您現在的位置:網站首頁 >>新聞中心
            新聞中心

            大型鋼網架液壓整體提升施工技術

            工程屋面設計為網架結構,網架平面尺寸為84m×138m,支承形式為下弦柱點支承,網格尺寸為4m×4m與3m×3m,廠房屋面網架采用正放四角錐焊接球節點網架形式。網架投影面積約11592m2,下弦球最低點為19m,網架為三層,局部四層、五層,上下弦間距約為3m,平面球間距3m、4m。整體重量約為1200t。

            支撐桁架弦桿與混凝土結構采用埋件連接。

            圖1:網架平面示意圖

            圖2:網架立面示意圖

            二 方案思路

            本工程網架屋蓋結構安裝高度較高,縱橫向跨度較大。結構桿件眾多,自重較大。若采用常規的分件高空散裝方案,需要搭設大量的高空腳手架,不但高空組裝、焊接工作量巨大,且存在較大的質量、安全風險,施工的難度較大,并且對整個工程的施工工期會有很大的影響,方案的技術經濟性指標較差。

            根據項目綜合分析,將網架結構在地面拼裝成整體后,利用“超大型液壓同步提升施工技術”將其一次提升到位,再進行柱頂部分預留后裝桿件的安裝,將大大降低安裝施工難度,并于質量、安全和工期等均有利。

            三 施工方案及技術措施

            3.1 提升施工流程

            圖3:提升示意圖

            表1:提升流程表

            3.2 提升吊點設置

            根據本工程結構特點,總體上按照每隔一個柱子設置一個吊點的原則布置吊點,總共設置了15個提升吊點,平面布置如下圖所示:

            圖4:吊點平面布置圖

            網架提升吊點采用臨時吊點形式,在支座附近添加三根臨時桿件,臨時桿件匯交形成提升吊點。吊點結構形式如下圖所示:

            3.3 提升臨時結構設置

            根據結構特點,在混凝土柱頂設置提升平臺,提升平臺與設置在柱頂的預埋件連接

            提升平臺主要由主肢、綴桿、扁擔梁及提升橫梁組成,材質均為Q345B,各部分截面如下所示:

            3.4 主要技術及設備

            1)主要技術及設備

            ①超大型構件液壓同步提升施工技術;

            ②TL-J-600型液壓提升器;

            ③TL-J-2000型液壓提升器;

            ④TL-HPS-60型液壓泵源系統;

            ⑤TLC-1.3型計算機同步控制及傳感檢測系統。

            2)同步控制系統

            液壓同步提升施工技術采用行程及位移傳感監測和計算機控制,通過數據反饋和控制指令傳遞,可全自動實現同步動作、負載均衡、姿態矯正、受力控制、操作閉鎖、過程顯示和故障報警等多種功能。

            操作人員可在中央控制室通過液壓同步計算機控制系統人機界面進行液壓提升過程及相關數據的觀察和(或)控制指令的發布。

            3)主要液壓設備配置

            本工程所需液壓設備包含液壓提升器、液壓泵站、液壓油管及配套的傳感器,設備平面布置如下圖所示:

            表3:液壓設備配置匯總表

            序號

            名稱

            規格

            型號

            單重(t)

            數量

            1

            液壓提升器

            60噸

            TLJ-600

            0.4

            2

            2

            液壓提升器

            200噸

            TLJ-2000

            1.0

            13

            3

            液壓泵源系統

            60kW

            TL-HPS-60

            2.2

            3

            4

            同步控制系統

             

            TL-CS 11.2

             

            1

            5

            液壓油管

            Ф13

                 

            6

            傳感器

             

            TL-SL

             

            15

            7

            對講機

                   

            3.5 設備安裝

            1)提升器安裝

            提升器鋼絞線外接孔與支承通孔中心對齊,鋼絞線與支承通孔壁不能碰擦。鋼絞線導向架用于提升過程中鋼絞線的疏導,防止鋼絞線纏繞。導向架導出方向以方便裝拆油管、傳感器和不影響鋼絞線自由下墜為原則。

            2)地錨安裝

            上下吊點的垂直偏斜小于1.5°,地錨結構安裝在專用吊具的內部,并與周邊結構留有一定空隙,使地錨可沿圓周方向自由轉動,鋼絞線與孔壁不至碰擦。

            3)鋼絞線安裝操作工藝

            ①鋼絞線須經檢查,無折彎、疤痕和嚴重銹蝕;穿鋼絞線采取由上至下穿法。

            ②用砂輪切割機或割刀將鋼絞線切割成所需的長度。用打磨機將鋼絞線兩頭打磨成錐形,端頭不得有松股現象。

            ③將疏導板安裝于提升平臺下側,調整疏導板孔的位置,使其與提升器各錨孔對齊。

            ④用導管自上而下檢查提升器的安全錨、上錨、中間隔板、下錨、應急錨和疏導板孔,做到上下6層孔對齊。

            ⑤確保單根鋼絞線偏轉角度小于1.5°。

            ⑥一般先穿外圈的小部分,后穿內圈全部,再將剩余外圈穿完。

            ⑦頂開安全錨壓錨板,將鋼絞線從安全錨穿過各個錨環及疏導板。鋼絞線在安全錨上方露出適當長度。每穿好2根鋼絞線后,用夾頭將鋼絞線兩兩夾緊,以免鋼絞線從空中滑落。

            ⑧根據計算配置數量穿好所有鋼絞線,并用上、下錨具鎖緊。

            ⑨每束鋼絞線中短的一根下端用夾頭夾住,以免疏導板從一束鋼絞線上滑脫。用軟繩放下疏導板至下吊點上部,按基準標記調整疏導板的方位。

            ⑩調整地錨孔位置,使其與疏導板的孔對齊。按順序依次將鋼絞線穿入地錨中并理齊,端頭留出大于20cm的長度,用地錨壓錨板鎖緊鋼絞線。

            4)液壓泵站與提升器的油管連接

            檢查液壓泵站、控制系統與液壓提升器編號是否對應,油管連接使主液壓缸伸、縮,錨具液壓缸松、緊是否正確。

            5)控制、動力線的連接

            ①各類傳感器的連接;

            ②液壓泵源系統與液壓提升器之間的控制信號線連接;

            ③液壓泵源系統與計算機同步控制系統之間的連接;

            ④液壓泵源系統與配電箱之間的動力線的連接;

            ⑤計算機控制系統電源線的連接。

            3.6 結構正式提升

            1)提升過程控制要點

            為確保結構單元及結構提升過程的平穩、安全,根據屋蓋網架結構的特性,擬采用“吊點油壓均衡,結構姿態調整,位移同步控制,分級卸載就位”的同步提升和卸載落位控制策略。

            2)同步提升過程

            ①提升分級加載

            通過試提升過程中對網架結構、提升設施、提升設備系統的觀察和監測,確認符合模擬工況計算和設計條件,保證提升過程的安全。

            以計算機仿真計算的各提升吊點反力值為依據,對連網架結構單元進行分級加載(試提升),各吊點處的液壓提升系統伸缸壓力應緩慢分級增加,依次為20%、40%、60%、80%;在確認各部分無異常的情況下,可繼續加載到90%、95%、100%,直至屋蓋網架鋼結構全部脫離拼裝胎架。

            在分級加載過程中,每一步分級加載完畢,均應暫停并檢查如:上吊點、下吊點結構、網架結構等加載前后的變形情況,以及主樓結構的穩定性等情況。一切正常情況下,繼續下一步分級加載。

            ②結構離地檢查

            網架結構單元離開拼裝胎架約100mm后,利用液壓提升系統設備鎖定,空中停留12小時以上作全面檢查(包括吊點結構,承重體系和提升設備等)。各項檢查正常無誤,再進行正式提升。

            ③姿態檢測調整

            用測量儀器檢測各吊點的離地距離,計算出各吊點相對高差。通過液壓提升系統設備調整各吊點高度,使結構達到水平姿態。

            ④整體同步提升

            以調整后的各吊點高度為新的起始位置,復位位移傳感器。在結構整體提升過程中,保持該姿態直至提升到設計標高附近。

            ⑤提升速度

            整體提升施工過程中,影響構件提升速度的因素主要有液壓油管的長度及泵站的配置數量,按照本方案的設備配置,整體提升約度約10米/小時。

            ⑥提升過程的微調

            結構在提升及下降過程中,因為空中姿態調整和桿件對口等需要進行高度微調。在微調開始前,將計算機同步控制系統由自動模式切換成手動模式。根據需要,對整個液壓提升系統中各個吊點的液壓提升器進行同步微動(上升或下降),或者對單臺液壓提升器進行微動調整。微動即點動調整精度可以達到毫米級,完全可以滿足屋蓋網架鋼結構單元安裝的精度需要。

            3)提升就位

            結構提升至設計位置后,暫停;各吊點微調使主網架各層弦桿精確提升到達設計位置;液壓提升系統設備暫停工作,保持結構單元的空中姿態,主網架中部分段各層弦桿與端部分段之間對口焊接固定;安裝斜腹桿后裝分段,使其與兩端已裝分段結構形成整體穩定受力體系。

            液壓提升系統設備同步卸載,至鋼絞線完全松弛;進行屋蓋網架鋼結構的后續高空安裝;拆除液壓提升系統設備及相關臨時措施,完成網架結構單元的整體提升安裝。

            4)卸載

            后裝桿件全部安裝完成后,進行卸載工作。按計算的提升載荷為基準,所有吊點同時下降卸載10%;在此過程中會出現載荷轉移現象,即卸載速度較快的點將載荷轉移到卸載速度較慢的點上,以至個別點超載。因此,需調整泵站頻率,放慢下降速度,密切監控計算機控制系統中的壓力和位移值。萬一某些吊點載荷超過卸載前載荷的10%,或者吊點位移不同步達到10mm,則立即停止其它點卸載,而單獨卸載這些異常點。如此往復,直至鋼絞線徹底松弛。

            3.7 提升過程注意事項

            1)提升間歇過程中的安全措施

            結構安裝高度很高,提升過程中根據工況所需進行空中停留。

            對于本工程,結構安裝高度較高,風荷載對提升吊裝過程有一定影響。為確保結構提升過程的絕對安全,并考慮到高空對精度的要求,鋼結構屋蓋網架在空中停留時,或遇到更大風力影響時,暫停吊裝作業,提升設備鎖緊鋼絞線。

            2)結構就位時調整允許范圍

            液壓提升過程中必須確保上吊點(提升器)和下吊點(地錨)之間連接的鋼絞線垂直,亦即要求上提升平臺和下吊點在初始定位時確保精確。根據提升器內錨具缸與鋼絞線的夾緊方式以及試驗數據,一般將上、下吊點的偏移角度控制在1度以內。

            3)提升設備的保護

            提升設備(包括鋼絞線)在提升作業過程中,如無外界影響,一般不需特別保護(大雪、暴雨等天氣除外),但構件在提升到位暫停,后裝桿件安裝時,應予以適當的保護,主要為承重用的鋼絞線。特別是在焊接作業時,鋼絞線不能作為導體通電,如焊接作業距離鋼絞線較近時,焊接區域鋼絞線可采用橡膠或石棉布予以保護。

            3.8模擬計算分析

            1)計算軟件

            本工程采用通用有限元分析軟件SAP2000。

            2)網架重量取值

            本計算網架提升重量包含網架桿件、節點球、檁條及馬道重量,總重約1100噸。

            3)荷載組合

            本工程驗算結構強度采用:1.4×(恒荷載);驗算變形采用1.0×(恒荷載)。

            4) 網架工況分析

            本工程網架結構提升,共設置15個提升吊點。因提升工況與結構設計使用工況有所不同,需對結構進行提升工況分析,采用SAP2000對結構進行模擬分析,網架單元均采用桁架單元進行模擬,在吊點處進行豎向約束加水平向彈簧約束,彈簧剛度取0.001KN/mm,荷載為結構自重,分項系數取1.4,分析結果如下:

            圖11:網架變形云圖

            圖12:網架應力云圖

            吊點反力表(單位:噸)

            提升點編號

            提升反力值

            1

            79

            2

            88

            3

            97

            4

            99

            5

            88

            6

            42

            7

            21

            8

            56

            9

            60

            10

            47

            11

            136

            12

            87

            13

            95

            14

            88

            15

            79

            小結:同步提升工況下,網架跨中最大下撓約166mm

            5)提升平臺工況分析

            按照最大提升荷載136t進行計算,由單個提升器承受,計算結果如下:

            圖13:應力比圖

            圖14:變形圖

            小結:本類型提升架提升工況下,桿件最大應力比約0.8,端部下撓約5mm,滿足提升要求。

            6)下吊點工況分析

            在網架焊接球節點上增加三根桿件并匯交于一點作為提升下吊點,對下吊點結構采用有限元分析軟件ANSYS12.0進行計算分析,下吊點結構采用同一種規格,即臨時桿件為φ180×12,焊接球為400×20,材質均為Q345,提升荷載為最大為136t,分析結果如下所示:

            圖15:Mise應力云圖

            圖16:Vonmise變形云圖

            由上述計算結果可知,在最大提升反力作用下,略去部分應力集中點,最大應力約260MPa,Q345材質許用應力310MPa,滿足施工要求。

            4 結束語

            目前,大跨度鋼結構運用越來越多,采用地面拼裝,整體提升技術從安全性、經濟性、效率性均比高空散拼具有優勢。本文對大型網架整體提升技術從吊點設置、提升設備選擇、提升控制措施、并結合有限元分析軟件SAP2000對提升過程進行模擬分析。


            上一篇:大跨度(平板)網架液壓頂升施工技術

            下一篇:鋼結構網架加工施工方案

            如果您有任何產品咨詢,您可以通過電話或郵件和我們聯系,我們將熱忱為您服務!
            CopyRight 2016 徐州玖盛發鋼結構有限公司 版權所有.  網站地圖 后臺管理
            日本护士后进式高潮