大跨度钢结构整体吊装施工工法

大跨度钢结构整体吊装施工工法哈尔滨市第二建筑工程公司施工工法-1-哈尔滨市第二建筑工程公司大跨度钢结构整体吊装施工工法HJ2---003---2002二00二年大跨度钢结构整体吊装施工工法哈尔滨市第二建筑工程公司施工工法-2-在当前国内钢结构在建筑工程中的应用越来越多,随之而来的大跨度钢结构安装的新技术也成为我们研究和解决的新课题.本工法结合工程实践,总结出了大跨度钢结构地面整体组装和应用集群千斤顶整体安装的一种新技术.一、特点：本工法对完成各大跨度超重钢结构的安装具有施工简洁、方便、工期短,工程质量容易保证,不需要大型机械设备和钢脚手工具,降低施工费用等特点。二、适用范围：适用于位于高层建筑物在任意高度上的桥式钢结构的整体安装。三、工艺原理：本工发法是针对两相邻高层建筑物之间的高空钢连廊制作及安装,采用地面整体组装,利用工程结构作为支座,通过计算机控制千斤顶整体同步提升安装钢结构的一种方法。四、工艺流程及操作要点：（一）、工艺流程：编制结构施工方案现场定位放样跨间钢结构地面焊接组装支座上部钢结构焊接组装提升支座两端钢短柱制作及安装钢结构吊点准备工作千斤顶锁具等安装计算机控制系统调试安装初步提升钢结构底部杆间组装整体吊装结构就位固定点焊接撤除吊装机具大跨度钢结构整体吊装施工工法哈尔滨市第二建筑工程公司施工工法-3-（二）操作要点：1、结合工程实际和现有的施工能力编制切实可行的施工方案措施及有关的准备工作。1)、对吊装承力结构进行验算,对需加固的结构采取合理的加固措施.2)、对相关的承重结构结合整体吊装配置所需的预埋铁件。3)、提升短柱设计制作安装。4)、吊装锁具提升设备锚具控制体系的选择。2、结构组装与提升安装过程应注意事项:1)、结构主体施工尺寸偏差,合理安排地面组装结构的实际尺寸及组装顺序,构件组装采用汽车吊配合手工电焊。2)、每根提升绳锁上部的两个锚具(上吊点)结构件是工厂预制,现场组装和结构上固定绳锁的锚具(下吊点)必须处于同一垂直线上。3)、结构整体提升过程中,要有专人随时检查同步性并及时与吊装指挥人员沟通,对不同步予以调整。4)、结构提升过程中所经过的空间不能有任何障碍物,对所有障碍物在提升前予以清除或在主体结构施工中合理安排。5)、结构提升就位后至结构安装焊接检验合格前起重设备不得运行及拆除。（三）整体提升1、提升系统地工作原理1）、集群千斤顶系统集群千斤顶作为整个提升工作的执行机构。根据整体结构的重量布置大跨度钢结构整体吊装施工工法哈尔滨市第二建筑工程公司施工工法-4-吊点确定液压穿心式千斤顶的规格和数量。液压千斤顶油缸有上下锚锚具油缸及提升主油缸。通过上下锚锚具油缸的伸缩来控制锚具的放松与锚紧，上锚随主油缸一起运动。下面以油缸的提升工况说明油缸的工作原理如下:提升前锚具工作状态是上锚锁紧，下锚放松,由上锚承担结构荷载，提升开始时,油缸伸缸，提升钢绞线，使结构随之上升;当油缸伸到一个行程以后，下锚锁紧，油缸缩缸，上锚放松，此时负载由上锚转换至下锚；油缸回缩,上锚随油缸下降回到提升前的位置，锁紧上锚,放松下锚,至此千斤顶完成一个提升循环。这样通过上下锚具负载的转换，油缸的伸缩，将重物随着油缸的伸缩动作逐步提升至规定高度。集群千斤顶系统通过计算机系统对所有油缸的动作统一控制、统一指挥，动作一致（同时进行锚具的松紧，同时进行伸缩缸动作等），完成构件的提升作业。2）、泵站系统:泵站系统作为整个液压同步整体提升系统的动力源，向大跨度钢结构整体吊装施工工法哈尔滨市第二建筑工程公司施工工法-5-油缸提供工作动力。通过泵站上各种控制阀的动作切换，控制油缸的伸缩缸及锚具的放松和锁紧动作。3）、钢绞线承重系统:提升油缸通过钢绞线、油缸的上下锚具、地锚和安全锚同提升结构件相连接。作为提升过程的承力系统.(每个200T油缸使用18根钢绞线，本工程使用的钢绞线为低松弛预应力钢绞线，每根钢绞线的破断承载能力为26T。提升过程中设备人配合,整理钢绞线平直,以防扭紧儿.)4）、传感器检测系统:传感器检测系统检测油缸位置、伸缩状态,油压及各吊点高差等信号，将这些信号传送至计算机控制系统，作为计算机控制系统决策的依据。5）、计算机控制系统:作为液压同步整体提升系统核心的计算机控制系统，通过计算机网络，收集各种传感器信号，进行分析处理，发出相关指令，对泵站及油缸动作进行控制，确保提升工作的同步进行。6）、动作同步控制:液压同步整体提升技术通过对油缸动作同步控制及油缸伸缸速度同步控制来实现整个结构的同步提升。计算机控制系统对泵站相关控制阀统一发出指令，控制所有油缸的上下锚具同时松紧和油缸的伸缸缩缸同时动作。当所有的锚具都紧或都松以后，系统才能开始下一步动作。当所有油缸中的某一个油缸伸缸到底，所有油缸同时停止伸缸动作，以确保油缸动作一致。系统通过这些措施实现油缸的动作同步。大跨度钢结构整体吊装施工工法哈尔滨市第二建筑工程公司施工工法-6-2、整体提升的可行性计算该计算采用中国建筑研究院STSZ计算软件，按简化单品桁架计算，整体重量400吨考虑（包括加固件重量）。红宝石重量近似按50吨集中荷载作用在中间考虑，其余重量按均布载荷考虑。1）、提升吊点计算2）、计算模型及内力3）、验算a、立柱整体稳定验算b、牛腿焊缝地验算c、拉杆验算d、上横梁弯矩验算3、整体提升的步骤1）、连接液压管路及电源2）、初步提升，安装宝石形钢结构下锥体部分3）、继续提升，到预定对接部位，在52.3米和56.5米进行法兰连接。4）、现场开孔处应在吊装完后根据实际尺寸现场开孔5）、各相应正式支撑杆件安装完成后才可拆除各支撑杆，并将临时支撑焊点修磨平滑。6）、提升速度：在机械正常运转情况下每分钟提升高度为25㎝，为一个油缸的行程。五、安装加固主要施工材料：槽钢：40C28C大跨度钢结构整体吊装施工工法哈尔滨市第二建筑工程公司施工工法-7-无缝钢管：φ325*10、φ219*10钢板：δ25、δ20、δ35工字钢：60C六、施工机械设备汽车吊：120T2台序号最大构件标重（m）单重（t）吊车性能选用杆长（m）作业半径（m）额定起重量（t）1上主梁57.13.66187.52下主梁52.83.66187.5穿心式液压千斤顶：200T4个主千斤顶油嘴尺寸M22*1.5控制夹片松紧小千斤顶油嘴尺寸M22*1.5公称提升力200KN拔压夹片公称力150KN额定油压25MPa拔夹片油压8MPa提升活塞面积8.1996*10-2㎡压夹片油压4.5MPa回升活塞面积5.1836*10-2㎡拔夹片活塞面积1.8456*10-2㎡活塞行程300㎜压夹片活塞面积2.6212*10-2㎡穿心孔直径φ170㎜活塞行程35㎜整机外行尺寸φ550*1390整机质量950㎏大跨度钢结构整体吊装施工工法哈尔滨市第二建筑工程公司施工工法-8-油泵数据及参数主泵公称流量37.0L/min辅泵公称流量15.0L/min主泵额定压力31.5MPa辅泵额定压力5.0MPa主泵电机功率15.0KW辅泵电机功率4.0KW油箱有效容积240.0L工作环境温度0℃～40℃提升平台上放置设备外行尺寸名称长度（㎜）宽度（㎜）高度（㎜）重量（㎏）操作台1200800140050起动柜600400160070油泵120070010001000经纬仪：TDJ62台水平仪：D632台电焊机：BX-30010台提升滑轮:2T～5T4个传感检测系统:1部泵站:2座启动柜:2个计算机系统：1部七、劳动力组织及安排:总负责人：1人专业工程师：2人大跨度钢结构整体吊装施工工法哈尔滨市第二建筑工程公司施工工法-9-吊装指挥：2人（负责液压控制）现场保卫：2人电脑操作人员:1人上下吊点联络员:2人安全员：2人液压控制：2人电工：4人测量:2人起重：4人铆工：12人电焊工：15人气焊工：2人安全措施1、自整体吊装开始到整体吊装结束，施工现场30米范围内加设栏绳，栏绳每10米用红布条加设一个警示标记，以示与施工无关人员禁止入内。晚间警示标记用红色电灯代替，白天将电灯撤除。2、施工现场昼夜设专人看护，特别是起升控制系统，与操作无关者严禁靠近。3、为了控制围观群众不进入禁区，吊装期间至少应有一名保卫人员维持现场秩序，同时还要有一名专职安全员对现场的安全进行监督检查。4、严格按安全操作规程进行作业，特殊工种应持证上岗，非该项特殊工种的人员不得随意操作。大跨度钢结构整体吊装施工工法哈尔滨市第二建筑工程公司施工工法-10-5、设置二名电气暂设人员，保证吊装期间的用电供应，同时对各种电气设备、电源、电缆、开关等要经常进行检查，发现破损，老化的现象要及时处理，保证现场的用电安全。6、起吊前要对所有的起吊机具，各连接受力件进行一次全面检查，无误后开始起吊。起吊时要由专人进行指挥，用统一的指挥信号，指挥人要站在两侧操作工都能看见的位置。7、起吊时先试吊，当整体离地200mm左右时，停止起升10分钟，检查构件及吊装机具有无异常现象，检测结构变形，确认无异常后再进行起升。8、进入现场警戒区内必须安全帽，高空作业要系安全带，并且要穿防滑胶鞋。9、不便于施工操作的高空位置要制作吊筐，操作者站在吊筐内操作，并要挂安全带。10、二端散装廊桥安装时，在其下40米标高处挂一层安全网，既不影响构件吊装又可防止人员高空堕落伤亡。11、二端散装廊桥的底面全部安装后（包括铺压型板）再进行上部构件的安装，在进行顶面横梁焊接时，应搭设满堂红脚手架，脚手架底部要生根（与底面绑牢），操作者应将安全带挂在脚手架上。八、质量要求：钢结构制作安装应符合钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001要求,钢结构支座及埋件质量应符合下表要求:大跨度钢结构整体吊装施工工法哈尔滨市第二建筑工程公司施工工法-11-项目允许偏差（㎜）支撑面标高±3.0水平度L/1000锚栓螺栓中心偏差5.0螺栓漏出长度+20.00螺纹长度+20.00预留孔中心偏移10.0顶面标高0-3.0水平度L/1000位置20.0九、效益分析:通过此工艺的使用,比原始的施工工艺减少了施工占地面积,缩短了施工工期,减少了不必要的经济损失:节省钢管折合人民币20万元,节省人工费6万元.增加了建筑物的整体美观效果,该施工工艺无论在经济效益和其他方面都起到了令人满意的效果.十、工程实例:此工程系黑龙江省广播电视中心新建工程,横跨于广播电视中心A、B主楼之间，跨度为70米，全部采用钢结构制作，结构重量592.65吨，主承重梁中心标高分别是52.3米和56.5米，结构最高点标高67.45米。大跨度钢结构整体吊装施工工法哈尔滨市第二建筑工程公司施工工法-12-工程简图：1、概述：见图（一）,吊装分三步完成：第一步——结构从A-A,B-B处断开，A-A处的右部廊桥和B-B处的左部廊桥在地面组装后解体，用120吨汽车吊分件，分片散装吊装就位。最大单件重3.6吨。第二步——A-A断面与B-B断面之间的廊桥及宝石在地面组装完成，采用第四个（每个200t起升能力）穿心式液压千斤顶吊装就位。整体重量375吨。第三步——用大跨度钢结构整体吊装施工工法哈尔滨市第二建筑工程公司施工工法-13-120吨汽车吊配合一套起升能力12.5吨的滑轮组安装四个拱形支座。单件重量9.6吨。2、廊桥散件吊装二端部的廊桥如果采用整体吊装，用二台120吨汽车吊散装完成。3、整体吊装在二端廊桥安装结束后，在接口处制作四个吊装立柱，见图（一）的z1-z4,在每个吊装立柱上悬挂一个起升能力200吨穿心式液压千斤顶，利用液压同步提升技术对结构整体进行提升。液压同步提升系统由集群油缸系统，泵站系统，钢绞线承重系统，传感器测试系统和计算机控制系统五部分组成。4、有关计算：4.1上吊点示意图上吊点立面示意图上吊点平面示意图大跨度钢结构整体吊装施工工法哈尔滨市第二建筑工程公司施工工法-14-4.2、整体提升的步骤4.2.1、平面布置如图如示，连接液压管路及电源。4.2.2、初步提升，安装宝石形钢结构下锥体部分。大跨度钢结构整体吊装施工工法哈尔滨市第二建筑工程公司施工工法-15-4.2.3、继续提升，