钢桁架整体提升的设计与施工

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1、危险性较大的分部分项工程安全专项方案编制示范文本之三钢桁架整体液压提升吊装专项施工方案的编制一、概述 钢桁架整体液压提升法是多年来在国内广泛应用于建筑安装施工中的一种大型 构件吊 装方法。这种方法一次安装到位、安装精度高、安全可靠、缩短安装工期，已 成为成熟的施工工 法， 列为建设部开发推广应用的新技术。 采用地面拼装和利用计算 机控制液压同步提升技术多 点高精度整体提升的方法，解决了超重钢桁架的起重和安装施工难题 .该方法结合工程结构形式， 尽量利用原结构作为提升的上、下锚点，既 方便安装、拆卸，又不影响受力；通过分析和计算， 合理选择提升点位，减少桁架提 升引起的变形。 并通过一系列的测量

2、和焊接措施，保证了桁架地 面拼装和提升的精 度，实现了现场拼装高强螺栓的顺利安装。该方法适用于大跨度钢屋盖结构、 高层超 高层钢桁架结构等大型钢结构工程中； 钢结构体型及面积较大，空中组拼难度较大， 层 高较高的钢桁架，如体育场馆、展览中心、影剧院等。钢结构跨度较大，结构刚性 较好，架空较 高的钢桁架构成的支撑、梁、连廊（通廊）等。提升过程中的受力状态 与设计工况受力状态相近， 可确保钢结构在结构面或地面位置拼装， 能减少高处作业， 降低施工安全风险。我省施工安装企业近年来先后在众多个大跨度重型钢桁架结构安装施工中，如： 哈尔滨太平 国际机场飞机库、黑龙江省电视台红宝石演播大厅、长春一汽、黑龙

3、江农 垦大学、呼兰河桥钢结 构管廊等项目成功应用了这一先进技术。取得了施工质量优、 合同履约好、安全无事故的工程业 绩。二、工艺原理1 计算机控制液压同步提升技术采用上海同济大学开发的计算机同步控制、液压 同步提升、 提升油缸集群、柔性钢绞线承重原理。它的适用条件是：占用跨内场地； 安装高度较高；构建吨 位较大；但其限于垂直吊装，不能水平位移。2 计算机控制液压同步提升技术的核心设备采用计算机控制，可以全自动完成同步升降、实 现力和位移控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能，是集机、 电、液、传感器、计算 机和控制技术于一体的现代化先进设备。3 计算机控制液压同步提升系统由钢绞线及提升油

4、缸集群（承重部件） 、液压泵站 （驱动 部件）、传感检测及计算机控制（控制部件）和远程监视系统等几个部分组成。3.1 钢绞线及提升油缸是系统的承重部件，用来承受提升构件的重量。用户可以根 据提升重 量（提升载荷）的大小来配置提升油缸的数量，每个提升吊点中油缸可以并 联使用。3.2 液压泵站是提升系统的动力驱动部分，它的性能及可靠性对整个提升系统稳定 可靠工作 影响最大。在液压系统中，采用比例同步技术，这样可以有效地提高整个系 统的同步调节性能。3.3 传感检测主要用来获得提升油缸的位置信息、载荷信息和整个被提升构件空中 姿态信息， 并将这些信息通过现场实时网络传输给主控计算机。提升油缸数量确定

5、之 后，每台提升油缸上安 装一套位置传感器，传感器可以反映主油缸的位置情况、上下 锚具的松紧情况。通过现场实时网 络，主控计算机可以获取所有提升油缸的当前状态。 根据提升油缸的当前状态，主控计算机综合 用户的控制要求（例如，手动、顺控、自动）可以决定提升油缸的下一步动作。提升系统上升时， 提升油缸的工作流程如下： 首先上锚紧，下锚停，油缸伸缸，张拉钢绞线，将负载通过钢绞线作 用于上锚。当油 缸伸到底以后，下锚紧，油缸缩缸，上锚松，将负载由上锚转换至下锚。油缸缩 缸到 底，上锚紧，下锚停，油缸伸缸，将负载由下锚转换至上锚，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

6、伸缸提升一个油缸行程。 下锚紧，油缸缩缸，上锚松，将负载由上锚转换至下锚。油缸缩缸到底，上锚紧，下 锚停，油缸伸缸，将负载由下锚转换至上锚，开始新的一个行程，通过油缸伸缸将重 物提升；这样通过上下锚具负载的转换，油缸的伸缩，将重物随着油缸的伸缸动作逐 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，同时进行伸缩缸动作等） ，完成结构件的 提升作业。三、关键技术1 提升受力点（上、下锚点）的设计、计算与分析1.1 提升点的选择 ：选取合理的提升点位，尽量选择原结构支撑点作为提升点，对于 网架、桁架 混合结构的大屋盖，提升点要选

7、择桁架部位。施工前要对提升工况下大屋 盖的受力和变形进行仔 细的分析和计算，在不发生大的变形情况下，提升点不宜过多。1.2采用ANSYS程序，输入相关参数（上下锚点构造图），建立计算模型，给定荷载值，准 确地计算出每个提升点位的力。1.3 提升受力点分析计算 ： 多点整体提升同步性控制：拟提升的结构往往面积大、结构体系柔 ,故提升点多，针对这种结构体系，在提升的过程中，必须要保证各提升点 的同步性。为了达到同 步提升的目的，首先进行结构整体提升计算分析，分析每个提 升点的受力，对千斤顶和油泵进行 合理的布置。同时在提升过程中,通过高精度的测量监控,随时进行计算机整体连动调整。1.4 钢桁架整体

8、提升方法： 用钢铰线承重，液压泵站提供动力，千斤顶提升同步控制。在整体提 升的全过程中，对整个系统采用计算机实时控制。计算机控制技术是整体提 升技术的关键环节。 主要分为承载系统、液压系统、远程实时控制系统、传感检测系 统四个系统 四、专项施工方案的 编制、实施要求1 、钢桁架起重吊装工程属于危险性较大的分部分项工程，其专项施工方案应由专业施工单位的技 术负责人组织编制，报总包单位的安全、技术、设备、质量等部门审核合 格后，由总包单位的总 工程师和监理总监审批后方可实施。2、方案实施前，项目技术负责人应向现场管理人员和施工作业人员进行安全技术交底；施工单位 应指定专人对方案实施情况进行现场监督

9、，并按规定进行监测。五、专项施工方案编制的内容由于钢桁架结构形式和造型的不同，施工现场条件的差异，可以说没有一种方案 能通用于任 何钢桁架结构吊装，每一项方案都要有各自的适用范围和支持条件。应根 据钢桁架的结构形式、 重量、几何尺寸、安装高度、跨度等特点，结合现场实际情况 确定工艺方法。本文提供了选用钢桁架整体液压提升工艺方法时，编制施工组织设计 及专项方案所要求的内容（目录） ：1. 编制依据2. 工程概况 2.1结构概况 2.2 结构特点与施工重点3. 施工部署 3.1 施工管理目标3.1.1 安全目标 3.1.2质量目标 3.1.3 工期目标3.2 施工组织机构3.3 进度计划安排3.4

10、 资源配置计划 3.4.1 物资供应计划 3.4.2 现场安装劳动力的配置4. 施工准备 4.1技术准备 4.1.1技术方案编制计划 4.1.2试验计划 4.1.3测量基 准点的交接与测量控制网的建立 4.2材料准备 4.3地面拼装的施工准备 4.4液压提 升的施工准备 4.5高空安装的施工准备 4.6设备、机具、仪器计划5. 钢桁架地面拼装 5.1 钢桁架地面拼装设备的选择与布置 5.1.1 吊装设备的选择5.1.2 吊装设备的布置 5.2桁架的主要安装工艺 5.3钢构件的进场、验收和堆放5.3.1 钢构件运输 5.3.2钢构件的验收 5.3.3构件的配套进场及堆放 5.4钢桁架构 件地面拼

11、装5.4.1地面拼装施工顺序 5.4.2钢桁架现场拼装 5.4.3桁架安装调校6. 钢桁架提升施工 6.1提升方案的选择 6.2提升设备的选择及布置 6.2.1设备选择6.2.2 结构设计及提升有关的关键问题 6.2.3设备布置 6.2.4提升机具安全性能指标 6.3 提升工 装设计 6.3.1提升支撑架设计 6.3.2提升过程中支撑点变形验算 6.3.3提升锚点 及提升机构与桁 架连接的设计6.4桁架整体提升验算6.4.1整体提升过程中桁架变位 验算 6.4.2提升点的提升力 计算 6.5钢桁架的液压提升施工 6.5.1.整体提升技术措施6.5.2 提升施工工艺流程 6.5.3 提升施工原理

12、与工艺 6.5.4提升施工阶段 6.5.5桁架提升 过程示 意 6.5.6 提升过程施工管理措施7. 钢桁架高空安装技术措施7.1.后装段的确定 7.2 桁架高空就位后的总体安装顺序7.3 桁架就位后高空安装阶段变位验算7.4钢桁架高空安装 7.4.1钢桁架高空安装的措施7.4.2 钢桁架高空安装就位 7.4.3钢桁架高空安装节点焊接顺序 7.5 钢结 构安装测量校正 7.5.1钢结构测量控制流程 7.5.2平面轴线位置控制 7.5.3 地面 拼装过程跟踪测量 7.5.4地面拼装完成、上空牛腿施工完成后的测量数据采集 7.6桁架各部分在 高空安装前的测量与控制 7.7 钢桁架合拢焊接时环境温度

13、的选择7.8 安装钢桁架的辅助结构及补漆8. 钢结构焊接施工 8.1焊接施工准备 8.1.1焊接技术交底 8.1.2焊接材料准备8.1.3 焊接机械准备8.1.4焊接质量控制8.2焊接施工工艺8.2.1焊前清理8.2.2定位焊 8.2.3焊 接过程温度控制 8.2.4焊后保温及后热处理 8.2.5焊接工艺流程8.3 焊接施工工艺顺序8.3.1安装焊接工艺顺序的原则8.3.2安装焊接程序一般规 定8.3.3.焊接 顺序 8.4桁架拼装焊接顺序 8.5桁架高空焊接顺序 8.6焊接检验8.6.1 焊缝外观检验 8.6.2焊缝的无损检测 8.6.3不合格焊缝的返修9. 提升施工指挥机构、人员岗位及职责

14、安排10. 提升施工进度安排11. 提升期间特殊处理措施11.1钢桁架试提升及提升期间的测量措施11.2提升线路的 障碍物处 理措施11.3提升期间的结构干涉处理措施11.4提升前的上下锚点结构干 涉处理措施11.5高空 安装焊接时设备的保护措施 11.6防止起升不同步导致的起升点 受力不均的措施 11.7预防钢铰 线焊接导电措施 11.8 现场通讯措施12. 钢结构质量保证体系与措施 12.1 质量保证体系 12.1.1 质量控制体系 12.1.2 质量检 查控制 程序 12.2质量保证措施12.2.1采购物资质量保证12.2.2技术保证12.3质量控制主要依据、环 节及重点 12.3.1质

15、控主要依据 12.3.2质量控制环节 12.3.3质量控制 重点 12.3.4 安装的质量 保证措施 13. 安全施工管理措施 （详见后页） 13.1 起吊提升过程的安全措施 13.2 高处安全 作业措施 13.3安全检测措施 13.4钢桁架提升时的安全围护措施 13.5提升期间 的钢桁架悬停措施 13.6桁架就位后安全措施 13.7现场消防措施 13.8提升设备安 全防护措施 13.9提升期间用电安全保障措施 13.10 突发事件的应急措施预案14. 文明施工 环境保护措施 14.1文明施工措施 14.2环境管理 14.3协调关系，防止施 工扰民15. 技术资料管理六、钢桁架提升的实施1、

16、钢桁架提升工艺流程图（见下页）提卄模拟豉脫TL勺卜部卅|具寸门飢M测蜀搭设提升丁作平合h焜升册绞绫第次主桁架卞眩预应丿J张拉因十 片顶尺寸变化致使 馬部 修改柱顶悬尺寸臂对于斤瓦进行空栽S做载、超热载试验女镂托旧旳十打贝及具他设备显升柱顶的悬臂重新复线衲鮎构验收WTO?人入刘!导小纽用YC20Q戍紧钢农线试捉厂时L件检尙检杳千斤顶梳理钢跟踪测试以卜几道工序一对主桁架有代表性杆件受力前厉的应力情况两组及四组T斤顶同步捉升及整体捉升im|犍升到平均设山标高值二次就位即钢纳构落在钢牛腿t:安装、焊接丄桁架上、下弦连接板焊接主桁架端支座与牛腿连接搭设脚手架安装钢牛腿.及主桁 一 架上、下弦大连接板止式提升肿+设备纽、障烤邯除组，r 结构施工技术组佥验设备、液压、