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1、超大型构件液压同步提升施工工法1.前 言南安市位于闽南地区是海西高速发展一支重要城市，也是全国有名的石材、陶瓷、通讯器材、消防器材等知名品牌的故乡，拥有会展中心地标性建筑做为展示魅力南安平台尤为重要。福建成功国际会展中心工程1#、2#、3#馆为一体的单位工程，地下一层、地上两层，总建筑面积58654m2,纵向总长度为363m 、横向最大长度约100m, 2#、3#展馆部分建筑高度为21m、1#馆建筑高度为34m.屋面钢结构采用桁架形式。该工程我公司做为施工总承包单位，屋面钢结构安装也是我公司主项资质。由于该项目做为一项公共建筑、地方标志性建筑，也是泉州市政府的重点工程，为此结构设计安全等级高、
2、施工质量要求高。鉴于该工程质量的重要性、施工难度大等特点在我司派有相关经验的高级工程师组成的管理团队进行攻坚克难，技术创新的理念形成桁架吊装方案（主桁架分成三个大段，其中两端段桁架用汽车吊逐个安装、中间段采用双榀钢桁架整体液压同步提升技术。并将该吊装方案通过专家组进行论证分析确保施工安全得到保障，施工质量达到优良标准。2.工法特点(1) 钢结构主要的拼装、焊接及油漆等工作在地面的拼装胎架上进行，可用塔吊进行散件吊装，施工效率高，施工质量易于保证；(2) 钢结构的施工作业集中在地面上，对其它专业的施工影响较小，且能够多作业面平行施工，有利于项目总工期控制；(3) 通过钢结构的整体吊装，将高空作业
3、量降至最少，加之液压提升作业绝对时间较短，能够有效保证钢结构安装的总体工期；(4) 液压提升设备设施体积、重量较小，机动能力强，倒运和安装方便，不因场地而受到限制；(5) 整体提升、后装杆件安装及整体落位过程中，钢结构提升单元可利用液压提升系统设备长时间在空中精确悬停，并在提升过程中构件保持平稳的提升姿态，同步控制精度高有利于施工时实施操作；(6) 提升上吊点等主要临时结构利用永久结构设置，加之液压同步提升动荷载极小的优点，可以使提升临时设施用量降至最小，且省去大型吊机的作业，有利于施工成本控制。(7) 液压提升器通过液压回路驱动，动作过程中加速度极小，对被提升设备及提升框架结构几乎无附加动荷
4、载（振动和冲击）。3.适用范围适合在工业厂房、房屋建筑、大型公共建筑、仓储等钢结构屋面工程。4.工艺原理采用液压提升器作为提升机具，柔性钢绞线作为承重索具。液压提升器为穿芯式结构，以钢绞线作为提升索具，有着安全、可靠、承重件自身重量轻、运输安装方便、中间不必镶接等一系列独特优点。液压提升器两端的楔型锚具具有单向自锁作用。当锚具工作（紧）时，会自动锁紧钢绞线；锚具不工作（松）时，放开钢绞线，钢绞线可上下活动。液压提升过程见图所示，一个流程为液压提升器一个行程。当液压提升器周期重复动作时，被提升重物则一步步向上移动。4.1液压提升原理5.工艺流程及操作要点5.1 工艺流程“双榀桁架整体提升”施工工
5、艺如下：导向架制作及安装专用地锚安装液压设备安装提升平台安装及桁架加固吊点设置安装控制动力线安装液压管路安装钢绞线安装结构离地检查姿态检测调整提升分级加载双榀桁架验收设备同步卸载、拆除提升就位提升过程微调整体同步提升 “双榀桁架整体提升+滑移”施工工艺如下：钢绞线安装导向架制作及安装液压设备安装(含水平方向提升器安装)提升平台安装及桁架加固吊点设置安装控制动力线安装液压管路安装钢绞线安装姿态检测调整结构离地检查提升分级加载双榀桁架验收设备同步卸载、拆除提升就位（含双榀桁架整体滑移）提升过程微调双榀桁架整体同步提升注：整体提升:将提升单元桁架拼装在其正投影的下方地面上拼装为整体；(2) 整体提升
6、+滑移：将提升单元在其正投影的下方偏移3000mm的地面上拼装为整体；在每榀桁架断开处下弦杆设置一个吊点，共4组提升吊点，利用提升梁设置提升平台（上吊点）；(3) 在提升平台上安装液压提升系统，包括液压泵源系统、液压提升器、传感器以及钢绞线等；(4) 在已拼装完成的桁架提升单元对应上吊点的位置安装吊具（下吊点）结构；(5) 调试液压同步提升系统，并对钢绞线进行张拉，使得钢绞线均匀受力；5.2操作要点5.2.1 提升平台设置及桁架加固根据工程的结构特点、结合液压同步提升吊点设计原则，主要从安全性、稳定性、对设计的影响程度以及制作、安装提升吊点临时措施方便的角度出发，同时考虑尽量减小临时措施用量利
7、用桁架结构预装部分上弦杆设置提升平台（材料规格详见安全计算书）。图5.2.1 -1 液压提升上吊点模型图5.2.1 -2 液压提升+滑移上吊点模型临时加固杆图5.2.1 -3 桁架提升加固设置平台现在制作：图5.2.1 -4 液压提升平台焊接图5.2.1 -5 塔吊配合对液压提升平台安装5.2.2 液压提升设备安装提升器系统本工程选用的液压提升器的型号为YS-SJ-45型，其额定提升重量为45t。共计4台。提升器外形尺寸为：2401200mm，重0.185吨；每台YS-SJ-45型液压提升器标准配置3根钢绞线，额定提升能力为45t。钢绞线作为柔性承重索具，采用高强度低松弛预应力钢绞线，抗拉强度
8、为1860MPa，单根直径为17.80mm，破断拉力不小于36t。桁架结构提升单榀设置2组吊点，每个吊点设置1台液压提升器。单个吊点的提升最大反力值为19t。每台YS-SJ-45型液压提升器穿2根钢绞线。单根钢绞线的最小安全系数为：362/19 =3.8 2.5，满足使用要求。提升地锚及吊具采用配合设计和试验的规格。 图5.2.2-1 YS-SJ型液压提升器滑移动系统滑移装置及工作原理和液压提升器类似，只是减少了地锚装置，并将滑移装置水平放置与滑移轨道上设置的反力点固定。在平台上设置导轨，并将垂直方向及水平方向提升器底部设置滑块置于轨道中。在滑移过程中可在轨道内涂抹润滑油，使得滑移过程更加平稳
9、。垂直及水平方向提升器的连接采用专用工具锚固定连接反支点滑移方向图5.2.2-2 滑移装置原理泵源系统桁架单元提升共设置2台YS-PP-15型液压泵源系统，置于地面吊点附近位置。泵源系统外形尺寸为：1.21.11.73m，重1.5吨；每台泵源系统45米范围内需提供15KW电源（电缆要求10平方以上，配电箱空开不小于50安培）；图5.2.2-3 YS-PP-15型液压泵源系统泵源系统及提升器需配合人员和吊机进行安装。提升器加固液压提升器利用塔吊直接安装在提升平台上，安装到位后，利用临时固定板固定，临时固定板形式如下所示：提升器临时固定板详图提升专用锚环固定板详图注：提升器及专用锚环固定板技术要求
10、：(1) 先按图纸制作好固定板（每台提升器4块），A、B面用打磨机打磨光滑，使之能卡住提升器底座；(2) 将固定板紧靠提升器底座，C面同下部结构焊接，焊接时不得接触提升器底座；(3) 地锚固定板技术要求同提升器。图9 临时固定板现场使用图片电气同步控制系统电气同步控制系统由动力控制系统、功率驱动系统、传感检测系统和计算机控制系统等组成。电气控制系统主要完成以下两个控制功能：集群提升器作业时的动作协调控制。无论是提升器主油缸，还是上、下锚具油缸，在提升工作中都必须在计算机的控制下协调动作，为同步提升创造条件；各点之间的同步控制是通过调节液压系统的流量来控制提升器的运行速度，保持被提升构件的各点同
11、步运行，以保持其空中姿态。液压同步提升施工技术采用行程及位移传感监测和计算机控制，通过数据反馈和控制指令传递，可全自动实现同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能。操作人员可在中央控制室通过液压同步计算机控制系统人机界面进行液压提升过程及相关数据的观察和（或）控制指令的发布。电源最少按2台液压泵源系统同时使用，单台液压泵源系统需要15kW电容量，配置不小于10mm2的单根五芯电缆线。提升过程中需要安装单位将相应的二级电源配电箱提供到液压泵源系统附近45米范围内。现场提升电源从总盘箱拉设专用线路，以确保提升作业过程中，以上专用电源的不间断供电。5.2.3 导
12、向架制作及安装在液压提升器提升或下降过程中，其顶部必须预留长出的钢绞线，如果预留的钢绞线过多，对于提升或下降过程中钢绞线的运行及液压提升器天锚、上锚的锁定及打开有较大影响。所以每台液压提升器必须事先配置好导向架，方便其顶部预留过多钢绞线的导出顺畅。多余的钢绞线可沿提升平台自由向后、向下疏导。导向架安装于液压提升器上方，导向架的导出方向以方便安装油管、传感器和不影响钢绞线自由下坠为原则。导向架横梁离天锚高约1.52米，偏离液压提升器中心510cm为宜。具体可在现场用角钢或脚手管架临时制作。尺寸见图。导向架尺寸图图5.2.3 液压提升装置及导向架安装完成5.2.4 专用地锚的安装每一台液压提升器对
13、应一套专用地锚结构。地锚结构安装在提升下吊点专用吊具的内部，要求每套地锚与其正上方的液压提升器、提升吊点结构开孔垂直对应、同心安装。5.2.5 钢绞线的安装穿钢绞线采取由下至上穿法（暂定），即从液压提升器底部穿入至顶部穿出。应尽量使每束钢绞线底部持平，穿好的钢绞线上端通过夹头和锚片固定。待液压提升器钢绞线安装完毕后，再将钢绞线束的下端穿入正下方对应的下吊点地锚结构内，调整好后锁定。每台液压提升器顶部预留的钢绞线应沿导向架朝预定方向疏导。5.2.6 液压管路连接(1) 连接油管时，油管接头内的组合垫圈应取出，对应管接头或对接头上应有O形圈；(2) 应先接低位置油管，防止油管中的油倒流出来。液压泵
14、源系统与液压提升器间油管要一一对应，逐根连接；(3) 依照方案制定的并联或串连方式连接油管，确保正确，接完后进行全面复查。5.2.7 控制、动力线的连接(1) 各类传感器的连接；(2) 液压泵源系统与液压提升器之间的控制信号线连接；(3) 液压泵源系统与计算机同步控制系统之间的连接；(4) 液压泵源系统与配电箱之间的动力线的连接；(5) 计算机控制系统电源线的连接。5.2.8 提升吊点提升吊点的具体布置原则如下：(1) 对结构的影响最小；(2) 主结构的加固措施量少；(3) 尽量靠近主结构，以减少提升临时措施用量；根据屋面钢桁架的柱网平面布置特点及提升工艺的要求，每榀桁架布置2组吊点，每组吊点
15、布置1台YS-SJ-45型液压提升器，每个提升单元共计4台。提升吊点的具体示意图：图5.2.8-3-1 2#馆液压同步提升吊点布置图（黑色圆点为提升吊点）图5.2.8-3-2 3#馆液压同步提升吊点布置图（黑色圆点为提升吊点）注：2#馆第1、3、4、5组提升单元采用“整体提升”的施工工艺安装。第2、4组提升单元由于吊点正下方有混凝土结构，需要采用“整体提升+滑移”的施工工艺安装。3#提升思路与2#相同，即8、9、10、12组提升单元采用“整体提升”的施工工艺安装；第7、11组提升单元需要采用“整体提升+滑移”的施工工艺安装。图5.2.8-4.1 提升立面布置 图5.2.8-4.2 提升下吊点 图5.2.8-4.3 临时吊具图5.2.9 双榀桁架验收图5.2.9-1 液压提升原位双榀桁架现场组装焊接图5.2.9-2 桁架准备提升前的桁架验收5.2.10 提升分
