連鑄機澆筑鋼平臺液壓同步提升施工技術

梁 超

(中國十九冶武漢分公司, 湖北武漢 430080)

本工程為在現狀連鑄機生產線停產檢修期內進行改造施工：屬于在受限空間內作業、工期緊、常規的方法，是將連鑄機澆筑鋼平臺解體拆除后重新升高2 m恢復安裝，工作量大，施工難度極大。因此，只有研究和應用科學合理的施工技術，充分克服受限空間，對周邊的影響最小，既節約投資，又能快速改造施工，縮短工期和確保安全為目的，同時推進節能、環保、工藝技術的改造提升。

1 工程概況

2016年2月 ，我單位承接了“武鋼股份煉鋼總廠三分廠2#連鑄機改造工程”，主要施工內容為：將現狀連鑄機標高11.300 m澆筑鋼平臺整體改造提高2 m至標高13.300 m，澆筑鋼平臺上的所有結構和設備等全部提升2 m。原設計方案圖要求為：將澆筑鋼平臺及以上結構和設備等全部拆除后，重新施工安裝；澆筑鋼平臺改造工期為3個月；澆筑鋼平臺：長50m×寬46m=1560m2，重量約910 t。

2 原有施工技術的難點

在空間及平面均受限制的空間內作業，鋼結構拆除、安裝高度較高，結構自重較大，且分解較多，設備及其他結構拆除量大。若采用分解高空安裝方案，則高空組裝、焊接工作量巨大，存在較大的質量、安全風險，吊車選型較大，且工期較長，施工難度較大，施工成本極高，不利于本工程的總體實施。

3 液壓同步提升施工技術

由于常規的施工技術有上述難點，不利于本工程的總體實施。經過多次技術探討與研究，最終形成將“連鑄機澆筑鋼平臺”按“超大型構件”、在“受限空間”內采取“受限空間超大型構件液壓同步提升施工技術”，進行整體提升。

3.1 液壓同步提升主要設備

TJJ-1400型液壓提升器、TJV-30及TJV-60型液壓泵源系統、計算機同步控制及傳感檢測系統。

3.2 提升方案簡述

為了完成整體提升安裝，需充分考慮提升過程中的各個環節，確保整體提升過程中的結構穩定和施工安全性，因此，我們將主要從以下幾個方面來著重考慮。

3.2.1 提升吊點的設置

合理確定提升吊點的數量和位置，是提升施工中重要的工序，它直接關系到提升階段結構的穩定、提升過程中的變形控制以及施工安全性。

整體分析施工工況，驗算立柱結構應力和變形是否滿足施工工況要求，得出各吊點的提升反力值和被提升鋼平臺結構提升應力等的數據。根據上述數據詳細設計提升上、下吊點等，并配置相應的提升設備，編制提升專項方案。

3.2.2 提升過程的控制及監測

提升過程的控制及監測有利于觀測提升過程中的鋼平臺結構變形及結構受力情況，以確定提升過程中的各項指標，確保提升過程中的整體同步性。

3.3 液壓提升系統

3.3.1 主要技術

3.3.1.1 液壓同步提升

“液壓同步提升技術”采用穿芯式結構液壓提升器作為提升機具，以柔性鋼絞線作為提升承重索具。有著安全、可靠、承重件自身重量輕、運輸安裝方便、中間不必鑲接等一系列獨特優點。液壓提升器兩端的楔型錨具具有單向自鎖作用。當錨具工作(緊)時，會自動鎖緊鋼絞線；錨具不工作(松)時，放開鋼絞線，鋼絞線可上下活動。液壓提升過程見如下框所示，一個流程為液壓提升器一個行程。當液壓提升器周期重復動作時，被提升重物則一步步向前移動。

其工藝流程：

上錨緊、夾緊鋼絞線 → 提升器提升重物→下錨緊、夾緊鋼絞線 →主油缸微縮、上錨片脫開 →上錨缸上升、上錨全松 →主油缸縮回原位

3.3.1.2 計算機同步控制

液壓同步提升施工技術采用行程及位移傳感監測和計算機控制，通過數據反饋和控制指令傳遞，可全自動實現同步動作、負載均衡、姿態矯正、應力控制、操作閉鎖、過程顯示和故障報警等多種功能。操作人員可在中央控制室通過液壓同步計算機控制系統人機界面進行液壓提升過程及相關數據的觀察和(或)控制指令的發布。

3.3.2 主要設備

(1)液壓提升器：液壓提升器是穿芯式千斤頂結構。

(2)液壓泵源系統：為提升器提供液壓動力。

(3)同步控制系統：液壓同步提升施工技術采用行程及位移傳感監測和計算機控制，通過數據反饋和控制指令傳遞，可全自動實現同步動作、負載均衡、姿態矯正、應力控制、操作閉鎖、過程顯示和故障報警等多種功能。同步控制系統由動力控制系統、功率驅動系統、計算機控制系統等組成。

3.3.3 技術特點

通過提升設備擴展組合，提升重量、跨度、面積不受限制；采用柔性索具承重，只要有合理的吊點，提升高度不受限制；液壓提升器錨具具有逆向運動自鎖性，使提升過程十分安全，并且構件可以在提升過程中的任意位置長期可靠鎖定；液壓提升器通過液壓回路驅動，動作過程中加速度極小，對被提升構件及提升框架結構幾乎無附加動荷載；液壓提升設備體積小、自重輕、承載能力大，特別適宜于在狹小空間或室內進行大噸位構件牽引安裝；設備自動化程度高、操作方便、安全性好、可靠性高、使用面廣、通用性強。

3.4 液壓提升措施和方法

3.4.1 提升吊點布置

采用液壓提升進行安裝，應分別設置提升上、下吊點，用以分別放置提升器及地錨。本案中鋼平臺提升高度為2 m。在原結構梁頂標高基礎上加高4.2 m，設置提升平臺(提升牛腿)放置液壓提升器作為提升上吊點；在鋼平臺(被提升結構)對應位置焊接下吊具并放置地錨作為下吊點。上、下吊點間通過鋼絞線連接，利用整體同步液壓提升技術將結構提升。現場提升吊點焊接安裝時，應注意先定位安裝下吊點，再確定上吊點提升支架的下料及安裝。確保提升過程中，鋼平臺通道暢通和上、下吊點垂直度。

本工程提升采用19臺TJJ-1400型提升器, 吊點開孔直徑180 mm。根據被提升結構驗算結果，共設計19個吊點，設置提升區域吊點平面布置見圖1，提升吊點反力標準值及設備配置見表1。

圖1 提升區域吊點平面布置

吊點編號吊點反力/kN鋼絞線數/根鋼絞線安全系數吊點編號吊點反力/kN鋼絞線數/根鋼絞線安全系數吊點1226.233.45吊點11154.235.06吊點2400.363.90吊點12585.583.55吊點393.938.30吊點13276.265.65吊點4175.534.44吊點14480.363.25吊點5607.683.42吊點151044.9122.99吊點6980.4123.18吊點161059.2122.95吊點7714.982.91吊點17325.764.79吊點8534.562.92吊點18215.633.62吊點9619.383.36吊點19173.134.51吊點10448.163.48共計9115.3122

3.4.2 提升上吊點

采用液壓同步提升設備提升，需要設置專用提升平臺，即提升上吊點，提升上吊點布置液壓提升器，提升器通過提升專用鋼絞線與鋼平臺對應下吊點地錨相連接。本工程中，提升上吊點為原結構柱加高焊接支架。共分七種形式(表2)。

表2 上吊點焊接支架形式

3.4.3 提升下吊點

我國城市商業銀行在發展的過程中，通過運用不同的競爭策略，從經營和產品的方法、手段、種類等多方面參與市場競爭，將許多資源投入到關注競爭多收的一舉一動上，卻忽視了自身的目標市場定位，未能作出合乎時宜的自身目標市場定位，同時，市場細分也不夠合理，忽略了客戶導向的因素，從而被動地跟隨著競爭對手。近年來，城市商業銀行頻頻采取應急性競爭應對策略，在自身的市場營銷戰略和策略上又存在明顯不足。

在整體提升過程中主要承受自重產生的垂直荷載。提升下吊點的設置以盡量不改變結構原有受力體系為原則。根據提升上吊點的設置，提升下吊點對應于上吊點而設置，提升下吊點內安裝提升專用地錨，提升地錨通過鋼絞線與提升上吊點內的提升器連接(僅吊點8采用扁擔梁形式提升)。 下吊點設置在被提升構件上，采用直接在鋼平臺上焊接吊具的方式。

3.5 被提升結構與提升措施計算:本文略。3.6 主要設備選取

液壓提升系統主要由液壓提升器、泵源系統、傳感檢測及計算機同步控制系統組成。

3.6.1 液壓提升器

提升器的配置主要考慮吊點提升力。根據提升過程的吊點反力，考慮選用TJJ-1400型液壓提升，單臺額定提升能力為1 400 kN，本工程中共計配置19臺。

3.6.2泵源系統

3.6.3 控制系統

依據提升器及泵源系統，配置一套YT1型計算機同步控制及傳感檢查系統。

3.6.4 承重鋼絞線

鋼絞線作為柔性承重索具，采用高強度低松弛預應力鋼絞線。

根據液壓設備配置，提升過程中，選取φ15.2 mm，破斷力為26 t的鋼絞線，每根長約8 m，共計約0.9 t。

3.7 提升前的準備及檢查工作

液壓提升器安裝、導向架制作及安裝、專用底錨的安裝、鋼絞線的安裝、液壓管路的安裝、控制及動力線的連接、設備的檢查調試。

3.8 正式提升

為了確保連鑄機澆筑鋼平臺提升單元及主體結構提升過程的平穩、安全，根據鋼平臺的特性，擬采用“吊點油壓均衡，結構姿態調整，位移同步控制，分級卸載就位”的同步提升和卸載落位控制策略。

4 經濟、工期指標分析比較

“連鑄機澆筑鋼平臺液壓同步提升施工技術”費用、工期，約為原技術“解體拆除后重新升高恢復安裝的施工技術”費用、工期的1/3。

本工程通過“連鑄機澆筑鋼平臺液壓同步提升施工技術研究”的實施應用，是對常規的“解體拆除后重新升高恢復施工技術”的重大突破!具有簡易、快速、安全、新穎性的施工特點，更節省了澆筑鋼平臺上所有設備及結構物的拆除恢復的巨大工作量。施工工藝更加科學合理，節省了大量的費用，保證了工程的施工質量、安全、進度、節能、環保。經濟效益、工期效應、社會效益顯著。