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摘 要:“液压同步提升技术”采用液压提升器作为提升机具,柔性钢绞线作为承重索具。液压提升器为穿芯式结构,有着安全、可靠、自身重量轻、运输安装方便等一系列独特优点。
关键词:网架;液压提升;拼裝;翻身
中图分类号:TQ336.4文献标识码:A文章编号:1000-8136(2010)11-0021-02
1 工程概况
太原机场改扩建工程新航站楼屋面为网架+部分管桁架结构,整体呈空间曲线造型。屋面网架结构共分七个区,一～四区的网架施工采用液压提升技术。一～四区网架水平投影面积约19 000 m2,重量约1 200 t,见图1。网架采用液压穿心千斤顶的整体提升方法进行安装。
屋面各区中间为网架结构、周边为管桁架结构。网架节点主要为螺栓球节点,周边的管桁架结构包括主桁架、悬挑桁架及连桁架。网架与管桁架之间的连接杆件一端与主桁架相贯焊接,另一端与螺栓球连接。部分钢管混凝土柱通过树状支撑与网架连接,其他网架直接与钢管混凝土柱顶的支座连接。
2 液压提升技术
2.1 钢网架提升流程
(1)在钢管混凝土立柱上焊接安装提升支架所需钢牛腿;网架的特点、吊点布置、吊点高度、支座安装要求及撑杆要求,设计不同的提升框架平台。
(2)钢网架拼装前首先进行提升支架和缆风支架施工;网架地面拼装时按照设计状态旋转至水平位置拼装,见图2。
(3)将需提升网架在二层楼面按图纸拼装为整体。
(4)在钢管混凝土柱上安装提升支架及平台等结构。
(5)在二层平台上拼装的钢网架上安装提升用下吊点等临时构件;在吊点下方下弦球上设置下吊点,根据受力验算后对杆件进行加固,保证网架杆件不弯曲变形。
(6)在提升平台上安装液压同步提升系统设备。
(7)安装液压提升专用钢绞线,通过钢绞线连接液压提升器和提升下吊点结构,安装专用锚具并预张紧钢绞线。
(8)在提升支架上安装配重后拉缆风、平衡缆风系统,预张紧。
(9)液压提升系统设备调试,预加载。
(10)利用液压同步提升系统设备整体提升钢网架结构,使之离开拼装胎架50 mm～100 mm,静置12 h。
(11)全面观测钢网架的结构变形和下吊点等部位;观测提升支架结构垂直度等安全情况;通过计算机监测各提升吊点的提升反力值分布,并与预先模拟计算数据进行对比分析。
(12)在确认整个提升工况绝对安全的前提下,利用液压同步提升系统设备整体提升钢网架,至离开拼装胎架一定高度(100 mm～200 mm),以利于钢网架空中翻转达到到位时安装所需要的姿态。
(13)各提升吊点根据预先计算所得数据,进行非同步提升,使网架结构空中翻转,调整网架达到设计形式。
2.2 提升过程控制措施
为保证结构整体提升过程中稳定性,各台液压提升器的载荷受控,通过计算机进行控制,对提升过程进行调整:
(1)每个吊点处各设置一套位移同步传感器。计算机控制系统根据这4套传感器的位移检测信号及其差值,构成“传感器-计算机-泵源比例阀-液压提升器-钢网架结构”闭环系统,控制整个提升过程的行程同步性。
(2)对每个提升吊点的提升力进行压力设定控制,使吊点以恒定的载荷力向上提升,从而避免超载而引起临时构件和网架的破坏。
(3)用测量仪器测出各吊点的离地距离,计算出各吊点相对高差,并与理论值进行比较,通过控制提升设备调整各吊点高度使之接近理论值。
(4)钢网架结构在提升及下降过程中,因为空中姿态调整和撑杆就位等需要进行高度微调。在微调开始前,将计算机同步控制系统由自动模式切换成手动模式。根据需要,对整个钢网架提升系统的11～20台液压提升器进行微动(上升或下降),或者对单台液压提升器进行微动调整。
(5)根据设计提供的提升工况结构吊点允许承载力,在计算机同步控制系统中,对每台液压提升器的最大提升力进行设定。通过减压阀控制,吊点力始终控制在允许范围内,以防止出现提升点荷载分布严重不均,造成对结构件和提升设施的破坏。
(6)提升速度:液压同步提升系统的提升速度主要取决于液压泵源系统的流量、锚具切换和其他辅助工作所占用的时间。在本工程中,提升速度约4 m/h～6 m/h。
3 网架整体提升
3.1 提升前准备
检查泵站上个别阀或硬管的接头是否有松动,检查溢流阀的调压弹簧是否处于完全放松状态。
检查泵站启动柜与液压提升器之间电缆线的连接是否正确。
检查泵站与液压提升器主油缸、锚具缸之间的油管连接是否正确。
系统送电,检查液压泵主轴转动方向是否正确。
在泵站不启动的情况下,手动操作控制柜中相应按钮,检查电磁阀和截止阀的动作是否正常,截止阀编号和提升器编号是否对应。
检查传感器(行程传感器,上、下锚具缸传感器)。按动各提升器行程传感器的2L、2L-、L+、L和锚具缸的SM、XM的行程开关,使控制柜中相应的信号灯发讯。
3.2 提升过程
待检查工作无误和系统检测无误后正式提升,经计算,确定提升设备所需的伸缸压力(考虑压力损失)和缩缸压力。
开始提升时,两侧的伸缸压力逐渐上调,依次为所需压力的40%,在一切都正常的情况下,可继续加载到60%,80%,90%,100%。
网架离地后停止提升,停留12 h后对液压提升系统、结构系统进行全面检查,在确认整体结构的稳定性及安全性绝无问题的情况下,才能继续提升。
钢网架翻转提升。
翻转到位后整体同步提升到设计位置。
在同步提升过程中,提升过程中钢绞线保持竖直状态。
4 测量管理
测量工作是项目施工管理的重要环节,测量成果准确与否,直接影响工程进度、施工质量,同时也是项目创优的必要保证。
本工程我们采用TC-302型全站仪为测量仪器,在工程前期准备阶段我们已通过全站仪对现场钢管混凝土柱标高和水平偏差进行了复测,并在网架图纸深化过程中考虑了柱基础偏差的影响;在网架拼装过程中我们也对网架拼装标高和水平偏差进行了全程跟踪测量,并与电脑模型进行比对,严格控制拼装尺寸,为网架整体提升顺利准确就位打下了良好的基础。
网架提升过程中,测量工作同样重要,测量不仅可以从过程中使网架安装精度得到控制,而且对提升支架垂直度的测量可以验证提升对支架偏心弯距的影响,保证提升安全。
在网架提升过程中,除液压提升设备人机界面可以记录各提升点提升高度外,我们在各提升点附近再各设一把钢盘尺用于测量网架各提升阶段网架垂直位移,人机界面记录与钢盘尺读数互相验证,双保险保证提升过程受控。
5 液压同步提升技术特点
(1)通过提升设备扩展组合,提升重量、跨度、面积不受限制。
(2)采用柔性索具承重。只要有合理的承重吊点,提升高度不受限制;提升器锚具具有逆向运动自锁性,使提升过程十分安全,并且构件可以在提升过程中的任意位置长期可靠锁定。
(3)提升设备体积小、自重轻、承载能力大,特别适宜于在狭小空间或室内进行大吨位构件提升安装。
(4)设备自动化程度高,操作方便灵活,安全性好,可靠性高,使用面广,通用性强。
(5)大量安装工作在地面完成,减少高空作业。
(6)保证安装精度要求。
(7)减少施工临时措施,缩短施工工期。
液压同步提升系统采用计算机控制,通过跳频扩频通讯技术传递控制指令,全自动完成同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作锁闭、过程显示以及故障报警等多种功能,是集机、电、液、传感器、计算机控制于一体的现代化先进设备。
Wire Frame Synchronization Hydraulic Pressure Lift Technique
Liu Cheng
Abstract: “the hydraulic pressure synchronization lift technique” uses the hydraulic pressure hoist achievement to promote the machines and tools,the flexible steel stranded wire takes the load-bearing rigging.The hydraulic pressure hoist to put on the core type structure,has safely,reliable,own weight to be light,transportation easy installation and so on a series of unique merits.
Key words: wire frame; hydraulic pressure promotion;assembling;turning over
关键词:网架;液压提升;拼裝;翻身
中图分类号:TQ336.4文献标识码:A文章编号:1000-8136(2010)11-0021-02
1 工程概况
太原机场改扩建工程新航站楼屋面为网架+部分管桁架结构,整体呈空间曲线造型。屋面网架结构共分七个区,一～四区的网架施工采用液压提升技术。一～四区网架水平投影面积约19 000 m2,重量约1 200 t,见图1。网架采用液压穿心千斤顶的整体提升方法进行安装。
屋面各区中间为网架结构、周边为管桁架结构。网架节点主要为螺栓球节点,周边的管桁架结构包括主桁架、悬挑桁架及连桁架。网架与管桁架之间的连接杆件一端与主桁架相贯焊接,另一端与螺栓球连接。部分钢管混凝土柱通过树状支撑与网架连接,其他网架直接与钢管混凝土柱顶的支座连接。
2 液压提升技术
2.1 钢网架提升流程
(1)在钢管混凝土立柱上焊接安装提升支架所需钢牛腿;网架的特点、吊点布置、吊点高度、支座安装要求及撑杆要求,设计不同的提升框架平台。
(2)钢网架拼装前首先进行提升支架和缆风支架施工;网架地面拼装时按照设计状态旋转至水平位置拼装,见图2。
(3)将需提升网架在二层楼面按图纸拼装为整体。
(4)在钢管混凝土柱上安装提升支架及平台等结构。
(5)在二层平台上拼装的钢网架上安装提升用下吊点等临时构件;在吊点下方下弦球上设置下吊点,根据受力验算后对杆件进行加固,保证网架杆件不弯曲变形。
(6)在提升平台上安装液压同步提升系统设备。
(7)安装液压提升专用钢绞线,通过钢绞线连接液压提升器和提升下吊点结构,安装专用锚具并预张紧钢绞线。
(8)在提升支架上安装配重后拉缆风、平衡缆风系统,预张紧。
(9)液压提升系统设备调试,预加载。
(10)利用液压同步提升系统设备整体提升钢网架结构,使之离开拼装胎架50 mm～100 mm,静置12 h。
(11)全面观测钢网架的结构变形和下吊点等部位;观测提升支架结构垂直度等安全情况;通过计算机监测各提升吊点的提升反力值分布,并与预先模拟计算数据进行对比分析。
(12)在确认整个提升工况绝对安全的前提下,利用液压同步提升系统设备整体提升钢网架,至离开拼装胎架一定高度(100 mm～200 mm),以利于钢网架空中翻转达到到位时安装所需要的姿态。
(13)各提升吊点根据预先计算所得数据,进行非同步提升,使网架结构空中翻转,调整网架达到设计形式。
2.2 提升过程控制措施
为保证结构整体提升过程中稳定性,各台液压提升器的载荷受控,通过计算机进行控制,对提升过程进行调整:
(1)每个吊点处各设置一套位移同步传感器。计算机控制系统根据这4套传感器的位移检测信号及其差值,构成“传感器-计算机-泵源比例阀-液压提升器-钢网架结构”闭环系统,控制整个提升过程的行程同步性。
(2)对每个提升吊点的提升力进行压力设定控制,使吊点以恒定的载荷力向上提升,从而避免超载而引起临时构件和网架的破坏。
(3)用测量仪器测出各吊点的离地距离,计算出各吊点相对高差,并与理论值进行比较,通过控制提升设备调整各吊点高度使之接近理论值。
(4)钢网架结构在提升及下降过程中,因为空中姿态调整和撑杆就位等需要进行高度微调。在微调开始前,将计算机同步控制系统由自动模式切换成手动模式。根据需要,对整个钢网架提升系统的11～20台液压提升器进行微动(上升或下降),或者对单台液压提升器进行微动调整。
(5)根据设计提供的提升工况结构吊点允许承载力,在计算机同步控制系统中,对每台液压提升器的最大提升力进行设定。通过减压阀控制,吊点力始终控制在允许范围内,以防止出现提升点荷载分布严重不均,造成对结构件和提升设施的破坏。
(6)提升速度:液压同步提升系统的提升速度主要取决于液压泵源系统的流量、锚具切换和其他辅助工作所占用的时间。在本工程中,提升速度约4 m/h～6 m/h。
3 网架整体提升
3.1 提升前准备
检查泵站上个别阀或硬管的接头是否有松动,检查溢流阀的调压弹簧是否处于完全放松状态。
检查泵站启动柜与液压提升器之间电缆线的连接是否正确。
检查泵站与液压提升器主油缸、锚具缸之间的油管连接是否正确。
系统送电,检查液压泵主轴转动方向是否正确。
在泵站不启动的情况下,手动操作控制柜中相应按钮,检查电磁阀和截止阀的动作是否正常,截止阀编号和提升器编号是否对应。
检查传感器(行程传感器,上、下锚具缸传感器)。按动各提升器行程传感器的2L、2L-、L+、L和锚具缸的SM、XM的行程开关,使控制柜中相应的信号灯发讯。
3.2 提升过程
待检查工作无误和系统检测无误后正式提升,经计算,确定提升设备所需的伸缸压力(考虑压力损失)和缩缸压力。
开始提升时,两侧的伸缸压力逐渐上调,依次为所需压力的40%,在一切都正常的情况下,可继续加载到60%,80%,90%,100%。
网架离地后停止提升,停留12 h后对液压提升系统、结构系统进行全面检查,在确认整体结构的稳定性及安全性绝无问题的情况下,才能继续提升。
钢网架翻转提升。
翻转到位后整体同步提升到设计位置。
在同步提升过程中,提升过程中钢绞线保持竖直状态。
4 测量管理
测量工作是项目施工管理的重要环节,测量成果准确与否,直接影响工程进度、施工质量,同时也是项目创优的必要保证。
本工程我们采用TC-302型全站仪为测量仪器,在工程前期准备阶段我们已通过全站仪对现场钢管混凝土柱标高和水平偏差进行了复测,并在网架图纸深化过程中考虑了柱基础偏差的影响;在网架拼装过程中我们也对网架拼装标高和水平偏差进行了全程跟踪测量,并与电脑模型进行比对,严格控制拼装尺寸,为网架整体提升顺利准确就位打下了良好的基础。
网架提升过程中,测量工作同样重要,测量不仅可以从过程中使网架安装精度得到控制,而且对提升支架垂直度的测量可以验证提升对支架偏心弯距的影响,保证提升安全。
在网架提升过程中,除液压提升设备人机界面可以记录各提升点提升高度外,我们在各提升点附近再各设一把钢盘尺用于测量网架各提升阶段网架垂直位移,人机界面记录与钢盘尺读数互相验证,双保险保证提升过程受控。
5 液压同步提升技术特点
(1)通过提升设备扩展组合,提升重量、跨度、面积不受限制。
(2)采用柔性索具承重。只要有合理的承重吊点,提升高度不受限制;提升器锚具具有逆向运动自锁性,使提升过程十分安全,并且构件可以在提升过程中的任意位置长期可靠锁定。
(3)提升设备体积小、自重轻、承载能力大,特别适宜于在狭小空间或室内进行大吨位构件提升安装。
(4)设备自动化程度高,操作方便灵活,安全性好,可靠性高,使用面广,通用性强。
(5)大量安装工作在地面完成,减少高空作业。
(6)保证安装精度要求。
(7)减少施工临时措施,缩短施工工期。
液压同步提升系统采用计算机控制,通过跳频扩频通讯技术传递控制指令,全自动完成同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作锁闭、过程显示以及故障报警等多种功能,是集机、电、液、传感器、计算机控制于一体的现代化先进设备。
Wire Frame Synchronization Hydraulic Pressure Lift Technique
Liu Cheng
Abstract: “the hydraulic pressure synchronization lift technique” uses the hydraulic pressure hoist achievement to promote the machines and tools,the flexible steel stranded wire takes the load-bearing rigging.The hydraulic pressure hoist to put on the core type structure,has safely,reliable,own weight to be light,transportation easy installation and so on a series of unique merits.
Key words: wire frame; hydraulic pressure promotion;assembling;turning over