屋顶整体提升技术方案

第九章屋顶网架钢结构整体提升技术方案

一、屋面桁架提升方法介绍

屋面网架整体提升部分钢结构重量约为1000t，跨距85m，提升高度为17.5m，具体详见附图9-1屋面网架提升示意图。

1、计算机控制液压同步提升技术

（1）计算机控制液压同步提升技术简介

A．计算机控制液压同步提升技术为确保屋面钢结构的安全施工提供了保障，它采用柔性钢绞线承重、提升油缸集群、计算机控制、液压同步提升原理，结合现代化施工工艺，将构件在地面拼装后，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。

B．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。

（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）和传感检测及计算机控制（控制部件）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（提升荷载）的大小来配置油缸的数量，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100吨、40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9-2所示。钢绞线采用高强度低松弛预应力钢绞线，公称直径为15.2mm ,抗拉强度为1860N/mm,破坏拉力为260.7KN，伸长率在1％时的最小荷载221.5KN，每米重量1.1Kg。钢绞线符合国际标准ASTMA416-87a，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、荷载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和构件姿态信息决定整个系统的同步调节量。

（3）同步提升控制原理及动作过程

A．同步提升控制原理

主控计算机除了控制所有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。附图9-3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他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应出来。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检测每个提升吊点的荷载变化情况。如果提升吊点的荷载有异常的突变，则计算机会自动停机，并报警示意。

B．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）可以决定油缸的下一步动作。提升系统上升、下降时，提升油缸的工作流程见附图9-4。2．提升吊点总体布置

根据屋面钢结构本身的结构特点，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屋盖系统的支座处。三个区域共布置22个提升吊点，提升点编号见附图9-5。

3．提升油缸的布置

在提升吊点确定后，确定各提升吊点的提升能力，并以此为确定提升油缸型号和数量的依据。运用SAP2000结构计算软件，为提升状态的屋盖系统建立整体模型，选择适当的荷载，如结构自重等屋盖恒荷载，计算得出各提升点所需的提升点反力布置提升油缸。布置提升油缸考虑以下原则：

在自重作用下的柱顶支座反力

选择100吨、40吨常用提升油缸

根据桁架与柱的连接对称布置，尽量减小提升柱子的偏心受压。

考虑1.5倍提升储备系数

4．液压泵站的布置

根据各提升吊点的油缸种类和数量，以及屋架的提升速度来布置液压泵站。液压泵站的布置应遵循以下原则：

泵站提供的动力应能保证足够的提升速度

就近布置，缩短油管管路

提高泵站的利用效率

5．计算机控制系统的布置

（1）传感器的布置

激光测距仪：在每个提升吊点处，选择适当的位置，安装1台激光测距仪：激光测距仪的目标靶子安装在被提升结构上，随着被提升结构的提升，激光测距仪的测量距离越来越短；

压力传感器：在每个提升吊点的油缸中，选择一个油缸安装压力传感器；压力传感器安装在油缸的大腔侧，由于同一提升吊点的所有油缸的进油口并联，压力相同，所有一个油缸的压力就代表同一提升吊点的压力；

锚具及油缸位置传感器：在每个油缸的上下锚具油缸上各安装一只锚具传感器，在主缸上安装一只油缸位置传感器；

将各种传感器同各自的通讯模块连接。

（2）现场实时网络控制系统的连接

地面布置一台计算机控制柜，从计算机控制柜引出比例阀通讯线、电磁阀通讯线、油缸信号通讯线、激光信号通讯线、工作电源线；

通过比例阀通讯线、电磁阀通讯线将所有泵站联网；

通过油缸信号线将所有油缸信号盒通讯模块联网；

通过激光信号通讯线将所有激光通讯信号通讯模块、A/D通讯模块联网；

通过电源线将所有的模块电源线连接。

（3）系统布置

当完成传感器的安装和现场实时网络控制系统的连接后，计算机控制系统的布置就完成，见附图9-6。

6．提升吊点同步控制的措施

（1）提升油缸动作同步

现场网络控制系统根据油缸位置信号和锚具信号，确定所有油缸的状态，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，决定提升油缸的下一步动作。当主控计算机决定提升油缸的下一步动作后，向所有液压泵站发出同一动作指令，控制相应的电磁阀统一动作，实现所有提升油缸的动作一致，同时锚具动作、同时升缸、缩缸或同时停止。

（2）提升吊点位置同步

在每个提升吊点处，各安装一台激光测距仪，用于测量各提升吊点的高度。

在提升过程中，设定某一点为主令点，其余各点为跟随点。根据用户希望的提升速度设