大型超高钢结构整体提升技术DOC

大型超高钢结构整体提升技术

1、工程概况

本工程两塔楼之间在标高74.64m位置有一咖啡连廊，连廊上顶标高为86.07m，总高度11.43m，宽度9.2m，总长度为33. 6m，钢结构部分总重164吨，其中主体桁架部分66吨，在21层位置贯穿两塔楼。

连廊的主要受力部位为由上下弦组成的主体桁架，桁架长30.560m、宽9.2m、高3.6m，桁架主梁与次梁之间由大六角头M20高强螺栓连接，两塔楼间四根型钢混凝土柱（型钢尺寸：700×400×16×30）外伸焊制牛腿，H型桁架主钢梁与牛腿腹板用M20高强螺栓连接，翼板焊接连接。钢梁和钢柱的工字型截面采用埋弧自动焊，主钢架梁柱上连接板和柱脚底板采用手工电弧焊。在75.14m 位置桁架下弦为500×400×20×12H型焊制钢梁，两榀桁架下弦由500×250×16×12H型焊制钢梁连接；在78.74m位置桁架上弦为500×400×20×12H型焊制钢梁，两榀桁架上弦由500×250×16×12H型焊制钢梁连接；两榀桁架上下弦之间由300×300×20矩形方钢腹杆连接。

根据工程的具体实际情况，经多方论证，确定本工程钢结构部分的总的施工思路为：场外加工，场内拼装，桁架部分整体吊装，一次成活；围护部分散吊散拼。即30.56m长桁架主钢梁分成两段在场外加工制作完毕后，运至现场，在两塔楼之间30m高裙房顶位置搭设拼装平台，将连廊的桁架主梁、次梁、腹杆、加

劲板、压型钢板施工完毕后，运用计算机控制液压同步提升技术，采用四组液压千斤顶，整体提升，一次成活。之后作为连廊围护结构施工的操作平台，围护结构安装，塔吊配合施工。

2、整体提升原理

2.1概况

本工程钢结构连廊的施工由于安装高度高，精度要求高，外伸牛腿与桁架上下弦杆之间每端仅有20的设计余量，如果使用传统的搭设支架和使用塔吊吊装的施工方法，从施工成本、工期、安全性、施工质量等方面都受到较大的限制。因此经多方论证，本工程中的钢结构主体桁架部分施工采用整体吊装的施工方法，即将整个钢结构桁架各构件在拼装平台上拼装完毕后（包括压型钢板的施工），采用计算机控制液压同步提升技术进行整体吊装，然后进行桁架与牛腿间的连接。整体吊装将会降低施工成本、缩短工期、提高施工安全性。根据钢结构桁架本身的结构特点，提升点的布置要和结构的刚度分布相一致，同时也要保证提升状态的结构受力情况和实际使用状态的结构受力情况基本吻合。故提升点的位置选在钢结构联廊的支座处，提升地锚距上弦端部500总共布置4个提升吊点提升地锚见后附图。提升天锚设置在标高85.94m位置处的外伸牛腿上，其中心线与提升地锚的中心线在同一条垂线上。提升吊点确定后，确定各提升吊点的提升力，并以此为确定提升油缸型号和数量的依据。根据钢结构桁架的重量，每点的受力约20吨，故在每个提升吊点各布置一台50吨的提升油缸。提升油缸的利用系数为0.4。在联廊的两端23层平台上各布置一台液压泵站、在 B塔楼23层平台设置计算机控制系统一套。

2.2计算机控制液压同步提升技术

2.2.1计算机控制液压同步提升技术简介

计算机控制液压同步提升技术是一项新颖的构件提升安装施工技术，它采用柔性钢绞线承重、提升油缸集群、计算机控制、液压同步提升新原理，结合现代化施工工艺，将成千上万吨的构件在地面拼装后，整体提升到预定位置安装就位，

实现大吨位、大跨度、大面积的超大型构件超高空整体同步提升。

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。

计算机控制液压同步提升技术具有以下特点：

（1）通过提升设备扩展组合，提升重量、跨度、面积不受限制；

（2）采用柔性索具承重，只要有合理的承重吊点，提升高度与提升幅度不受限制；

（3）提升油缸锚具具有逆向运动自锁性，使提升过程十分安全，并且构件可在提升过程中的任意位置长期可靠锁定；

（4）提升系统具有毫米级的微调功能，能实现空中垂直精确定位，设备体积小，自重轻，承载能力大，特别适宜于在狭小空间或室内进行大吨位构件提升；（5）设备自动化程度高，操作方便灵活，安全性好，可靠性高，适应面广，通用性强。

2.2.2系统组成

计算机控制液压同步提升系统由钢绞线及提升油缸集群（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。

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。本工程采用的提升油缸有350吨、200吨两种规格，均为穿芯式结构。穿芯式提升油缸的结构示意图如图1所示。钢绞线采用高强度低松弛预应力钢绞线，公称直径为15.24mm，抗拉强度为1860N/mm，破断拉力为260.7KN，伸长率在1％时的最小载荷221.5KN，每米重量为1.1Kg。钢绞线符合国际标准ASTM A416－87a，其抗拉强度、几何尺寸和表面质量都得到严格保证。

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。

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。这样主控计算机可以根据当前网络传来的油缸位置信息决定提升油缸的下一步动作，同时，主控计算机也可以根据网络传来的提升载荷信息和构件姿态信息决定整个系统的同步调节量。

2.3同步提升控制原理及动作过程

2.3.1同步提升控制原理

主控计算机除了控制所有提升油缸的统一动作之外，还必须保证各个提升吊点的位置同步。在提升体系中，设定主令提升吊点，其它提升吊点均以主令吊点的位置作为参考来进行调节，因而，都是跟随提升吊点。图2是提升系统同步控制方框图。

主令提升吊点决定整个提升系统的提升速度，操作人员可以根据泵站的流量分配和其它因素来设定提升速度。根据现有的提升系统设计，最大提升速度不大于6米/小时。主令提升速度的设定是通过比例液压系统中的比例阀来实现的。

在提升系统中，每个提升吊点下面均布置一台激光测距仪，这样，在提升过程中这些激光测距仪可以随时测量当前的构件高度，并通过现场实时网络传送给主控计算机。每个跟随提升吊点与主令提升吊点的跟随情况可以用激光测距仪测量的高度差反映出来。主控计算机可以根据跟随提升吊点当前的高度差，依照一定的控制算法，来决定相应比例阀的控制量大小，从而，实现每一跟随提升吊点与主令提升吊点的位置同步。

为了提高构件的安全性，在每个提升吊点都布置了油压传感器，主控计算机可以通过现场实时网络监测每个提升吊点的载荷变化情况。如果提升吊点的载荷有异常的突变，则计算机会自动停机，并报警示意。

2.3.2提升动作原理

提升油缸数量确定之后，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见图3，提升系统下降时，提升油缸的工作