鋼結構液壓整體同步提升施工技術研究

陳德龍

摘要：大跨度空間鋼結構，施工的難度大，不利于鋼結構現場安裝的工期控制。在此基礎上，在正下方樓面上，完成鋼結構的分塊拼裝使之成為一個整體，并把液壓整體同步提升技術應用于其中，使鋼結構整體得以提升，并把計算機高科技應用于其中 ，實現同步控制，使液壓系統傳統加速度減小，并以地其實施有效的控制，提升安裝過程的穩定性，其安全性能得到更好的保障。

Abstract： The large-span space steel structure is difficult to construct and is unfavorable for the construction period control of the steel structure field installation. Based on the method， the steel structure is integral lifted in place by adopting the hydraulic integral synchronous lifting technology after the steel structure is divided into a whole on the lower floor surface， the whole lifting of the steel structure is realized， the computer synchronous control is adopted in the lifting process， the transmission acceleration of the hydraulic system is small and controllable， and the stability and safety of the whole installation process can be effectively ensured.

關鍵詞：大跨度；鋼結構；整體提升；穩定性

Key words： large-span；steel structure；integral lifting；stability

中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）31-0135-02

0 引言

受經濟和文化建設需求不斷擴大的影響，人們的品味發生巨大的變化，對建筑欣賞鑒別力顯著提升。在這種背景下，大跨度空間鋼結構的優勢得以發揮，由于形式具有多樣化的特點，加之造型優美典雅，具有良好的經濟性能，成為設計師們的新寵[1]。隨著大跨度空產結構的普及，大型公共建筑屋蓋結構中得到廣泛的應用，機場建筑、會展中心、體育場館等建筑的屋蓋都應用了鋼結構[2]。大跨度空間鋼結構施工的新特點，給大跨度空間鋼結構施工帶來了機遇和挑戰。把分件高空散裝的方法應用于工程之中，這種方法高空組裝與焊接的工作量較大，吊裝要求較高，而現場的機械設備難以滿足需求，加之需要大量的高空組拼胎架，所進行的搭設高度大，質量風險與安全隱患較大[3]。加大了施工的難度，這鋼結構現場安裝十分不利，工期控制受到影響而延遲[4]。本工法是對天津數字電視大廈二期工程的成功施工經驗進行總結形成，將鋼結構在正下方樓面上分塊拼裝成整體后，為了使其達到整體提升的目標，采用了 “大跨度空間鋼結構液壓整體同步提升施工工法”并取得了良好的效果，使安裝施工的難度下降的同時，質量和安全性能得到保障，工期和施工成本得到較好的控制。

1 工藝原理

如果施工空間較小，以及跨度較大、高度較高的情況下，鋼構件采用地面拼裝的方式，可以應用“大跨度空間鋼結構液壓整體同步提升施工技術”，可以使整體得以提升。這種技術的提升機具應用的是穿芯式結構液壓提升器，所采用的索具是柔性鋼絞線，使鋼結構整體同步提升，但要注意的是提升的過程是復雜的，要與水準儀相配合，并發展出經緯儀監測的功能，提升點的位移、標高，明確受力情況，如果發現有水平偏移的情況發生，或者兩個提升點不同步的問題，需要在計算機的作用下，完成對系統的調整。

2 施工流程

地面散件拼裝→液壓提升設備安裝→設備的檢查及調試→同步吊點設置→提升分級加載→結構離地檢查→姿態檢測調整→整體同步提升→提升過程的微調→提升就位→拆除設備

3 操作要點

3.1 地面散件拼裝

在實施地面拼裝之前，需要進行驗收工作，保證進場的鋼構件質量達到標準，在構件上確定安裝標高，位置線要明確，在此基礎上，鋼構件在地面的拼裝位置要確定下來。而對桁架進行地面拼裝操作時，要把拼裝臺設在每個接口處，底座如果采用的是箱梁和工字梁，可以更好的保證拼裝精度。采用不同厚度的鋼板，將其放置到鋼梁之上。拼裝臺作為重要場地，要采用高精度的儀器進行超平和放線操作，使支架更具穩定性，在進行拼裝操作時，不會出現變形的問題。

在拼裝鋼桁架時，要注意的是弦桿分為上下弦兩種，在操作時要由下至上的進行，按照從中間到兩側順序，才能使拼裝順利的進行。兩榀桁架拼裝完畢后，立刻安裝桁架間的連系桿，穩定的整體得以形成。桁架拼裝的技術性較強，當天所拼裝的構件必須形成穩定體系。當桁架拼裝完成后，需要擰上高強螺栓，并進行焊接操作，焊接要按順序進行，先焊桁架主弦桿，在此工作完成后，進行腹桿焊接操作，焊接前測量桁架矢高，確保桁架與勁性柱牛腿矢高相同無偏差。

3.2 液壓提升設備安裝

3.2.1 提升上下吊點安裝

根據結構形式，上吊點可將鋼骨柱內的型鋼加長約2m，在柱頂設置懸挑提升牛腿，牛腿上放置液壓提升器，下吊點可采用吊具焊接在桁架的上弦桿件上。

3.2.2 導向架制作及安裝

液壓提升器在工作時，需要完成提升和下降的操作，在頂部要預留出鋼絞線，以5至6米為宜，如果鋼絞線超過此長度，在進行提升和下降操作時，鋼絞線的運行及液壓提升器天錨以及上錨的鎖定將會受到影響，同時還會影響打開功能。由此可知配置導向架的重要性，是液壓提升器不可缺少的配件，其功能是使頂部預留鋼絞線過多的情況下，使之導出更加順暢，能夠沿著提升平臺完成向后和向下的疏導操作。

在液壓提升器的上方安裝導向架，在方便安裝油管的前提條件下確定導向架的導出方向，利于傳感器的安裝，而且不會對鋼絞線自由下墜造成不利影響。導向架棟梁與天錨的距離要控制在1.5至2米的距離，要偏離液壓提升器中心，但其范圍要控制在5至10厘米為宜，在現場操作時，可以充分利用角鋼及腳手架，使臨時制作得以完成。

3.2.3 專用地錨的安裝

為了使液壓提升器能夠正常工作，需要為其配置地錨結構，該設施是專用的，從安裝的位置來看，處于提升下吊點的專用吊具之內，要注意的是在地錨安裝時，與正上方的液壓提升器采用的是垂直對應同心安裝的方式，另外提升吊點結構同樣采取這種安裝方式。

3.2.4 鋼絞線的安裝

對穿鋼絞線的方法有著詳細的規定，所應用的是由下至上的穿法，每束鋼絞線底部要盡量持平，在鋼絞線穿好后，在夾頭和錨片的作用下，其上端被固定。液壓提升器鋼絞的安裝完成后，正下方有對應的下吊點地錨結構，把鋼絞線速下端穿入其中，需要進行調整使之達到最佳狀態，并予以鎖定。在每臺液壓提升器的頂部都要預留鋼絞線，在對其向預定方向疏導時沿著導向架進行。

3.3 提升分級加載

試提升是極為重要的環節，需要鋼結構、提升設施、提升設備系統的共同參與才能完成，同時還要對其進行觀察和監測，確認是否與模擬工況計算的要求相符，是否滿足設計條件，使提升過程的安全性得以保障。

實際操作的依據是計算機仿真計算時，所獲取的各提升吊點反力值，對鋼結構單元采取分級加載的做法，使吊點處液壓提升系統伸缸壓力不斷增加，其狀態較為緩慢并且分級增加，其數據依次為20%、40%、60%、80%。如果各部分并無異常情況出現，加載要繼續進行，可以達到90%、95%，甚至可以加載到100%。

分級加載的過程要嚴謹，每完成一步加載后，都要暫停操作，對其進檢查，確定上下吊點結構沒有問題，掌握鋼結構經過加載操作后是否出現變形的問題，同時還要對主樓穩定性情況加以界定，經過嚴格的檢查后確認無問題出現，下一步分期加載才能進行。

分級加載繼續進行，當進行到鋼結構離開拼裝胎架時有出現各點不同時離地的情況，在此情況下，需要控制降低的速度，使之降低，就各點離地的情況予以觀察，如果有需要，可以進行“單點動”提升操作，鋼結構離地時，要保障平穩性，各點處于同步狀態。

3.4 整體同步提升

經過嚴格的檢查后確定情況正常，則要進行整體同步提升桁架的操作。提升過程要遵循相關規定，與水準儀相配合，經緯儀的監測作用要發揮出來，掌握各提升點的位移情況，監測標高和受力情況，如果經過這兩種儀器的檢測，發現水平偏移不同步，以及兩個提升點沒有同時進行，則需要利用計算機控制系統發揮作用，對其進行調整。抄平作業是不可缺少的重要環節，每提升5米即要進行一次，誤差要控制在10毫米以內，否則需要進行單機高度作業。對桁架提升有較高的要求，必須要處于同一平面之上。

3.5 提升就位

在對鋼結構實施提升操作時，如果達到設計位置，則要停止操作。并對各吊點實施微調，提高主桁架各層弦桿的精確度，使其處于設計位置之上，對其進行鎖緊靜止操作，在此環節液壓提升系統暫停工作，使鋼結構單元處于空中姿態，另外還要注意的是在此環節對主桁架的要求，分分段的各層弦桿與端部分段之間采取對口焊接的做法，使之被固定下來，在安裝斜腹桿后，對其實施分段操作，與兩端已裝分段結構相適應，整體穩定受力體系得以完成。

3.6 拆除系統

液壓提升系統設備在制裁時要同步進行，使鋼絞線處于完全松馳狀態；鋼結構的后續高空安裝繼續進行；進行拆除操作，液壓提升系統設備和相關設施都要予以拆除，使鋼結構單元整體提升安裝得以順利完成。

4 結語

本技術適用于機場大廳、會展中心、體育場館、展覽館等大跨度、大荷載、大空間的鋼結構施工。尤其是空間較為狹小的情況下采用本方法能夠達到較好的效果，室內大噸位鋼構件提升時采用此方法極為有利。在提升的過程中，計算機發揮出重要作用，使同步控制得以實現。從液壓系統傳動加速度的情況來看，小而具有可控性，不但保證了安裝系統的穩定性，而且具有較高的安全性。由于液壓同步提升設備和設施的體積較小，重量較輕，具有較強的機動能力，為倒運和安裝創造了便利條件。

參考文獻：

[1]王崇革，王鵬，孫哲.大跨度空間鋼結構的發展與現代施工技術[J].城市住宅，2015（6）.

[2]梁岳峰.淺析大跨度空間鋼結構的現代施工技術[J].門窗，2014（6）：151-152.

[3]賈洪晨.現代大跨度空間鋼結構施工技術[J].科學技術創新，2014（14）：179.

[4]胡國平.分析現代大跨度空間鋼結構施工技術[J].建筑知識：學術刊，2014（B03）：389.