作业至连接合笼前，应等先前焊接 的焊缝完全冷却，避免温度变形过大引起焊缝拉 裂。7.2.4 严格按程序操作，巡视人员必须精力集 中，严禁构件在提升过程中磕碰塔体结构，发现 问题立即发出停车指令。8 8、安全措施：、安全措施：8.1 所有施工人员均经专业培训合格。进入施 工现场必须带好安全帽，高空作业必须系好安全 带、穿防滑鞋。操作过程中的小型工具、螺栓等 小
12、型配件严禁在空中抛掷，必须放入工具袋中。8.2 安装千斤顶的牛腿及其支承构件和联体桁 架的提升吊点均经过专业工程师进行受力验算， 满足承载要求。8.3 指挥联络信号必须明确通畅。所有人员必 须服从总指挥的统一指挥，发现问题立即汇报。8.4 在各个提升点千斤顶周围用架子管搭成平 台并配好护栏、防护网等，以保证人员的安全和 方便管路的连接。8.5 选择天气状况晴好的时间进行提升作业， 如在提升过程中遇雷电、下雨、5级以上大风天气 时，应采用相应的停止作业并使用揽风绳等方法 做临时锚固。8.6 异常情况紧急报警：在每个吊点设置有紧 急停机按钮，一旦出现异常情况可以实现全系统 停机。8.7 施工现场设
13、置警戒标志，提升期间严禁非 操作人员未经许可进入作业现场，现场内用电线路 、设备、动口全部设置防护并立牌警示。8.8 各专业工种（起重工、电焊工、电工、指 挥、架子工、测量员、塔吊司机等）均必须严格执 行本工种安全操作规程。8.9 所有设备在提升前均要进行保养、检查， 千斤顶要经过保养清洗并经压力试验方可使用，提 升前总指挥、总工、安全员协同对整个提升系统进 行全面检查，确认无误后方可进行提升操作。8.10 钢绞线使用前要专人进行检查鉴定，确保 无断丝和损伤。9 9、应用实例及效益分析、应用实例及效益分析石家庄中华商务广场工程建筑面积 71000m2，地下三层，地上二十五层，建筑总 高度103
14、米，双塔联体结构，东西两塔间距 25.2米，两塔楼之间在20层以上为钢结构桁架 联体，联体部分钢结构桁架长25.2米，宽24.6 米，实际高度18.5米，重量310吨。在群楼屋 顶组装，安装就位高度94.9米，实际提升距离 62米。效益分析：效益分析：如果采用常规方案施工需要搭设脚手架耗用 钢管400吨以上，按河北定额，约85万元，同时 ，由于自重增加又需要进一步加固结构，采用整 体提升技术提升成本按1000元一吨计算，仅需31 万元，直接节省成本54万元。另一方面也减小了 搭设大量脚手架的安全风险和大批钢管进场占用 场地对正常施工的影响，同时节省了搭设脚手架 工期约25天。由于在低处组装施工测量方便可靠 ，误差减小，施工精度和质量更为可靠。社会效 益尤为显著。再见二二OOOO五年十二月五年十二月
