鋼大梁液壓同步提升與高空平移施工工法

鋼大梁液壓同步提升與高空平移施工工法適用范圍

《鋼大梁液壓同步提升與高空平移施工工法》適用于當(dāng)大型起重機(jī)械無法進(jìn)入建筑物內(nèi)部，又須在建筑物內(nèi)進(jìn)行整體起吊安裝的一般工業(yè)與民用建筑工程的大跨度鋼梁施工。

鋼大梁液壓同步提升與高空平移施工工法工藝原理

《鋼大梁液壓同步提升與高空平移施工工法》的工藝原理敘述如下：

1、當(dāng)建筑物內(nèi)安裝空間窄小，場地條件只能滿足大型鋼構(gòu)件逐根進(jìn)場、定點(diǎn)拼接、逐根提升的情況下，構(gòu)件從一個固定的位置采用液壓同步提升到安裝高度，然后再分別高空平移到各安裝位置，使液壓同步提升與高空平移技術(shù)兩項(xiàng)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，如圖1所示。

注：1一提升油缸；2一提升平臺；3一鋼梁；4一卸載千斤頂；5平移軌道；6一結(jié)構(gòu)柱；7一鋼絞線；8一錨具；9—可拆卸軌道。

2、液壓同步提升技術(shù)是利用兩臺套的液壓提升設(shè)備分別安裝于兩個承力平臺上，采用鋼絞線承重、計算機(jī)控制、液壓同步提升的工作原理。該系統(tǒng)的核心設(shè)備是液壓提升設(shè)備，它主要由鋼絞線承重系統(tǒng)、液壓提升油缸、液壓控制系統(tǒng)、傳感器檢測系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)組成。

3、高空平移就是在鋼梁的兩端設(shè)置4個平移滾輪，鋼梁提升到預(yù)定高度后滾輪落座在軌道內(nèi)，再利用手拉葫蘆或慢速電動卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行牽引，使鋼梁兩端同步平移至安裝位置，待鋼梁安裝就位后拆除平移滾輪。

鋼大梁液壓同步提升與高空平移施工工法施工工藝

• 工藝流程

《鋼大梁液壓同步提升與高空平移施工工法》的工藝流程如圖2。

• 操作要點(diǎn)

《鋼大梁液壓同步提升與高空平移施工工法》的操作要點(diǎn)如下：

1、施工準(zhǔn)備

（1）提升承力平臺安裝：由柱、懸臂梁、橫梁及操作平臺組成的提升承力平臺，其上放置液壓提升機(jī)，泵站及計算機(jī)控制系統(tǒng)等，其安裝高度應(yīng)高于構(gòu)件就位后的頂面高度約2.5米。承力平臺的預(yù)埋件安裝在結(jié)構(gòu)受力允許的混凝土柱上，平臺的柱、梁等構(gòu)件應(yīng)與預(yù)埋件電焊連接，整個平臺焊接結(jié)束后應(yīng)進(jìn)行焊縫檢測。

（2）高空平移軌道安裝：高空平移用的鋼制軌道梁須經(jīng)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性驗(yàn)算復(fù)核后才能使用，相關(guān)預(yù)埋件安裝在結(jié)構(gòu)受力允許的混凝土柱上，并采取有效的加固措施提高其整體穩(wěn)定性，焊接安裝結(jié)束后應(yīng)進(jìn)行焊縫檢測；鋼制軌道梁安裝結(jié)束后在其面上進(jìn)行鋼梁平移軌道安裝，軌道安裝應(yīng)成一條直線，接頭應(yīng)平滑保證移動時順利通過，軌道末端設(shè)置擋塊防止平移時鋼梁沖出軌道。

（3）液壓提升機(jī)應(yīng)安裝在承力平臺的前端接近中間位置，兩端提升機(jī)的中心連線應(yīng)保證位于鋼梁提升區(qū)域的中間位置，防止提升時單向偏移。

（4）對鋼梁進(jìn)場路線與焊接組裝區(qū)域的路面、樓板進(jìn)行驗(yàn)算，并采取有效的加固措施，防止路面或樓板坍塌、斷裂。

（5）對拼焊成型的鋼梁按要求進(jìn)行無損檢測檢測合格后安裝行走滾輪及吊點(diǎn)錨具。錨具、滾輪的安裝位置應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場液壓提升機(jī)中心位置、軌道位置及安裝軸線進(jìn)行實(shí)測后確定。

2、鋼梁預(yù)提升

第一根鋼梁在正式提升前應(yīng)進(jìn)行預(yù)提升，將鋼梁提升懸空50~100毫米，并在空中懸停，同時對各系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，對承力平臺的變形及鋼梁的撓度進(jìn)行實(shí)測，并重復(fù)提升下降循環(huán)2~3次。

3、鋼梁正式提升

在提升設(shè)備調(diào)試檢驗(yàn)完畢后，拆除軌道梁的可拆裝梁段，鋼梁開始正式提升，當(dāng)鋼梁正式提升至梁底面比平移軌道面高時200~300毫米時安裝可拆裝梁段；用高強(qiáng)螺栓將可拆裝軌道梁與軌道梁固定段連接，而后將提升的鋼梁逐漸下降，使鋼梁下端平移滾輪進(jìn)入預(yù)先設(shè)置的軌道上。

4、鋼梁高空平移

鋼大梁平移時可利用手拉葫蘆或慢速電動卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行牽引，在鋼梁前進(jìn)方向兩端各設(shè)一臺牽引裝置，后方設(shè)反向纜風(fēng)繩隨移隨放。在鋼梁安裝位置上安設(shè)兩臺激光測距儀，根據(jù)定時測量的距離，由兩個指揮員通過對講機(jī)協(xié)調(diào)移動的速度，做到兩端同步平移，不同步時應(yīng)及時調(diào)整。

5、鋼梁就位

鋼大梁平移到位后，由4千斤頂將鋼梁托起，拔出平移滾輪后將鋼梁徐徐放下就位，完成一根鋼梁安裝就位。

• 勞動力組織

起重工4人、電焊工2人、指揮工2人、測量工人、電工1人、輔助工4人、電腦操作員2人。

《鋼大梁液壓同步提升與高空平移施工工法》所用的材料及設(shè)備明細(xì)如下：

《鋼大梁液壓同步提升與高空平移施工工法》所需設(shè)備見表1。

《鋼大梁液壓同步提升與高空平移施工工法》的工法特點(diǎn)是：

1、可在較為狹小的室內(nèi)空間內(nèi)進(jìn)行安裝。

2、技術(shù)先進(jìn)，安全可靠，工藝成熟。

3、對主體結(jié)構(gòu)施工的影響小，有利于其他工序平行施工，節(jié)省工期。

隨著大跨度、多功能大型公共建筑物的增多，大跨度的鋼梁在工程中得到廣泛的應(yīng)用。這些構(gòu)件具有體積大、重量大、安裝在建筑物中間精度要求高等特點(diǎn)，且安裝時周邊結(jié)構(gòu)均勻施工，故一般大型起重機(jī)械設(shè)備無法進(jìn)入建筑物內(nèi)部進(jìn)行作業(yè)。

福建二建建設(shè)集團(tuán)公司聯(lián)合設(shè)計單位和有關(guān)大專院校開展了科技創(chuàng)新，采用液壓同步提升與高空平移技術(shù)完成鋼大梁的安裝作業(yè)，取得顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，該技術(shù)通過福建省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳的鑒定技術(shù)水平達(dá)到2010年時的中國領(lǐng)先水平，獲得了福建省科技進(jìn)步三等獎，同時經(jīng)過多個工程項(xiàng)目的實(shí)踐形成了《鋼大梁液壓同步提升與高空平移施工工法》。

《鋼大梁液壓同步提升與高空平移施工工法》的質(zhì)量控制要求如下：

1、該工法必須遵守《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB 50205和《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》JGJ 81等相關(guān)的國家規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。

2、平移滾輪實(shí)際安裝位置應(yīng)準(zhǔn)確，與設(shè)計位置允許偏差±5毫米。

3、可拆裝梁中點(diǎn)應(yīng)位于提升鋼梁的中心線上，允許偏差±5毫米。

4、可拆裝梁應(yīng)加工成下長上短，上翼緣比下翼緣宜短40毫米，以利于裝拆。

5、兩側(cè)軌道軌距偏差應(yīng)控制在±10毫米以內(nèi)。

6、鋼梁安裝偏差應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB 50205要求。

《鋼大梁液壓同步提升與高空平移施工工法》的效益分析如下：

社會效益

采用液壓同步提升與高空平移技術(shù)施工無噪聲，對環(huán)境無污染，且施工作業(yè)面小，不影響其他工種施工，可確保工期；該技術(shù)安全系數(shù)高，可確保安全。

經(jīng)濟(jì)效益

從施工的幾個項(xiàng)目測算，采用以上技術(shù)吊裝費(fèi)用約占鋼結(jié)構(gòu)總造價6%左右，與采用超大型起吊設(shè)備在建筑物外安裝相比，費(fèi)用減少一半以上，經(jīng)濟(jì)效益良好。

采用《鋼大梁液壓同步提升與高空平移施工工法》施工時，除應(yīng)執(zhí)行國家、地方的各項(xiàng)安全施工的規(guī)定外，尚應(yīng)遵守注意下列事項(xiàng)：

1、施工過程應(yīng)嚴(yán)格按照《高空作業(yè)機(jī)械安全規(guī)則》JG 5099等有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

2、液壓系統(tǒng)的安全措施

（1）在鋼絞線承重系統(tǒng)中增設(shè)多道錨具，如上錨、下錨、安全錨等。

（2）每臺提升油缸上設(shè)液壓鎖，防止失速下降。

（3）液壓系統(tǒng)設(shè)置溢流閥，控制每臺提升油缸的最高負(fù)載。

（4）設(shè)置節(jié)流閥，控制提升油缸的縮缸速度，確保下放時的安全。

（5）液壓泵站上設(shè)置安全閥，通過調(diào)節(jié)安全閥的設(shè)定壓力，防止液壓系統(tǒng)超過規(guī)定壓力。

3、計算機(jī)控制系統(tǒng)的安全措施

（1）液壓和電控系統(tǒng)采用聯(lián)鎖設(shè)計，通過硬件和軟件閉鎖，以保證提升系統(tǒng)不會出現(xiàn)由于誤操作帶來的不良后果。

（2）控制系統(tǒng)具有異常自動停機(jī)、斷電保護(hù)停機(jī)、高差超差停機(jī)等功能。

（3）控制系統(tǒng)采用容錯設(shè)計，具有較強(qiáng)抗干擾能力。

4、提升與平移結(jié)構(gòu)體系必須經(jīng)過嚴(yán)格的設(shè)計計算，其強(qiáng)度、剛度應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范的要求。

5、提升安裝作業(yè)的安全措施

（1）在提升平臺上安裝避雷裝置，對提升設(shè)備進(jìn)行防雷保護(hù)，提升時，風(fēng)力不應(yīng)大于6級，雨天禁止提升作業(yè)。

（2）提升時提升區(qū)域下面嚴(yán)禁站人，提升與懸停期間應(yīng)防止電焊、氣割對鋼絞線的損傷。

（3）對操作技術(shù)人員和現(xiàn)場工人進(jìn)場前要進(jìn)行安全技術(shù)交底，加強(qiáng)管理，統(tǒng)一指揮。

（4）在提升過程中應(yīng)對提升系統(tǒng)進(jìn)行全面跟蹤檢測，確保萬無一失。

《鋼大梁液壓同步提升與高空平移施工工法》的應(yīng)用實(shí)例如下：

《鋼大梁液壓同步提升與高空平移施工工法》成功地應(yīng)用于福建會堂、白馬河大橋和龍巖市會展中心等工程，工程質(zhì)量滿足設(shè)計和規(guī)范要求。以龍巖市會展中心池座大型屋面工程為實(shí)例。

1、工程概況

龍巖市會展中心位于龍巖市新羅區(qū)西歧區(qū)陳歧村，會展中心池座屋面（1-15）~（1-30）軸交（1-米）軸~（1-j）軸之間設(shè)置的3根梁為焊接鋼箱梁，鋼箱梁的單根重量約103噸，安裝高度為16.95米，梁面高度20.1米，鋼箱梁的外形尺寸大：長×寬×高為43.6米×1.2米×3米~3.66米。

2、施工情況

由于鋼箱梁位于會展中心建筑物中央，安裝時劇場池座鋼筋混凝土樓板已經(jīng)完成，且劇場四面裙房框架結(jié)構(gòu)已施工完，大型起重機(jī)械設(shè)備無法進(jìn)入現(xiàn)場進(jìn)行鋼箱梁安裝作業(yè)。鋼箱梁自重大，長度長、考慮受場外運(yùn)輸及場內(nèi)運(yùn)輸?shù)闹萍s，將每根鋼箱梁分成3段運(yùn)抵安裝現(xiàn)場，采取牽引機(jī)拉滑的方法將鋼箱梁由（1-M）軸~（1-L）軸運(yùn)入劇場池座的指定位置，就地進(jìn)行整體拼接，再逐根進(jìn)行液壓同步提升和高空平移就位，先后的安裝順序依次為（1-J）軸、（1-L）軸、（1-M）軸。高空平移是利用在框架柱頂面設(shè)置高空平移用的軌道梁及軌道，采用手拉葫蘆平移就位。

3、工程評價

3根鋼箱梁分別在2009年1月9日、15日、19日順利提升到位，與其余鋼構(gòu)件組合形成大型屋面骨架系統(tǒng)，經(jīng)相關(guān)單位檢測安裝精度符合設(shè)計與規(guī)范要求，2010年龍巖市會展中心池座大型屋面鋼結(jié)構(gòu)工程獲得福建省“閩江杯”優(yōu)質(zhì)工程獎。

《鋼大梁液壓同步提升與高空平移施工工法》的環(huán)保措施如下：

1、嚴(yán)格執(zhí)行國家和地方有關(guān)環(huán)境保護(hù)的規(guī)范和規(guī)章制度。

2、承力平臺和平移軌道等焊接作業(yè)應(yīng)采取防光和隔聲降噪措施。

3、提升油缸作業(yè)時應(yīng)采取防油污污染和隔聲降噪措施。

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質(zhì)[2011]154號，《鋼大梁液壓同步提升與高空平移施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。 2100433B

榮譽(yù)表彰

2008年01月31日，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于公布2005-2006年度國家級工法的通知》建質(zhì)[2008]22號，《液壓牽引平移石化設(shè)施施工工法》被評定為2005-2006年度國家一級工法。 2100433B

《大型鋼結(jié)構(gòu)整體提升與滑移施工工法》的工法特點(diǎn)是：

1.采用液壓提升系統(tǒng)垂直提升主桁架一端與主桁架另一端沿地面水平滑移同步協(xié)調(diào)就位。

2.鋼結(jié)構(gòu)形式奇特，為多點(diǎn)支承的空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，兩榀主桁架結(jié)構(gòu)對稱，主析架地面拼裝成整體對稱的兩片，采用液壓提升系統(tǒng)整體提升主桁架空中對接。

3.現(xiàn)場安裝的吊裝復(fù)雜，形式多樣，80%構(gòu)件拼裝為高空作業(yè)，共有16個管口在高空同時準(zhǔn)確對接，難度很大。

4.結(jié)構(gòu)曲線復(fù)雜、各測量基準(zhǔn)點(diǎn)均處在三維空間。測量難度較大，制作和安裝現(xiàn)場采用全站儀等先進(jìn)的測量設(shè)備。

5.節(jié)點(diǎn)為空間多維鋼管結(jié)構(gòu)，鋼管規(guī)格多樣，節(jié)點(diǎn)各管段長度、方向不同，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，節(jié)點(diǎn)球最多連接11根鋼管。

《大型鋼結(jié)構(gòu)整體提升與滑移施工工法》的應(yīng)用實(shí)例如下：

• 實(shí)例1

澳門東亞運(yùn)動會主場館兩榀主桁架（跨度328米、高54米、重2800噸）的整體安裝，該案例為通過液壓整體提升主桁架一端，另一端沿地面水平同步滑移，從而實(shí)現(xiàn)兩主桁架高空對接。

• 實(shí)例2

滬寧高速公路北興塘、錫澄運(yùn)河大橋整體拖拉（滑移）過河架設(shè)安裝。該橋?yàn)闇麑幐咚俟罚ńK段）上的二座大型公路橋，主橋采用下承式簡支鋼桁架梁一跨跨越。鋼橋跨度為88米，高度為11米，寬度（單幅四車道）為21.5米，整橋牽引重量為1300噸。該橋施工是采用在一側(cè)陸地將整座鋼橋拼裝完成后，采用計算機(jī)控制的液壓裝置整體將鋼橋拖拉（滑移）過河安裝。同類型橋梁施工完成四座（單幅四車道），取得成功。