工艺工法qc屋面钢结构超大跨度钢梁液压整体提升施工工法

'超大跨度钢梁液压整体提升施工工法建设有限公司1、前言随着国家经济和社会的不断发展，大型建筑物逐渐增多，钢结构工程的项目也逐年增多，并且越来越多的商业建筑采用钢结构的结构形式，这些商业建筑一般均位于闹市区，施工现场狭窄。其中大跨度的钢梁在商业建筑钢结构设计中得到了广泛的应用，这些钢梁构件具有跨度长、体积大、重量大、安装精度要求高等特点，需要占用在建的建筑物内部或上部空间进行安装，鉴于塔吊吨位限制，大型起重机械设备无法进入现场作业等原因，在这种施工条件下，采用液压千斤顶整体提升技术可以解决以上技术难题。2、工法特点2.1可在较为狭窄的空间环境下进行安装。2.2整体提升技术先进，操作安全可靠，工艺较为成熟。2.3对主体结构的施工影响较小，便于其它专业平行施工。3、适用范围本工法适用于塔吊吨位限制、大型起重机械设备无法进入建筑物内部或上部，又须进行整体起吊安装的一般工业与民用建筑的大跨度钢梁和大跨度桁架及桥梁的施工。4、工艺原理4.1当施工现场安装空间窄小，大型钢构件只能做到逐根进场、定点拼接、然后整体拼装完成后，采用两点整体提升的施工方法来安装钢构件。4.2液压同步提升技术是利用两套的液压提升设备，分别安装于两个承力平台（钢柱）上，采用钢铰线承重、计算机控制、液压同步提升的工作原理。该系统的核心设备是一套液压提升设备，它主要由钢铰线承重系统、液压提升油缸、液压控制系统、传感器检测系统和电气控制系统组成。11 图4.2-1千斤顶—YCQ60-200型图4.2-2油泵—ZB1.5×2/630型自动工具锚--工具锚1：安全锚；工具锚2：提升锚；工具锚3：回程锚；3种工具锚每种4套。在整个提升过程中工具锚2是主要工作锚具，工具锚1、3为安11 全锚具。提升所使用的钢绞线为直径15.2mm，规定非比例延伸力234KN（最大拉力）。总共采用6根钢绞线提升钢结构大梁，每个千斤顶穿3根钢绞线，见图4.2-3。图4.2-3钢绞线示意图图4.2-4提升千斤顶组成示意图11 由1台油泵带动1台千斤顶同步提升。图4.2-5工作原理阀组包括：调节阀、卸荷阀、安全阀、持压阀(单向阀)及压力表管路等。调节阀是锥形节流阀，手动调节缝隙大小改变供油量及压力。卸荷阀是手动截止阀，打开时使系统卸荷，油回至油箱。持压阀(单向阀)，高压油由泵体排出后，单向供往液压机具。当切断电源或调节阀打开时,能保持系统油压。11 安全阀是压力弹簧平衡式压力控制阀。可以调节弹簧压紧程度使系统压力限定。当系统压力超过给定值,高压油压缩弹簧使阀打开,高压油溢流；压力低时,弹簧使阀关闭。固定在梁上的锚具。钢绞线钢绞线图4.2.5固定在柱顶的千斤顶图4.2.6提升中的钢梁11 1.油管向缸内注入液压油2.液压油推动活塞向上移动。活塞推动一次的行程最大200mm。3.钢绞线与活塞用锚具卡住之后也随之向上移动。4.当活塞向上移动一个行程以后液压油随此管流出，活塞缓慢落下。5.当活塞下落时，此处的锚具将钢绞线卡住，防止下滑。锚具1锚具3锚具2液压千斤顶5、施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程施工准备大钢梁预提升大钢梁正式提升大钢梁高空提升大钢梁提升就位图5.1工艺流程图5.2操作要点1、安装锚板和夹片前，用干净的棉布(棉纱)擦干净锚孔和夹片，锚孔内可少涂一层油脂。再将顶压装置按设计图准确安装，形成成套的自动工具锚。2、将千斤顶专用工装—前缸盖、工具锚2、固定板1、压紧螺母安装在千斤顶上。3、将固定板、工具锚1、和工具锚3与组装好的千斤顶组装成套。见下图：11 定位板图5.2.1安装并定位千斤顶进场前，将千斤顶提升装置、油泵、油管、油表和钢绞线组装在一起加上少量荷载进行试运行，实现成套设备的每一个功能。试运行过程：千斤顶进油→到位→千斤顶回油（换向）→下一个循环需观察的情况：1)进油（提升）时：每台千斤顶上方工具锚2的夹片是否住钢绞线；上方工具锚1、3的夹片是否被正常顶开。2)回油前检查上方工具锚1、3夹片是否夹持好钢绞线。如有问题，对顶压工装螺杆进行调节达到最好效果。钢绞线下料：使用Φj15.2mm钢绞线进行提升，下料仔细检查钢绞线，不得有锈蚀、泥污、尘土等，确保提升安全可靠。根据钢梁需要提升的高度和提升装置所需的高度对钢绞线下料，长度为L+500mm，L为待提升钢结构还在平台上时从下锚固点到上提升点穿过千斤顶及锚具的长度，每根梁提升用4束，提升完后经检查合格可重复使用。制作固定端挤压锚。以固定端锚具为起点，在钢绞线上每隔2m用红油漆划线做标记，便于提升时观察同步程度。在地面将钢梁拼装时须对制作平台的各支撑点进行抄平，钢梁放置要保证与上下锚固点对齐，以方便就位。11 提升装置现场安装，在提升之前，协同相关单位对放置千斤顶的承台进行验收。在提升点钢梁端部上方安装千斤顶提升装置；并接好油泵（放置在已有安全结构上）；在钢梁的两端、牛腿下方安装固定端锚具，在钢绞线的另外一端安装工作锚具，用钢丝绳牵引锚具并提升至千斤顶提升装置下方，拆除锚具，将钢绞线端头向上穿入千斤顶及工具锚板，端部外露不少于500mm；在钢梁上下翼缘距离钢绞线较近处固定PVC软垫片以减少提升过程中翼缘可能对钢绞线产生的伤害。预紧钢绞线，再调整2束钢绞线的拉力及2个提升点的垂直高度，保证钢梁水平。选定各油泵操作人员，明确一人指挥，在安装钢绞线之前，操作人员应该进行岗前培训、演习操作程序。统一命令，同时供油，钢梁开始提升。行程至15cm，停止供油，检查上方工具锚1、3的夹片，确认上方工具锚夹片夹好钢绞线之后，换向，千斤顶回程；千斤顶回到底后，再重复下一个循环。提升时，每台千斤顶上方工具锚2的夹片是否夹住钢绞线；千斤顶油缸向上运行时，上方工具锚1、3的夹片是否被正常顶开，回程前检查上方工具锚1、3夹片是否夹持好钢绞线；观察提升过程中工作平台是否偏斜或产生较大变形，如有此种情况发生，说明工作平台四个提升点高度不一致，应及时调整；每次提升到钢绞线上2m划线处，观察各千斤顶提升距离有无较大差别。当钢梁提升到距离最后的位置10cm左右时，应停下来，准备好固定钢梁的装置，然后继续提升，采用油泵点动控制，使钢梁慢慢就位。钢梁一定不能提升过头，超过预定位置，因为提升系统无法下降。为避免提升过头，在挑梁牛腿端部设置了导向板，该导向板长300mm，在牛腿内部100mm，其他200mm悬于牛腿外用于固定提升钢梁，导向板在提升即将开始时焊接在各层钢梁牛腿端部。提升到位后，设备停止，检查锚具是否夹紧，核查完毕后断电锚固，进行结构连接。5.3劳动力组织起重工10人、电焊工6人、指挥工4人、测量工2人、电工1人、辅助工211 人、电脑操作员2人。6、材料与设备本工法不需要特殊的材料，主要的机具设备见表6。表6主要机具设备表设备名称数量规格型号用途二氧化碳保护焊机2套OTC-600焊接定位板手拉葫芦2台5t水平校正钢绞线300mΦ15.2mm提升钢梁千斤顶2台YCQ60-200型提升钢梁油泵2台ZB1.5×2/630型注入液压油7、质量控制7.1本工法必须遵守执行有关的国家及其他有关标准、规范。7.2可拆装梁中点应位于提升钢梁的中心线上，允许偏差±10mm。7.3可拆装梁应加工成下宽上窄，上翼缘比下翼缘宜短40mm，以利于自下而上装拆。7.4每套液压提升机的提升能力视被提升梁的重量而定，并应保证提升机械有足够的安全系数。7.5提升承力平台的钢柱、悬挑梁及平移钢梁应满足强度及刚度的要求，钢梁受荷载后最大挠度应控制在1/400L内。7.6两侧槽钢轨道水平距离偏差应控制在±10mm以内。7.7钢梁安装位置，其允许偏差应符合GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》。8、安全措施8.1施工过程应严格按照《建筑安装工程安全技术规程》的有关规定施工。8.2提升油缸的安全措施：1在钢绞线承重系统中增设多道锚具，如上锚、下锚、安全锚等；2每台提升油缸上设液压锁，防止失速下降；3安装溢流阀，控制每台提升油缸的最高负载，安装节流阀，控制提升油11 缸的缩缸速度，确保下放时的安全。8.3液压泵站上安装安全阀，通过调节安全阀的设定压力，限制每点的最高提升能力，确保不会因为提升力过大而破坏结构。8.4计算机控制系统的安全措施：1液压和电控系统采用联锁设计，通过硬件和软件闭锁，以保证提升系统不会出现由于误操作带来的不良后果；2控制系统具有异常自动停机、断电保护停机、高差超差停机等功能；3控制系统采用容错设计，具有较强抗干扰能力。8.5提升结构体系的安全措施：1提升结构体系必须经过严格的设计计算，并提交设计院审核；2在提升平台上安装避雷装置，对提升设备进行防雷保护。提升时，风力不应大于6级，雨天禁止提升作业；3提升时，提升区域下面严禁站人。提升与悬停期间应防止电焊、气割对钢绞线的损伤；4对操作技术人员和现场工人进场前要进行安全技术交底，加强管理，统一指挥；5在正式提升前应对提升系统进行一次全面检测，确保万无一失。9、环保措施9.1严格执行国家和地方有关环境保护的规范和规章制度。9.2承力平台和平移轨道等焊接作业应采取防光和隔音降噪措施。9.3提升油缸作业时应采取防油污污染和隔音降噪措施。10、效益分析采用液压整体提升施工技术在技术方面的优点是：无施工噪音，对环境无污染；施工作业面小，不影响其它工种施工，对总体工期有保证；该技术安全系数高，安装质量有保障。从施工的几个项目来算，采用该技术起吊安装费用造价低廉，与采用其它吊装方式相比所占比例不高，在经济上具有可接受性，产生经济效益174.25万元（工期经济效益未计入经济效益计算）。11、应用实例本工法已经成功应用于济南恒隆广场、中央电视台新址、北京T3航站楼等11 工程，工程质量能够满足规范和合同要求。现以济南恒隆广场工程为实例。11.1工程概况济南恒隆广场工程地上部分钢结构主要分为3大部分:小钢桥、中间天桥结构、屋面钢结构。小钢桥结构从3层起至6层，跨度为50m，钢构件多为矩形，最大截面为1600*1000*40mm，总重量为1600t。中间天桥结构从±0m层起至屋面，在3层、5层、6层有连接东西向的通道，最大截面为箱型柱1500*1750*40（1991kg/m）、箱型梁1750*2000*30（1738kg/m）、箱型梁2000*800*40（1708kg/m）。屋面结构为门式钢架，分布于西北角和东南角。屋面构件最大截面形式为箱型柱、梁800*1800*30（1196kg/m）。11.2施工情况2010年8月10号-8月30号进行提升，提升了屋面10榀大梁，总共800吨,单榀钢梁最大重量为85吨。11.3工程评价济南恒隆广场屋面钢结构首批两榀大梁于2010年8月16日提升成功，项目部技术人员对现场情况和计算模型进行了仔细的研究和比对，采取了四部60吨液压千斤顶，采用轮换吊点的方式进行提升，此方案通过济南市专家论证，也一并报给了业主、顾问及监理。将首批长为40m重76吨及长为50m重为60吨的两榀大梁提升至45m的高空，完成本工程首批超大跨度钢梁的提升安装，业主、顾问、设计、监理等单位对我司完成如此高难度的施工作业表示赞同，经检测安装精度符合设计与规范要求，在接下来的吊装过程中，项目部严格按照方案进行提升，提前完成了大梁吊装任务，业主、顾问、设计、监理等各家参建单位均称赞此项施工在山东济南甚至全国都屈指可数。11'