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鋼結構整體提升施工技術應用實例分析

作者：建筑鋼結構網    
時間：2009-12-22 20:26:15 [收藏]


    　　石家莊中華商務廣場工程建筑面積71000m2,地下三層,地上二十五層,建筑總高度103米,結構形式為框架剪力墻結構雙塔聯體結構,東西兩塔間距25.2米,兩塔樓之間在20層以上為鋼結構桁架聯體,與連體結構相連部位為型鋼混凝土梁柱。連體部位鋼結構長25.2m,寬24.6m,實高18.5m,重量310噸。安裝高度96.9m。施工過程中根據現場條件,采用了鋼結構集群千斤頂整體提升技術,在群房屋頂進行桁架的鋼結構安裝,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,省去搭設高空腳手架施工,節省了資金,減少了安全隱患;在低空組裝施工便于測 量和安裝質量控制,質量保障可靠;大量縮短工期、降低成本。取得了良好的社會經濟效益。

    　　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進行提升。液壓同步整體提升系統由集群油缸系統,泵站系統,鋼絞線承重系統,傳感器檢測系統和計算機控制系統五部分組成。
    　　集群油缸系統:集群油缸系統作為整個提升工作的執行機構。根據整個大桁架的重量布置吊點及各吊點的油缸數量。液壓油缸采用穿心式結構,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。
    　　集群油缸系統通過計算機控制系統對所有油缸的動作統一控制,統一指揮,動作一致(同時進行錨具的松緊,同時進行油缸伸縮動作等),完成結構構件的提升作業。
    　　泵站系統:泵站系統作為整個液壓同步整體提升系統的動力源,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:提升油缸通過鋼絞線,油缸的上下錨具同提升結構件相連接。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應力鋼絞線,每根鋼絞線的破斷承載能力為26T。
    　　傳感器檢測系統:傳感器檢測系統檢測油缸的位置,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,作為計算機控制系統決策的依據。
    　　計算機控制系統:作為液壓同步整體提升系統核心的計算機控制系統,通過計算機網絡,收集各種傳感器信號,進行分析處理,發出相關指令,對泵站及油缸動作進行控制,確保提升工作的同步進行。
    　　計算機控制系統設置有手動,順控及自動三種工作模式,以適應不同工況的需求。在手動狀態,系統能夠實現對某個或部分油缸的單獨操作,以便對結構構件進行姿態調整等動作。

    　　2、聯體鋼結構桁架加工尺寸縮短30mm,即在聯體桁架與兩端塔樓之間留置30mm空隙,便于桁架提升。

    　　3、頂部兩塔分別設置牛腿,作為提升千斤頂的支座,承擔桁架提升過程中全部重量。

    　　4、空中行走期間的穩固:采用鋼絲繩和手拉葫蘆應對。

    　　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→控制系統安裝→預緊鋼絞線→試提升→提升就位→焊接→拆除提升裝置。

    　　操作要點：
    　　施工準備:聯體結構構件制作安裝、編制提升方案、起吊點受力狀態驗算、設備進場校驗、確定設備布置方案、人員培訓交底、核定牛腿支承點加固聯體結構構件驗收。
    　　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的支座。
    　　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,下錨點結點的安裝與加固。并在牛腿處搭設防護架,以保證監測人員的安全。
    　　控制系統安裝:電控線、油路的接通與調試,油缸適當走幾個空行程。
    　　預緊鋼絞線:系統全部連接并經檢查完善后啟動系統使鋼絞線處于收緊狀態。
    　　試提升:通過集群千斤頂協同循環往復動作正試提升一米后,空中懸掛靜置24小時,測量結構構件的變形情況,查看有無異常。起吊前和起吊后分別用經緯儀和水平儀檢查聯體構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構工程施工質量驗收規范GB50205-2001規定的允許偏差限值。
    　　提升:通過集群千斤頂協同循環往復動作正式提升就位:
    　　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;
    　　當油缸伸到底以后,下錨緊,油缸縮缸,上錨松,將負荷由上錨轉換至下錨;
    　　油缸縮缸到底,上錨緊,下錨停,油缸伸缸,將負荷由下錨轉換至上錨,并且通過油缸伸缸將重物提升;
    　　當油缸伸到底,一個行程結束,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換,油缸的伸縮,將重物通過油缸的伸縮動作逐步提升至規定高度。
    　　集群油缸系統通過計算機控制系統對所有油缸的動作統一控制,統一指揮,動作一致(同時進行錨具的松緊,同時進行油缸伸縮動作等),完成結構件的提升作業。
    　　由于考慮提升需要預留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
    　　如果采用常規方案施工需要搭設腳手架耗用鋼管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構,采用整體提升技術提升成本按1000元一噸計算,僅需31萬元,直接節省成本54萬元。另一方面也減小了搭設大量腳手架的安全風險和大批鋼管進場占用場地對正常施工的影響,同時節省了搭設腳手架工期約25天。由于在低處組裝施工測量方便可靠,誤差減小,施工精度和質量更為可靠。社會效益尤為顯著。

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