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摘 要:有很多钢结构工程如体育场馆、机场航站楼、展览中心、高层建筑等大型公共建筑因种种原因不能够采用常规的吊车安装的方法来完成,或者采用常规的吊装方法需选用大型吊车安装,成本高,施工难度很大。近年在国内发展起的一种液压水平滑移、垂直提升的安装技术成为一种新的解决方案,其成本低、操作简洁、安全可靠、人力物力消耗少的施工特点,越来越多的应用在特殊工况的钢结构安装工程中。本文介绍了此种安装技术的原理、技术应用及施工方案的建立过程。
关键词:钢结构; 施工; 液压提升系统; 运用
引言:
液压水平滑移及垂直提升技术是利用计算机通过液压传动来控制液压设备的油缸伸缩,以其往复动作来完成某一构件的水平或垂直运输的一种先进的施工技术。它通过计算机可以对单体油缸或群体油缸进行集群控制,还可以通过无线通讯技术传递控制指令,它可全自动完成同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制等动作,它具有操作锁闭、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吊运技术。运用它能解决其它工艺方法难以完成的安装问题。
1设备技术原理及特點
1.1穿芯式千斤顶工作原理
穿芯式千斤顶的结构组成:主要由上锚、下锚、液压油缸、外壳等组成。穿芯式千斤顶的工作流程:以油缸的提升工况说明油缸的工作原理:首先上锚紧,下锚松,油缸伸缸,张拉钢绞线,将负载通过钢绞线作用于上锚;当油缸伸到底以后,下锚紧,上锚松,油缸缩缸,将负载由上锚转换至下锚;油缸缩缸到底,这样就完成了一个伸缩过程,如此周而复始,通过油缸的伸缩,上下锚具负载的转换,将重物随着油缸的伸缸动作逐步提升或牵引至指定位置。穿芯式千斤顶可完成提升和回落两个过程,每个流程为油缸动作的一个行程。当油缸周期动作时,提升重物则一步步上升或下降。设备特点。采用柔性索具承重。只要有合理的承重吊点,提升高度 /滑移距离不受限制;穿芯式千斤顶两端的楔型锚具具有逆向运动自锁性;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或索引;设备自动化程度高,操作方便灵活,安全性好,可靠性高,适用面广通用性强;能够自行连续动作。
1.2 爬行器工作原理
爬行器的结构组成:主要由油缸系统、夹紧器等结构组成。爬行器的工作流程:爬行器处在油缸收缩状态,利用夹紧器夹持在轨道上,油缸伸张,实现推移动作,夹紧器松开收缩油缸,实现爬行器前进,如此周而复始产生连续的推移动作。设备特点。能吸附轨道不需要特设反力点;一次安装,能够完成推进和牵引两种动作;动作精确度高能够自行连续动作;设备轻巧安装方便。
2 应用技术
2.1工作系统技术在工程中的应用
水平滑移技术。液压水平滑移技术可以通过两种方式来获得,一种是采用穿芯式千斤顶平放利用钢铰线的拉力来获得水平运动;一种是利用特制的夹持在滑行轨道上的爬器,通过推/拉力来获得水平运动。水平滑移技术可以对单元构件进行滑移,也可采取累积滑移的方式对大面积的构件拼装单元进行滑移。
垂直提升技术。垂直提升技术一般采用穿芯式千斤顶正放来进行,以穿芯式千斤顶作为牵引机具,柔性钢绞线作为承重索具,有着安全、可靠、承重件自身重量轻、运输安装方便等一系列独特优点。
曲线运动。通过穿芯式千斤顶、爬行器或二者技术组合通过不同的线速度控制位移可进行曲线运运。如郑州国际会展中心的伞装结构,其滑移安装的水平圆周运动就是靠爬行器的推移与穿芯式千斤顶的水平牵引共同来完成的。
2.2技术应用的适用范围
施工场地平面窄深型的钢结构安装。此类安装现场一般不宜采用吊车安装或吊车根本就不可能进入现场安装作业,此时可考虑滑移或累积滑移安装。如中国证券大厦钢连廊工程,在两栋塔楼之间有八层连廊,连廊平台顶面标高是18.700m~ 88.600m 之间,每层连廊平面尺寸为 30.4* 64.2m,跨度 30.4m,柱距 9~12m,由七根大梁组成,每根梁重约30t,每层连廊重约350t,本工程由于安装高度高,工程面积较大,可供施工场地狭小,已无法采用常规吊装方法进行安装,因此
采用分段水平滑移,垂直提升工艺进行安装。大面积空间单元网架结构安装。如干煤棚的施工,干煤棚一般为拱形结构网架,跨度 102m,长度 80m,可采用水平累积滑移技术进行安装。大吨位结构或设备的运输或安装。
2.3施工技术方案的确立程序
采用液压水平滑移及垂直提升技术进行施工,其技术方案的确立一般需经过以下几步来完成。 根据工程特点首先确立选用何种施工技术。确立施工的基本顺序。根据施工顺序确立吊运单元大小并建立工况信息。根据工况信息选择吊点,对各杆件及节点进行应力及变形析。并通过计 算对施工节点进行改造,由设计单位确认。根据计算结果确认吊点,匹配吊运设备,组建工作系统。此时需要考虑以下几点:承重系统 (如钢绞线) 要有足够的安全储备,锚具工作灵活可靠;节约能耗,提高效率。从液压系统看,连在一个泵中的千斤顶工作压力愈接近,则系统的工作效率越高。即具有相同工作压力的油缸应用一个泵源;管路不宜太长,尤其冬季施工,要保证系统在较低温度下仍能正常运转;对于复杂的大型构件的吊运,在方案实施前需进行模拟试验。试验的目的是熟悉执行机构、控制系统、动力装置之间的关系确立运行参数等。
6) 总体方案形成,正式施工。
结束语
液压水平滑移及垂直提升技术在钢结构安装工程中有如下特点:吊运过程的作用力及位移速度完全可测和可控。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;根据需要通过设备的模块化组合、扩展,使提升 滑移构件的重量、跨度、面积不受限制;液压穿芯千斤顶采用柔性索具承重。液压水平滑移及垂直提升技术是成熟的、安全可行的高科技施工技术,在钢结构工程中应予以推广应用。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或起重设备难以进入的施工场地进行大吨位大体量构件滑移提升安装;大量安装工作在地面完成,减少高空作业。
参考文献:
1吴明权, 马同庄, 李生增,等. 大吨位超长跨钢结构连廊整体液压提升施工[J]. 建筑技术, 2016, 47(3):242-244.
2刘山. 大跨度异形桁架式钢结构液压整体提升技术的应用[J]. 建筑施工,2018(9):1531-1534.
关键词:钢结构; 施工; 液压提升系统; 运用
引言:
液压水平滑移及垂直提升技术是利用计算机通过液压传动来控制液压设备的油缸伸缩,以其往复动作来完成某一构件的水平或垂直运输的一种先进的施工技术。它通过计算机可以对单体油缸或群体油缸进行集群控制,还可以通过无线通讯技术传递控制指令,它可全自动完成同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制等动作,它具有操作锁闭、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吊运技术。运用它能解决其它工艺方法难以完成的安装问题。
1设备技术原理及特點
1.1穿芯式千斤顶工作原理
穿芯式千斤顶的结构组成:主要由上锚、下锚、液压油缸、外壳等组成。穿芯式千斤顶的工作流程:以油缸的提升工况说明油缸的工作原理:首先上锚紧,下锚松,油缸伸缸,张拉钢绞线,将负载通过钢绞线作用于上锚;当油缸伸到底以后,下锚紧,上锚松,油缸缩缸,将负载由上锚转换至下锚;油缸缩缸到底,这样就完成了一个伸缩过程,如此周而复始,通过油缸的伸缩,上下锚具负载的转换,将重物随着油缸的伸缸动作逐步提升或牵引至指定位置。穿芯式千斤顶可完成提升和回落两个过程,每个流程为油缸动作的一个行程。当油缸周期动作时,提升重物则一步步上升或下降。设备特点。采用柔性索具承重。只要有合理的承重吊点,提升高度 /滑移距离不受限制;穿芯式千斤顶两端的楔型锚具具有逆向运动自锁性;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或索引;设备自动化程度高,操作方便灵活,安全性好,可靠性高,适用面广通用性强;能够自行连续动作。
1.2 爬行器工作原理
爬行器的结构组成:主要由油缸系统、夹紧器等结构组成。爬行器的工作流程:爬行器处在油缸收缩状态,利用夹紧器夹持在轨道上,油缸伸张,实现推移动作,夹紧器松开收缩油缸,实现爬行器前进,如此周而复始产生连续的推移动作。设备特点。能吸附轨道不需要特设反力点;一次安装,能够完成推进和牵引两种动作;动作精确度高能够自行连续动作;设备轻巧安装方便。
2 应用技术
2.1工作系统技术在工程中的应用
水平滑移技术。液压水平滑移技术可以通过两种方式来获得,一种是采用穿芯式千斤顶平放利用钢铰线的拉力来获得水平运动;一种是利用特制的夹持在滑行轨道上的爬器,通过推/拉力来获得水平运动。水平滑移技术可以对单元构件进行滑移,也可采取累积滑移的方式对大面积的构件拼装单元进行滑移。
垂直提升技术。垂直提升技术一般采用穿芯式千斤顶正放来进行,以穿芯式千斤顶作为牵引机具,柔性钢绞线作为承重索具,有着安全、可靠、承重件自身重量轻、运输安装方便等一系列独特优点。
曲线运动。通过穿芯式千斤顶、爬行器或二者技术组合通过不同的线速度控制位移可进行曲线运运。如郑州国际会展中心的伞装结构,其滑移安装的水平圆周运动就是靠爬行器的推移与穿芯式千斤顶的水平牵引共同来完成的。
2.2技术应用的适用范围
施工场地平面窄深型的钢结构安装。此类安装现场一般不宜采用吊车安装或吊车根本就不可能进入现场安装作业,此时可考虑滑移或累积滑移安装。如中国证券大厦钢连廊工程,在两栋塔楼之间有八层连廊,连廊平台顶面标高是18.700m~ 88.600m 之间,每层连廊平面尺寸为 30.4* 64.2m,跨度 30.4m,柱距 9~12m,由七根大梁组成,每根梁重约30t,每层连廊重约350t,本工程由于安装高度高,工程面积较大,可供施工场地狭小,已无法采用常规吊装方法进行安装,因此
采用分段水平滑移,垂直提升工艺进行安装。大面积空间单元网架结构安装。如干煤棚的施工,干煤棚一般为拱形结构网架,跨度 102m,长度 80m,可采用水平累积滑移技术进行安装。大吨位结构或设备的运输或安装。
2.3施工技术方案的确立程序
采用液压水平滑移及垂直提升技术进行施工,其技术方案的确立一般需经过以下几步来完成。 根据工程特点首先确立选用何种施工技术。确立施工的基本顺序。根据施工顺序确立吊运单元大小并建立工况信息。根据工况信息选择吊点,对各杆件及节点进行应力及变形析。并通过计 算对施工节点进行改造,由设计单位确认。根据计算结果确认吊点,匹配吊运设备,组建工作系统。此时需要考虑以下几点:承重系统 (如钢绞线) 要有足够的安全储备,锚具工作灵活可靠;节约能耗,提高效率。从液压系统看,连在一个泵中的千斤顶工作压力愈接近,则系统的工作效率越高。即具有相同工作压力的油缸应用一个泵源;管路不宜太长,尤其冬季施工,要保证系统在较低温度下仍能正常运转;对于复杂的大型构件的吊运,在方案实施前需进行模拟试验。试验的目的是熟悉执行机构、控制系统、动力装置之间的关系确立运行参数等。
6) 总体方案形成,正式施工。
结束语
液压水平滑移及垂直提升技术在钢结构安装工程中有如下特点:吊运过程的作用力及位移速度完全可测和可控。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;根据需要通过设备的模块化组合、扩展,使提升 滑移构件的重量、跨度、面积不受限制;液压穿芯千斤顶采用柔性索具承重。液压水平滑移及垂直提升技术是成熟的、安全可行的高科技施工技术,在钢结构工程中应予以推广应用。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或起重设备难以进入的施工场地进行大吨位大体量构件滑移提升安装;大量安装工作在地面完成,减少高空作业。
参考文献:
1吴明权, 马同庄, 李生增,等. 大吨位超长跨钢结构连廊整体液压提升施工[J]. 建筑技术, 2016, 47(3):242-244.
2刘山. 大跨度异形桁架式钢结构液压整体提升技术的应用[J]. 建筑施工,2018(9):1531-1534.