鋼大梁液壓同步提升與高空平移施工工法效益分析

《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；該技術安全系數(shù)高，可確保安全。

經(jīng)濟效益

從施工的幾個項目測算，采用以上技術吊裝費用約占鋼結構總造價6%左右，與采用超大型起吊設備在建筑物外安裝相比，費用減少一半以上，經(jīng)濟效益良好。

《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、嚴格執(zhí)行國家和地方有關環(huán)境保護的規(guī)范和規(guī)章制度。

2、承力平臺和平移軌道等焊接作業(yè)應采取防光和隔聲降噪措施。

3、提升油缸作業(yè)時應采取防油污污染和隔聲降噪措施。

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

1、施工過程應嚴格按照《高空作業(yè)機械安全規(guī)則》JG 5099等有關規(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)中增設多道錨具，如上錨、下錨、安全錨等。

（2）每臺提升油缸上設液壓鎖，防止失速下降。

（3）液壓系統(tǒng)設置溢流閥，控制每臺提升油缸的最高負載。

（4）設置節(jié)流閥，控制提升油缸的縮缸速度，確保下放時的安全。

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

3、計算機控制系統(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、斷電保護停機、高差超差停機等功能。

（3）控制系統(tǒng)采用容錯設計，具有較強抗干擾能力。

4、提升與平移結構體系必須經(jīng)過嚴格的設計計算，其強度、剛度應滿足相關規(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，對提升設備進行防雷保護，提升時，風力不應大于6級，雨天禁止提升作業(yè)。

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

（3）對操作技術人員和現(xiàn)場工人進場前要進行安全技術交底，加強管理，統(tǒng)一指揮。

（4）在提升過程中應對提升系統(tǒng)進行全面跟蹤檢測，確保萬無一失。

《鋼大梁液壓同步提升與高空平移施工工法》的質(zhì)量控制要求如下：

1、該工法必須遵守《鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50205和《建筑鋼結構焊接技術規(guī)程》JGJ 81等相關的國家規(guī)范、標準。

2、平移滾輪實際安裝位置應準確，與設計位置允許偏差±5毫米。

3、可拆裝梁中點應位于提升鋼梁的中心線上，允許偏差±5毫米。

4、可拆裝梁應加工成下長上短，上翼緣比下翼緣宜短40毫米，以利于裝拆。

5、兩側軌道軌距偏差應控制在±10毫米以內(nèi)。

6、鋼梁安裝偏差應符合《鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50205要求。

《鋼大梁液壓同步提升與高空平移施工工法》所用的材料及設備明細如下：

《鋼大梁液壓同步提升與高空平移施工工法》所需設備見表1。

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》適用于當大型起重機械無法進入建筑物內(nèi)部，又須在建筑物內(nèi)進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、當建筑物內(nèi)安裝空間窄小，場地條件只能滿足大型鋼構件逐根進場、定點拼接、逐根提升的情況下，構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兩項技術有機結合，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；6一結構柱；7一鋼絞線；8一錨具；9—可拆卸軌道。

2、液壓同步提升技術是利用兩臺套的液壓提升設備分別安裝于兩個承力平臺上，采用鋼絞線承重、計算機控制、液壓同步提升的工作原理。該系統(tǒng)的核心設備是液壓提升設備，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置4個平移滾輪，鋼梁提升到預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機進行牽引，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

《鋼大梁液壓同步提升與高空平移施工工法》的操作要點如下：

1、施工準備

（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，泵站及計算機控制系統(tǒng)等，其安裝高度應高于構件就位后的頂面高度約2.5米。承力平臺的預埋件安裝在結構受力允許的混凝土柱上，平臺的柱、梁等構件應與預埋件電焊連接，整個平臺焊接結束后應進行焊縫檢測。

（2）高空平移軌道安裝：高空平移用的鋼制軌道梁須經(jīng)強度、剛度、穩(wěn)定性驗算復核后才能使用，相關預埋件安裝在結構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，焊接安裝結束后應進行焊縫檢測；鋼制軌道梁安裝結束后在其面上進行鋼梁平移軌道安裝，軌道安裝應成一條直線，接頭應平滑保證移動時順利通過，軌道末端設置擋塊防止平移時鋼梁沖出軌道。

（3）液壓提升機應安裝在承力平臺的前端接近中間位置，兩端提升機的中心連線應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）對鋼梁進場路線與焊接組裝區(qū)域的路面、樓板進行驗算，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行無損檢測檢測合格后安裝行走滾輪及吊點錨具。錨具、滾輪的安裝位置應根據(jù)現(xiàn)場液壓提升機中心位置、軌道位置及安裝軸線進行實測后確定。

2、鋼梁預提升

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

3、鋼梁正式提升

在提升設備調(diào)試檢驗完畢后，拆除軌道梁的可拆裝梁段，鋼梁開始正式提升，當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入預先設置的軌道上。

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機進行牽引，在鋼梁前進方向兩端各設一臺牽引裝置，后方設反向纜風繩隨移隨放。在鋼梁安裝位置上安設兩臺激光測距儀，根據(jù)定時測量的距離，由兩個指揮員通過對講機協(xié)調(diào)移動的速度，做到兩端同步平移，不同步時應及時調(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》的工法特點是：

1、可在較為狹小的室內(nèi)空間內(nèi)進行安裝。

2、技術先進，安全可靠，工藝成熟。

3、對主體結構施工的影響小，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用。這些構件具有體積大、重量大、安裝在建筑物中間精度要求高等特點，且安裝時周邊結構均勻施工，故一般大型起重機械設備無法進入建筑物內(nèi)部進行作業(yè)。

福建二建建設集團公司聯(lián)合設計單位和有關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完成鋼大梁的安裝作業(yè)，取得顯著的社會效益和經(jīng)濟效益，該技術通過福建省住房和城鄉(xiāng)建設廳的鑒定技術水平達到2010年時的中國領先水平，獲得了福建省科技進步三等獎，同時經(jīng)過多個工程項目的實踐形成了《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》的應用實例如下：

《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構已施工完，大型起重機械設備無法進入現(xiàn)場進行鋼箱梁安裝作業(yè)。鋼箱梁自重大，長度長、考慮受場外運輸及場內(nèi)運輸?shù)闹萍s，將每根鋼箱梁分成3段運抵安裝現(xiàn)場，采取牽引機拉滑的方法將鋼箱梁由（1-M）軸~（1-L）軸運入劇場池座的指定位置，就地進行整體拼接，再逐根進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，與其余鋼構件組合形成大型屋面骨架系統(tǒng)，經(jīng)相關單位檢測安裝精度符合設計與規(guī)范要求，2010年龍巖市會展中心池座大型屋面鋼結構工程獲得福建省“閩江杯”優(yōu)質(zhì)工程獎。

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布《關于公布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

榮譽表彰

2008年01月31日，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布《關于公布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施施工工法》被評定為2005-2006年度國家一級工法。 2100433B

《大型鋼結構整體提升與滑移施工工法》的工法特點是：

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.鋼結構形式奇特，為多點支承的空間網(wǎng)殼結構，兩榀主桁架結構對稱，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)場安裝的吊裝復雜，形式多樣，80%構件拼裝為高空作業(yè)，共有16個管口在高空同時準確對接，難度很大。

4.結構曲線復雜、各測量基準點均處在三維空間。測量難度較大，制作和安裝現(xiàn)場采用全站儀等先進的測量設備。

5.節(jié)點為空間多維鋼管結構，鋼管規(guī)格多樣，節(jié)點各管段長度、方向不同，結構復雜，節(jié)點球最多連接11根鋼管。

《大型鋼結構整體提升與滑移施工工法》的應用實例如下：

• 實例1

澳門東亞運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，從而實現(xiàn)兩主桁架高空對接。

• 實例2

滬寧高速公路北興塘、錫澄運河大橋整體拖拉（滑移）過河架設安裝。該橋為滬寧高速公路（江蘇段）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陸地將整座鋼橋拼裝完成后，采用計算機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。