液壓提升技術(shù)在大跨度鋼連廊施工中的應(yīng)用

劉興勝， 馮瑞麗

(1.四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 四川德陽 618000； 2.中建二局第二建筑工程有限公司， 河南鄭州 450000)

液壓提升技術(shù)在大跨度鋼連廊施工中的應(yīng)用

劉興勝1， 馮瑞麗2

(1.四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 四川德陽 618000； 2.中建二局第二建筑工程有限公司， 河南鄭州 450000)

文章闡述了液壓提升技術(shù)的原理，提升吊點的選擇及相關(guān)數(shù)據(jù)的計算。在某商業(yè)中心鋼連廊施工中，采用了液壓整體提升技術(shù)，最終使得工藝簡單，施工方便，安全可靠，進度快，有較好的經(jīng)濟、技術(shù)效益。

大跨度鋼連廊; 液壓整體提升; 施工

1 工程概況

某商業(yè)中心鋼結(jié)構(gòu)連廊部分由兩榀高度為7 050 mm、長度為45 450 mm的巨型箱型桁架組成，巨型桁架之間的型鋼梁部分主要截面為：H1000 mm×500 mm×20 mm×30 mm,構(gòu)件最長為14.629 mm；巨型桁架跨度達到45.45 m,上弦標高為67.5 m,下弦標高為61.65 m。水平支撐體系鋼結(jié)構(gòu)部分安裝高度達67.5 m,受結(jié)構(gòu)特點和現(xiàn)場施工道路及場地的限制，箱型構(gòu)件采用液壓整體提升技術(shù)進行吊裝。

2 工程特點及難點

鋼結(jié)構(gòu)桿件自重大，桿件多。若采用分件高空散裝，則高空組裝、焊接工作量巨大，而且存在較大的質(zhì)量、安全風險，施工的難度可想而知。將鋼結(jié)構(gòu)在安裝位置正下方拼裝成整體后，利用“超大型液壓同步提升技術(shù)”將其一次提升到位，將大大降低安裝施工難度。

3 液壓整體提升技術(shù)

3.1 工作原理

3.1.1 液壓同步提升

“液壓同步提升技術(shù)”采用穿芯式結(jié)構(gòu)液壓提升器作為提升機具，以柔性鋼絞線作為提升承重索具。液壓提升器兩端的楔型錨具具有單向自鎖作用。當錨具工作(緊)時，會自動鎖緊鋼絞線；錨具不工作(松)時，放開鋼絞線，鋼絞線可上下活動。液壓提升過程見如下框所示，一個流程為液壓提升器一個行程。當液壓提升器周期重復(fù)動作時，被提升重物則一步步向前移動。液壓提升器工作示意圖見圖1。

3.1.2 計算機同步控制

液壓同步提升施工技術(shù)采用行程及位移傳感監(jiān)測和計算機控制，通過數(shù)據(jù)反饋和控制指令傳遞，可全自動實現(xiàn)同步動作、負載均衡、姿態(tài)矯正、應(yīng)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(tǒng)人機界面進行液壓提升過程及相關(guān)數(shù)據(jù)的觀察和(或)控制指令的發(fā)布。

3.2 主要設(shè)備

液壓提升系統(tǒng)主要由液壓提升器、泵源系統(tǒng)、傳感檢測及計算機同步控制系統(tǒng)組成。配合本工程，主要使用如下關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備。

圖1 液壓提升

3.2.1 液壓提升器

提升器的配置主要考慮吊點提升力。根據(jù)結(jié)構(gòu)自重及最大施工工況，考慮選用TJJ-2000型液壓提升器，單臺額定提升能力2 000 kN，每個吊點處1臺，單個連廊提升時共計4臺。總提升能力為2 000×4=8 000 kN，最大提升重量約5 000 kN，提升器配置滿足提升要求。提升裕度系數(shù)為8 000/5 000=1.6。滿足相關(guān)規(guī)范要求。

3.2.2 泵源系統(tǒng)

液壓泵源系統(tǒng)數(shù)量依照提升器數(shù)量選取。每個連廊提升時共計2臺，每臺泵站控制同一側(cè)主樓上的2臺TJJ-2000型液壓提升器。

3.2.3 控制系統(tǒng)

依據(jù)提升器及泵源系統(tǒng)，配置一套YT1型計算機同步控制及傳感檢查系統(tǒng)。

3.2.4 承重鋼絞線

鋼絞線作為柔性承重索具，采用高強度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線。

根據(jù)結(jié)構(gòu)重量及液壓提升器配置，選取直徑為15.24 mm，破斷力為26 t/根的鋼絞線，每臺TJJ-2000型液壓提升器內(nèi)穿12根鋼絞線，每根鋼絞線長約70 m，總計約4 t。

3.3 主要施工方法

3.3.1 拼裝

根據(jù)現(xiàn)場實際工況，鋼結(jié)構(gòu)的拼裝工作要在連廊正下方的二層混凝土頂板之上進行，拼裝鋼連廊時胎架布置中心位置，剛好在混凝土柱子位置，結(jié)構(gòu)牢靠，拼裝兩榀主桁架下弦箱型桿時，同時考慮預(yù)起拱，起拱高度按總跨度的1/800取值。

3.3.2 提升吊點布置

考慮提升過程中原結(jié)構(gòu)受力體系盡量接近于設(shè)計狀態(tài)，對應(yīng)原結(jié)構(gòu)每榀主桁架兩端設(shè)置一個提升吊，提升吊點平面布置見圖2。

圖2 提升吊點平面布置示意

3.3.3 提升上、下吊點

結(jié)合工程實際情況，上吊點設(shè)計采用提升牛腿的形式：即利用連廊結(jié)構(gòu)兩側(cè)預(yù)裝段開孔設(shè)置為提升牛腿，在提升牛腿上放置提升器。在對應(yīng)每一上吊點正下方的鋼連廊上設(shè)置下吊具，吊具內(nèi)放置地錨，通過鋼絞線與上吊點液壓提升器相連接。由于結(jié)構(gòu)斷開后改變了受力形式，需在下吊點處設(shè)置加固桿，連接到其他節(jié)點處，方便傳力(圖3～圖6)。

圖3 整體提升示意

圖4 下吊具及加固桿 圖5 提升器 圖6 下吊具

3.3.4 流程簡述及注意事項

(1)在設(shè)計位置正下方拼裝場地上拼裝提升部分結(jié)構(gòu),安裝兩側(cè)預(yù)裝端，開孔設(shè)置為提升牛腿；安裝液壓提升系統(tǒng)，連接并調(diào)試，確保設(shè)備正常工作。

(2)分級加載，將結(jié)構(gòu)提升離地250 mm后，暫停并鎖定，觀察12 h，作為試提升；以主體結(jié)構(gòu)理論載荷為依據(jù)，各提升吊點處的提升設(shè)備進行分級加載，依次為20%，40%，60%，80%。每次分級加載必需保證提升上吊點位移始終在設(shè)計控制范圍之內(nèi)。確認各部分無異常的情況下，可繼續(xù)加載到90%， 100%，直至鋼結(jié)構(gòu)全部離地。每次分級加載后均應(yīng)檢查相關(guān)受力點的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，并通過經(jīng)緯儀跟蹤監(jiān)測門架頂中心的偏移。加載過程中各項監(jiān)測數(shù)據(jù)均應(yīng)做好完整記錄。

(3)檢查完畢后，繼續(xù)整體提升。

(4)整體提升至設(shè)計位置附近時，點動微調(diào)。

(5)精確就位后對口焊接，拆除臨時措施，液壓提升完成，補裝后補桿件以及補焊開孔牛腿。相同于提升工況，卸載時也為同步分級卸載，依次為20%、40%、60%、80%，在確認各部分無異常的情況下，可繼續(xù)卸載至100%，即提升器鋼絞線不再受力，結(jié)構(gòu)載荷完全轉(zhuǎn)移至基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)受力形式轉(zhuǎn)化為設(shè)計工況。

4 施工體會

本工程中采用液壓同步提升技術(shù)進行吊裝，具有以下優(yōu)點：

(1)由于鋼結(jié)構(gòu)在較低標高處整體拼裝，便于使用機械化焊接作業(yè)，從而使焊接質(zhì)量和裝配精度及檢測精度更容易得到保證，而分段吊裝由于高空作業(yè)，無論構(gòu)件拼裝精度，還是焊接質(zhì)量及測控精度都難以得到有效保障。

(2)鋼結(jié)構(gòu)主要的拼裝、焊接及油漆等工作在較低標高處進行，施工效率高，安全防護工作易于組織，施工質(zhì)量易于保證。

(3)采用液壓提升吊裝，將高空作業(yè)量降至最少，加之液壓整體提升作業(yè)絕對時間較短，能夠有效保證結(jié)構(gòu)的安裝工期。

(4)液壓同步提升設(shè)備設(shè)施體積、重量較小，機動能力強，倒運和安裝方便。

5 結(jié)束語

某商業(yè)中心工程鋼連廊的吊裝過程，成功地應(yīng)用了液壓整體提升技術(shù)，通過對鋼連廊吊裝過程的計算機及全站儀監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，連廊鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變處于預(yù)控范圍，提升鋼連廊受力狀態(tài)貼近設(shè)計狀態(tài)，這種技術(shù)無疑是大跨度鋼連廊的吊裝技術(shù)的很好的選擇，希望這個技術(shù)對類似工程的施工有借鑒作用。

[1] 陳煥軍，吳國成，蔣新山.高空大跨度鋼結(jié)構(gòu)連廊整體吊裝施工技術(shù)[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2011(2).

[2] 柴昶，宋曼華.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算[M].北京:機械工業(yè)出版社,2006.

[3] 周杰平， 薛冬永.2200t大跨度鋼連廊地面整體拼裝施工技術(shù)[J].上海建設(shè)科技，2013(3).

[4] 王宗兵, 邢國強, 耿愛賢. 大跨度桁架液壓整體提升[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2011(S1).

劉興勝(1970～)，女，副教授，注冊監(jiān)理工程師、招標師，主要從事建筑相關(guān)課程的教學(xué)、生產(chǎn)和科研的工作。

TU745.2

B

[定稿日期]2015-06-09