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大跨度鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架整體液壓提升技術(shù)及安全措施

文檔作者：陸寧文檔來源：上海市第二建筑有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年07月20日
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第33卷第3期
Vo1-33 No．3 建筑施工 BUILDING C0NSTRUCTION
大跨度鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架整體液壓
提升技術(shù)及安全措施
Technology and Technical Safety M easures for Hydraulic
Lifting of Integral Long-Span Steel Grid-Frame
口 陸寧
(上海市第二建筑有限公司 2ooo8o)
【摘要】上海市虹橋機(jī)場東航機(jī)庫工程中，屋頂網(wǎng)架的整體提升中提升施工難度大。由此，工程在項(xiàng)目實(shí)施過程中研究和采
取了網(wǎng)架穩(wěn)定、液壓整體提升等技術(shù)措施，并開發(fā)了高精度的偏差控制、負(fù)載調(diào)節(jié)、多點(diǎn)同步調(diào)整和點(diǎn)動(dòng)短距提升等控制技
術(shù)，從而順利地解決困難，保證了施工的高效性和安全性。
【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu) 大跨度網(wǎng)架 整體液壓提升 計(jì)算機(jī)控制
【中圖分類號(hào) 758．I1 ，文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B 【文章編號(hào)】1004—1001(2011)03—0194-03
1 工程概況 2施工難題
上海虹橋機(jī)場東航航線機(jī)庫總建筑面積21 836 m ，建
成后可同時(shí)維修兩架波音747。其中機(jī)庫大廳屋頂面積為
13 520 m ，總重量達(dá)1 700 t，跨度148 m，進(jìn)深9O m)。整個(gè)
屋頂結(jié)構(gòu)分為兩部分：一部分為大廳屋頂結(jié)構(gòu)，采用3層斜
放四角錐焊接球鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，網(wǎng)架底部支座球節(jié)點(diǎn)中心標(biāo)高
為24．500 m；另一部分為屋頂大門桁架結(jié)構(gòu)，采用焊接H型
鋼截面桁架，底部標(biāo)高為+22．000 m，’頂部標(biāo)高為
+36．000 m。此網(wǎng)架為目前國內(nèi)單跨最大的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)之一。
本工程屋蓋鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架及鋼桁架采用地面拼裝，液壓同
步提升，高空散件補(bǔ)缺。經(jīng)過計(jì)算優(yōu)化，本工程配置4臺(tái)液壓
泵站來驅(qū)動(dòng)共16臺(tái)液壓提升器，4臺(tái)液壓泵站為均TJV一30
型，每種型號(hào)泵站均設(shè)置2臺(tái)主泵，每臺(tái)液壓泵站的兩主泵
可分別通過調(diào)節(jié)壓力和流量來控制提升器的提升速度(圖
1)。
圖i 鋼網(wǎng)架整體效果
【作者簡介】陸寧(1977-)，男，工程師，工程部科長。聯(lián)系地
址：上海市梧州路289號(hào)(200080)。
【收稿日期】2011-02—12
· 194·
(1)結(jié)構(gòu)跨度大、重量重、安裝高度高、附屬結(jié)構(gòu)多
大門鋼桁架跨度為148 m，鋼屋蓋總重達(dá)1 720 t，安裝
高度范圍集中在+22 m～+36 m。屋面檁條、設(shè)備風(fēng)管、大門
掛架、檢修馬道、吊車懸掛設(shè)備等附屬結(jié)構(gòu)多。
(2)支座數(shù)量多，桁架支座處單點(diǎn)反力大
支座共有3O個(gè)，結(jié)構(gòu)自重狀態(tài)下，三邊支撐網(wǎng)架支座反
力最大為315 kN(J軸)，網(wǎng)架中間點(diǎn)支座反力為2 506 kN，
大門桁架處支座反力最大為5 527 kN。
(3)大跨度大門桁架軸線高，構(gòu)件截面大、梁內(nèi)加勁板
多
大門鋼桁架軸線高度為14 m，最大截面為B 500 mm x
800 mm x 35 mm，大門掛架軸線高2．5 m。箱型梁在每個(gè)節(jié)點(diǎn)
均設(shè)置加勁板，其數(shù)量多、焊接量大。
(4)結(jié)構(gòu)剛度不均衡
大門桁架處結(jié)構(gòu)剛度強(qiáng)，網(wǎng)架部分結(jié)構(gòu)剛度相對較弱。
(5)焊接點(diǎn)多，焊接工作量大
大門鋼桁架所有構(gòu)件均為焊接H型截面、焊接箱型梁，
構(gòu)件分段拼裝、安裝對口多，對口連接為焊接，焊接量大。
(6)質(zhì)量要求高
設(shè)計(jì)要求預(yù)起拱，使得每榀桁架分段支撐點(diǎn)的拼裝高度
不一樣，拼裝難度大。
3 施工技術(shù)研究
3．1 工況分析軟件及邊界條件
陸寧：大跨度鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架整體液壓提升技術(shù)及安全措施 第3期
本工況分析采用MidaJgeN(V6．1．i J進(jìn)行仿真分析。結(jié)構(gòu)
構(gòu)件單元類型分為兩大類：桁架單元，“梁”單元。對原結(jié)構(gòu)進(jìn)
行受力分析時(shí)，支座按原圖為固定鉸接；對提升方案進(jìn)行受
力分析時(shí)，為盡可能模擬實(shí)際施工情況，所有提升點(diǎn)均只考
慮在Z方向上約束，其他方向約束解除，4個(gè)角部4個(gè)提升
點(diǎn)用剛度無窮小的桿件分別約束X．Y向位移，使計(jì)算結(jié)果能
收斂。
3-2 工況分析荷載及類型
(1)荷載條件
① 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的自重，在定義了材料屬性和構(gòu)件截面
屬性后，由程序自動(dòng)生成。
② 對原結(jié)構(gòu)進(jìn)行自重工況下的特性分析，不考慮施工
活載的影響。
③ 對提升方案進(jìn)行模擬工況分析時(shí)，應(yīng)考慮0．1倍結(jié)
構(gòu)自重的動(dòng)力系數(shù)；同時(shí)還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)自重0．2倍的不平衡
系數(shù)，來作為施工荷載施加于結(jié)構(gòu)上。
(2)結(jié)構(gòu)特性分析類型
① 內(nèi)力分析：包括鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度、局部穩(wěn)定、整體
穩(wěn)定性。
② 變形分析：結(jié)構(gòu)在荷載條件作用下各節(jié)點(diǎn)的位移。
3．3 原結(jié)構(gòu)自重狀態(tài)下工況分析結(jié)果
通過計(jì)算分析，原結(jié)構(gòu)在自重工況下的支座反力如圖2
所示。
圖2 支座反力分析
由圖3可知，在這種工況下，結(jié)構(gòu)本身和最終的設(shè)計(jì)狀
態(tài)是相同的，作用的荷載僅有結(jié)構(gòu)自重，結(jié)構(gòu)特性各方面力
學(xué)指標(biāo)均能滿足要求。圖3提取的該工況下結(jié)構(gòu)支座反力，
有如下特點(diǎn)：
(1)結(jié)構(gòu)在自重工況下的總反力為17 230 kN，與深化
設(shè)計(jì)圖中構(gòu)件總重量(1 720 t)基本符合；
(2)大門桁架B軸反力大，分別為5 527 kN；機(jī)庫中央
兩支座其次，為2 500 kN；
(3)機(jī)庫角部支座反力出現(xiàn)負(fù)值，其臨近支座的反力也
較??；
(4)J軸其他網(wǎng)架支座普遍較大，在500 kN～800 kN之
間，1軸和18軸網(wǎng)架支座反力較小，在120 kN一470 kN之
間。
3．4 提升方案確定
本工程方案選取的提升點(diǎn)及提升過程中的反力如圖3
所示。
圖3 提升反力分析
從計(jì)算分析結(jié)果看出：
(1)提升過程中結(jié)構(gòu)各方面特性指標(biāo)完全能夠滿足要
求。
(2)結(jié)構(gòu)在提升工況下的總反力為19 755 kN，為提升
構(gòu)件總重量(1 646 t)的1．2倍。
(3)提升過程中大門桁架8軸提升點(diǎn)的反力為
6 688 kN；
(4】0軸網(wǎng)架支座普遍較大：兩端提升點(diǎn)反力分別為
403 kN，其他為595 kN、636 kN：5軸和18軸網(wǎng)架提升點(diǎn)反力
較小，呈對稱性，約為590 kN、601 kN，靠近大門桁架處的提
升點(diǎn)反力為368 kN。
4 安全技術(shù)措施
本工程屬于大跨度鋼結(jié)構(gòu)整體吊裝提升施工，整個(gè)鋼屋
蓋提升重量約為l 700 t，整個(gè)網(wǎng)架桁架結(jié)構(gòu)跨度大，提升時(shí)
安全技術(shù)措施尤為重要。因此，相應(yīng)的安全技術(shù)防范措施如
下：
(1)建立安全保證體系，切實(shí)落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制，設(shè)
置安全生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組并設(shè)專職安全檢查員，做到分工明確，
責(zé)任到人；建立完整、可靠的安全生產(chǎn)信息系統(tǒng)，以保證及
時(shí)、準(zhǔn)確地傳遞、處理和反饋各類有關(guān)安全生產(chǎn)的信息。
(2)對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(jì)算機(jī)控制，通過數(shù)據(jù)反饋和控制指令傳遞，可全自動(dòng)
實(shí)現(xiàn)同步動(dòng)作、負(fù)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(bào)警等多種功能。操作人員可在中央控制室通
過液壓同步計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)人機(jī)界面進(jìn)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)提升過程中液壓千斤頂有專人檢測并通過步話機(jī)
及時(shí)通報(bào)運(yùn)行情況，嚴(yán)防千斤頂打滑等時(shí)效情況，同時(shí)應(yīng)監(jiān)
測油泵工作情況。對出現(xiàn)的過熱、漏油和輸出壓力不穩(wěn)定的
情況時(shí)，要及時(shí)通報(bào)并經(jīng)中央控制室總指揮同意后統(tǒng)～停
車，嚴(yán)禁單方面獨(dú)立停車。
(4)為確保鋼屋蓋結(jié)構(gòu)及混凝土立柱提升過程的安全，
根據(jù)鋼屋蓋結(jié)構(gòu)的特性，擬采用“吊點(diǎn)油壓均衡，結(jié)構(gòu)姿態(tài)調(diào)
(下轉(zhuǎn)第209頁)
· 195·
戚萬恩、姚建平、孫吉：34 m高立式混凝土筒倉的超高模板排架施工技術(shù) 第3期
5 主要施工技術(shù)管理要求
(1)在支撐搭設(shè)施工過程中應(yīng)嚴(yán)格將力矩值控制在
45 N·m-60 N·m；要對頂部立桿搭接部位及立桿與最上一步
縱橫向水平牽桿的扣件應(yīng)進(jìn)行100％全數(shù)檢查；并對其余部
位進(jìn)行抽查，其抽查比例不應(yīng)小于30％。
(2)埋件的位置必須正確并加強(qiáng)復(fù)核：要將誤差控制在
允許偏差范圍內(nèi)，便于鋼梁、鋼柱等材料安裝：應(yīng)嚴(yán)格控制預(yù)
埋件的焊接連接質(zhì)量，以確保安全。
(3)應(yīng)嚴(yán)格控制主、次工字型鋼梁的平整度，以確保立
桿在同一受力平面上。
(4)應(yīng)嚴(yán)格按方案設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行搭設(shè)，立桿與水平牽桿
接頭均應(yīng)錯(cuò)開(L≥500 mm)。
(5)排架支撐全部搭設(shè)完畢后，由項(xiàng)目工程師組織有關(guān)
專業(yè)人員進(jìn)行支撐系統(tǒng)驗(yàn)收，合格后方可使用：澆筑混凝土
過程中，應(yīng)預(yù)先設(shè)置兩個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，并派專業(yè)人員在操作平臺(tái)
上通過施工洞進(jìn)行全過程監(jiān)控，如發(fā)現(xiàn)有變形、傾斜、下沉、
松動(dòng)等異常情況，應(yīng)立即暫停施工以便及時(shí)處理解決。
(6)應(yīng)嚴(yán)格控制施工荷載超過設(shè)計(jì)荷載；嚴(yán)禁將鋼管、
鋼材等材料在支架體系上集中超載堆放。
(7)搭設(shè)和拆除高大模板架體的作業(yè)人員必須經(jīng)過培
訓(xùn)，取得建筑施工腳手架特種作業(yè)操作資格證書后方可上
崗。
6 模板拆除要點(diǎn)
(1)拆除準(zhǔn)備
① 在筒倉壁預(yù)留洞口處(作傳送鋼管扣件等材料用)搭
設(shè)好1只操作平臺(tái)，將鋼管扣件傳送到平臺(tái)后，用塔吊垂直
運(yùn)輸?shù)降孛妗?
② 在筒倉內(nèi)加強(qiáng)照明，布設(shè)安全電壓。
③ 在11．3 ril處用50 mm厚木板鋪設(shè)臨時(shí)堆放平臺(tái)，
并在拆模區(qū)域下設(shè)置警戒區(qū)。
(2)拆模時(shí)，對混凝土強(qiáng)度要求必須達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值的
100％后方可拆除；同時(shí)，在拆除之前必須有拆模申請，并根
據(jù)試塊強(qiáng)度測試結(jié)果達(dá)到規(guī)定值，經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)后方可
拆除。
(3)模板拆除的順序應(yīng)按“先支的后拆，后支的先拆”的
順序進(jìn)行；拆下的模板、鋼管、扣件均采用人工傳遞到臨時(shí)堆
放平臺(tái)，嚴(yán)禁向下丟棄；堆放平臺(tái)上材料應(yīng)分散堆放，并及時(shí)
搬運(yùn)到外側(cè)操作平臺(tái)清運(yùn)至地面。
(4)拆下的模板、桿件等搬運(yùn)至操作平臺(tái)時(shí)嚴(yán)禁超載，
并應(yīng)及時(shí)用塔吊吊運(yùn)至地面并分類堆放整齊。
(5)對 426 mm×9 rnm鋼管立柱的拆除施工，要先在
上部二節(jié)拆卸后抬運(yùn)至臨時(shí)操作平臺(tái)，再用塔吊垂直吊運(yùn)至
地面。
7 實(shí)施效果
劫辨
本工程高支模體系通過精心的方案設(shè)計(jì)，并結(jié)合工程施
工現(xiàn)場特點(diǎn)，采取了嚴(yán)格的施工組織管理，克服了種種不利
因素。在實(shí)施過程中未出現(xiàn)異常情況，模板支撐體系的整體
性、穩(wěn)定性、剛度強(qiáng)度均保持良好，確保了簡體結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)
量和安全。目前本工程已順利竣工(圖5)，已交付建設(shè)單位
投入使用，運(yùn)行情況良好，得到了建設(shè)單位的好評(píng)。
圖5 筒倉竣工投入使用
(上接第195頁)
整，位移同步控制，分級(jí)卸載就位”的同步提升和卸載落位控
制策略。其具體步驟如下：① 共設(shè)置3個(gè)同步提升吊點(diǎn)；②每
個(gè)吊點(diǎn)處各設(shè)置1套位移同步傳感器；③計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)根
據(jù)這3套傳感器的位移檢測信號(hào)及其差值，構(gòu)成“傳感器一
計(jì)算機(jī)一泵源比例閥一液壓提升器-_鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)” 閉環(huán)系
統(tǒng)，以控制整個(gè)提升過程的同步性：④每一吊點(diǎn)處的液壓提
升器并聯(lián)，對每個(gè)提升吊點(diǎn)的各液壓提升器施以均恒的油
壓，這些吊點(diǎn)以恒定的載荷力向上提升。
(5)液壓提升器錨具具有逆向運(yùn)動(dòng)自鎖性，使提升過程
十分安全，并且其在提升過程中構(gòu)件可以在任意位置長期可
靠的鎖定。在提升期間，鋼網(wǎng)架桁架要在于桁架兩端增設(shè)
穩(wěn)繩，以防鋼桁架晃動(dòng)，從而保證起升過程的平穩(wěn)進(jìn)行。
(6)網(wǎng)架在具備整體液壓提升條件之后，要進(jìn)行分級(jí)加
載預(yù)提升。要通過預(yù)提升過程中對鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、提升設(shè)施、提
升設(shè)備系統(tǒng)的觀察和監(jiān)測，來確認(rèn)符合模擬工況計(jì)算和設(shè)計(jì)
條件，以保證提升過程的安全。
5 結(jié)語
本工程采用整體提升技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)架安裝，由于堅(jiān)持了
“技術(shù)領(lǐng)先、安全第一”的施工原則，并選擇了切實(shí)可行的施
工方案，在設(shè)計(jì)、總包、業(yè)主、監(jiān)理的密切配合下，終于安全順
利地完成了網(wǎng)架安裝工作。在提升過程中，網(wǎng)架各點(diǎn)的高差
始終控制在lO mm以內(nèi)，網(wǎng)架到位的安裝精度完全符合設(shè)
計(jì)要求。本工程的順利完成，減少了高空作業(yè)、降低了勞動(dòng)
強(qiáng)度、提高了施工安全性，并節(jié)省項(xiàng)目建設(shè)費(fèi)用500多萬
兀0

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