鋼結(jié)構(gòu)整體提升施工技術(shù)應(yīng)用實例分析

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時間：2009-12-22 20:26:15 [收藏]


    　　石家莊中華商務(wù)廣場工程建筑面積71000m2,地下三層,地上二十五層,建筑總高度103米,結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)雙塔聯(lián)體結(jié)構(gòu),東西兩塔間距25.2米,兩塔樓之間在20層以上為鋼結(jié)構(gòu)桁架聯(lián)體,與連體結(jié)構(gòu)相連部位為型鋼混凝土梁柱。連體部位鋼結(jié)構(gòu)長25.2m,寬24.6m,實高18.5m,重量310噸。安裝高度96.9m。施工過程中根據(jù)現(xiàn)場條件,采用了鋼結(jié)構(gòu)集群千斤頂整體提升技術(shù),在群房屋頂進行桁架的鋼結(jié)構(gòu)安裝,完成桁架的整體安裝后用集群千斤頂整體提升至20至25層,進行空中就位,省去搭設(shè)高空腳手架施工,節(jié)省了資金,減少了安全隱患;在低空組裝施工便于測 量和安裝質(zhì)量控制,質(zhì)量保障可靠;大量縮短工期、降低成本。取得了良好的社會經(jīng)濟效益。

    　　工藝原理
    　　1、提升原理。桁架的提升采取液壓同步整體提升技術(shù)進行提升。液壓同步整體提升系統(tǒng)由集群油缸系統(tǒng),泵站系統(tǒng),鋼絞線承重系統(tǒng),傳感器檢測系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)五部分組成。
    　　集群油缸系統(tǒng):集群油缸系統(tǒng)作為整個提升工作的執(zhí)行機構(gòu)。根據(jù)整個大桁架的重量布置吊點及各吊點的油缸數(shù)量。液壓油缸采用穿心式結(jié)構(gòu),額定提升能力為40噸。液壓油缸有上下錨錨具油缸及提升主油缸。通過上下錨錨具油缸的伸縮來控制錨具的松緊,上錨具隨主油缸一起運動。
    　　集群油缸系統(tǒng)通過計算機控制系統(tǒng)對所有油缸的動作統(tǒng)一控制,統(tǒng)一指揮,動作一致(同時進行錨具的松緊,同時進行油缸伸縮動作等),完成結(jié)構(gòu)構(gòu)件的提升作業(yè)。
    　　泵站系統(tǒng):泵站系統(tǒng)作為整個液壓同步整體提升系統(tǒng)的動力源,向油缸提供工作動力。通過泵站上各種控制閥的動作切換,控制油缸的伸縮及錨具的松緊動作。
    　　鋼絞線承重系統(tǒng):提升油缸通過鋼絞線,油缸的上下錨具同提升結(jié)構(gòu)件相連接。每個40T油缸使用六根1860鋼絞線。本工程使用的鋼絞線為低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線,每根鋼絞線的破斷承載能力為26T。
    　　傳感器檢測系統(tǒng):傳感器檢測系統(tǒng)檢測油缸的位置,油壓及各吊點高差等信號,將這些信號傳送至計算機控制系統(tǒng),作為計算機控制系統(tǒng)決策的依據(jù)。
    　　計算機控制系統(tǒng):作為液壓同步整體提升系統(tǒng)核心的計算機控制系統(tǒng),通過計算機網(wǎng)絡(luò),收集各種傳感器信號,進行分析處理,發(fā)出相關(guān)指令,對泵站及油缸動作進行控制,確保提升工作的同步進行。
    　　計算機控制系統(tǒng)設(shè)置有手動,順控及自動三種工作模式,以適應(yīng)不同工況的需求。在手動狀態(tài),系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對某個或部分油缸的單獨操作,以便對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行姿態(tài)調(diào)整等動作。

    　　2、聯(lián)體鋼結(jié)構(gòu)桁架加工尺寸縮短30mm,即在聯(lián)體桁架與兩端塔樓之間留置30mm空隙,便于桁架提升。

    　　3、頂部兩塔分別設(shè)置牛腿,作為提升千斤頂?shù)闹ё?承擔(dān)桁架提升過程中全部重量。

    　　4、空中行走期間的穩(wěn)固:采用鋼絲繩和手拉葫蘆應(yīng)對。

    　　工藝流程和操作要點
    　　工藝流程:施工準備→安裝支承牛腿→安裝千斤頂→穿鋼絞線→控制系統(tǒng)安裝→預(yù)緊鋼絞線→試提升→提升就位→焊接→拆除提升裝置。

    　　操作要點：
    　　施工準備:聯(lián)體結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作安裝、編制提升方案、起吊點受力狀態(tài)驗算、設(shè)備進場校驗、確定設(shè)備布置方案、人員培訓(xùn)交底、核定牛腿支承點加固聯(lián)體結(jié)構(gòu)構(gòu)件驗收。
    　　安裝支承牛腿:用塔吊吊裝兩端主桁架牛腿,安裝到位并校正。在牛腿上分別焊接好支撐千斤頂?shù)闹ё?br /> 　　安裝千斤頂:用塔吊吊裝千斤頂就位。
    　　穿鋼絞線:用塔吊配合將鋼絞線穿入千斤頂,下錨點結(jié)點的安裝與加固。并在牛腿處搭設(shè)防護架,以保證監(jiān)測人員的安全。
    　　控制系統(tǒng)安裝:電控線、油路的接通與調(diào)試,油缸適當(dāng)走幾個空行程。
    　　預(yù)緊鋼絞線:系統(tǒng)全部連接并經(jīng)檢查完善后啟動系統(tǒng)使鋼絞線處于收緊狀態(tài)。
    　　試提升:通過集群千斤頂協(xié)同循環(huán)往復(fù)動作正試提升一米后,空中懸掛靜置24小時,測量結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形情況,查看有無異常。起吊前和起吊后分別用經(jīng)緯儀和水平儀檢查聯(lián)體構(gòu)件的整體垂直度和整體平面彎曲偏差情況,偏差值不得超過鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50205-2001規(guī)定的允許偏差限值。
    　　提升:通過集群千斤頂協(xié)同循環(huán)往復(fù)動作正式提升就位:
    　　首先上錨緊,下錨停,油缸伸缸,張拉鋼絞線,將負荷通過鋼絞線作用于上錨;
    　　當(dāng)油缸伸到底以后,下錨緊,油缸縮缸,上錨松,將負荷由上錨轉(zhuǎn)換至下錨;
    　　油缸縮缸到底,上錨緊,下錨停,油缸伸缸,將負荷由下錨轉(zhuǎn)換至上錨,并且通過油缸伸缸將重物提升;
    　　當(dāng)油缸伸到底,一個行程結(jié)束,提升重物也隨油缸伸缸提升一個油缸行程;
    　　下錨緊,油缸縮缸,上錨松,將負荷由上錨轉(zhuǎn)換至下錨;
    　　油缸縮缸到底,上錨緊,下錨停,油缸伸缸,將負荷由下錨轉(zhuǎn)換至下錨,開始一個新的行程,通過油缸伸縮將重物提升;
    　　這樣通過上下錨具負荷的轉(zhuǎn)換,油缸的伸縮,將重物通過油缸的伸縮動作逐步提升至規(guī)定高度。
    　　集群油缸系統(tǒng)通過計算機控制系統(tǒng)對所有油缸的動作統(tǒng)一控制,統(tǒng)一指揮,動作一致(同時進行錨具的松緊,同時進行油缸伸縮動作等),完成結(jié)構(gòu)件的提升作業(yè)。
    　　由于考慮提升需要預(yù)留30mm間隙,焊縫較寬,采用堆焊與主杵桁架牛腿焊接,UT探傷。

    　　綜合效益分析
    　　如果采用常規(guī)方案施工需要搭設(shè)腳手架耗用鋼管400噸以上,按河北定額,約85萬元,同時,由于自重增加又需要進一步加固結(jié)構(gòu),采用整體提升技術(shù)提升成本按1000元一噸計算,僅需31萬元,直接節(jié)省成本54萬元。另一方面也減小了搭設(shè)大量腳手架的安全風(fēng)險和大批鋼管進場占用場地對正常施工的影響,同時節(jié)省了搭設(shè)腳手架工期約25天。由于在低處組裝施工測量方便可靠,誤差減小,施工精度和質(zhì)量更為可靠。社會效益尤為顯著。

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