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钢结构提升施工方案20110117

一编制依据1.1设计文件《和平里车站小区钢结构设计施工图》1.2规范、规程及标准二工程概况2.1总体概述首创和平里钢屋盖示意图如下,跨度约39m,钢结构总重量约140t,提升高2.2 工程简介工程名称:和平里车站住宅小区7#楼及配套商业门架屋面钢结构工程;工程地址:北京市朝阳区柳芳北街;工程简介:总建筑面积:66894m2(其中:地上:47300m2;地下:195940m2;包括商业、办公、住宅);总高度75米;地上17, 22层(住宅部分22层,办公部分17层);地下3层。

北立面装饰门架屋面为钢结构,安装高度约75米,跨度横向约37米,纵向22米,钢结构为焊接H型钢。

2.3 整体提升施工流程钢屋盖安装基本步骤如下图所示。

(1)在两主塔楼上安装不能提升的结构部分,与被提升结构相连的部分杆件暂不安装。

同时安装提升平台及相关加固杆件,之后安装提升千斤顶及液压泵站,并调试。

在地面拼装被提升结构,然后安装提升钢绞线和提升地锚吊耳,保证提升点中心对正,提升过程中周边建筑不形成阻碍。

提升钢结构过程示意图1(2)所有准备工作就绪后,试提升,悬停12小时后,结构无异常情况,开始正常提升。

提升钢结构过程示意图2(3)将被提升结构提升至设计标高后,焊接各连接点,用塔吊安装其他次梁,验收完毕后,全部提升千斤顶逐级卸载,拆除提升平台及相关提升设备,提升过程结束。

提升钢结构过程示意图3三、重点难点分析3.1 提升点布置及结构断开位置提升点的布置原则:保证结构良好的受力性能和结构完整性;便于提升前后的结构施工。

钢结构断开原则:保证提升过程中被提升钢结构受力合理,变形可控,不破坏原结构主要构件及节点。

根据上述原则,钢屋盖结构断开图如图3.1所示,V~R轴部分次梁不提升。

提升1~14轴之间6根截面高度为1200mm主梁及其间连接的次梁,六根主梁采用临时加固杆件形成一个整体。

设置四个提升点,提升结构及提升点布置如图2.3所示。

图3.1 钢屋盖结构断开示意图图3.2 提升结构及提升点布置示意图3.2 各点提升力确定(一)被提升结构整体计算结果根据待提升钢结构及周围已建结构形式,在两个主楼上设置4个提升点(具体提升点布置见图3.2所示),在钢结构自重(考虑2.0倍动力系数)及屋面装饰荷载(0.5KN/m2)作用下,各点的提升反力、各被提升结构受力及变形计算如下。

结果显示,提升结构最大正应力80MPa,最大负应力-150MPa,均出现在临时加固钢梁和提升点D钢梁处,被提升钢结构应力范围为-120~80MPa。

最大变形85mm,出现在最外侧主梁中部。

上述数据均满足提升安全要求。

提升结构计算模型提升结构反力提升结构应力提升结构变形图3.3 整体提升模型及计算结果(二)被提升点提升力确定在提升阶段,以整体计算结果中提升点的反力为提升钢绞线所需提升力。

表2.1列出了各点提升力。

表3.1各提升点提升力3.3提升节点的设计(一)提升上锚点钢屋盖结构断开后,在主楼顶部安装临时提升平台,每个提升点处的支撑架组成为立柱、两个悬臂工字钢钢梁、安放于工字钢梁上的箱形截面钢梁组成。

提升支撑架的具体构造形式详见图纸,提升反力对于原有结构的影响须有设计院验算,确认原结构是否进行加固。

提升支撑架A立面图提升支撑架B立面图提升支撑架C立面图提升支撑架D立面图图3.4提升平台立面图提升点A、B、C、D提升支架的构造各不相同。

因此须验算每个支架的受力和变形。

其计算结果如下,均满足规范要求。

各提升支架支座反力须提供给设计院,对下部原结构进行校核。

A提升支架变形A提升支架应力B提升支架变形B提升支架应力C提升支架变形C提升支架应力D提升支架变形D提升支架应力图3.5 提升平台整体计算结果下面还验算了提升千斤顶所处扁担钢梁的局部应力及变形,满足强度安全要求。

提升点扁担梁变形提升点扁担梁局部应力为保证侧向稳定性,还应在悬臂钢梁侧向增加斜支撑。

(二)提升下锚点提升点A、B、C的下锚点工装相同,将提升吊耳焊接于结构上弦作为锚固点而成,具体示意图见下图所示。

提升点D下锚点,将一箱形截面扁担梁置于被提升钢梁下方而成。

提升点A、B、C下锚点三维图112-222、、提升下锚点工装设计图图提升点A、B、C下锚点工装提升点A、B、C下锚点工装变形提升点A、B、C下锚点工装局部应力(三)提升下锚点锚具下锚点锚具采用提升专用防松工作锚。

(四)提升钢绞线的确定根据计算得出的各提升点的最大反力,A~D号提升点每个提升点设置100吨千斤顶1台,其油缸最小储备安全系数为3.14。

根据钢结构规范,每根直径15.2mm钢绞线的截面积为139mm2,按每根直径15.2mm钢绞线抗拉强度标准值1860MPa计算,每根直径15.2mm钢绞线可承受标准拉力26t。

各提升点钢绞线布置见表3.2。

表2.2各点提升力提升点的布置原则:保证结构良好的受力性能和结构完整性;便于提升前后的结构施工。

四、施工部署4.1项目组成项目经理:徐中文,工学硕士,高级工程师,一级注册结构工程师,一级注册建造师负责项目总体协调工作并对提升施工的全过程负责。

技术负责人:张宇鹏,工学硕士,工程师总体负责整体提升过程中的技术问题。

工程师:郝玉松,工学硕士,工程师负责本工程中同步控制系统的调试、运行工作工程师:张晶,工学硕士,工程师,负责提升施工中技术问题工程师:吕学政,高级工程师负责本工程与相关机械专业的工作安全员:苏国柱负责安全工作现场生产经理:朱坤然负责组织具体施工工作。

现场工长:张建波辅助现场生产经理实施施工。

操作工人:18-20名4.2提升设备及控制系统(一)设备清单表4.1 整体提升设备清单(二)提升控制系统(1)计算机控制同步提升系统及施工工艺简介我国从20世纪80年代末开始自主研究和开发的整体提升技术,采用计算机、信息处理、自动控制、液压控制等高新技术与结构吊装技术相结合,开发了大型结构整体提升计算机控制技术,研制了计算机控制的大型结构整体提升系统,完成了一系列重大工程,如上海东方明珠广播电视塔钢天线桅杆超高空整体提升、北京西客站主站房1800t钢门楼整体提升、北京首都机场四机位库和东方航空公司双机位机库、上海大剧院6075t钢屋架整体提升、MEGA会展中心钢结构屋盖整体吊装、深圳市民中心钢结构大屋盖整体提升、广州新白云国际机场10号机库、澳门多功能体育馆主桁架,国家图书馆二期工程,首都机场A380机库等一系列重大建设工程,并获得了成功,取得了显著的经济效益和社会效益。

整体提升法被认为是目前最先进的安装方法之一,施工工艺主要是“钢绞线承载、计算机控制、液压千斤顶集群作业”。

该方法由集群液压千斤顶系统、泵站系统、钢绞线承重系统、传感器检测系统、计算机控制系统等组成。

液压系统由液压千斤顶、液压控制阀、液压传感器和液压泵站等组成。

液压系统采用电液伺服技术和同步控制回路,它不断接收由计算机系统发出并经电气系统放大传输的电信号,电信号驱动电磁阀操纵千斤顶的动作,实现千斤顶集群作业和施工流程控制;电信号控制电液比例阀调节千斤顶的液压流量,通过调节流量改变输出功率,控制作业速度,消除或减小施工偏差。

目前,实际工程中成熟应用的是间歇式液压提升器。

传感器检测系统包括各种的控制参数的测量仪器及设备,例如激光测距仪、压力传感器、锚具及油缸位置传感器等等,此外,液压提升施工过程中对支承结构及被提升结构的内力、变形等进行跟踪监测与控制工作是非常重要和必不可少的,它是完善整体提升工艺的一个重要部分,更是保障施工安全的必要条件。

计算机控制系统是整个提升系统的核心部分,它是多个提升器同步工作的基础和保证,包括提升指令的控制、锚具松紧状态的控制,油压、液压缸行程、各提升点高差的监控等等,还应包括被提升结构的整个空中姿态、变形以及重要杆和平里住宅小区钢屋盖提升专项施工方案件的内力实时显示。

在实际操作过程中,针对某一个具体工程,都应有一整套相应的控制策略。

而其目标就是力求保持被提升构件的各个吊点在提升过程中始终处在同一水平面上。

通常是在各个提升点位置上设置各种位置检测元件,随时检测和比较各点之间的位置高度,并将高差信号反馈回计算机系统,经过计算机分析,根据事先编制好的控制策略,发出相应的控制信号,调节相应液压泵站的控制阀,即进入液压提升器的流量,改变提升速度,以纠正偏差,使位置高差趋向于零。

计算机控制系统一般由上位机和下位机组成。

上位机主要起人机界面的作用,以及数据后端处理的作用,承担操作控制任务。

上位机一般采用台式或便携式微型计算机,对环境比较敏感、可靠性要求很高的项目应采用工业控制机。

下位机负责对液压系统的驱动和控制,承担顺序控制和偏差控制任务,下位机可以采用PLC(可编程控制器)、单片机、单板机、工业控制机等。

目前在大型、特大型项目中,多采用多台下位机共同实施控制,有的还组成控制网络,例如在浦东国际机场二期钢结构整体提升工程中使用的就是由5台PLC组成的Controller-Link网络,其控制功能更强,控制直径可以达到1公里,足以满足超大型工程的控制要求。

(2)同步提升系统示意图(示意图见下页)4.3 材料的准备表3.2整体提升材料清单和平里住宅小区钢屋盖提升专项施工方案第22页被 被 被正。

被正。

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五现场施工5.1 地面拼装阶段的准备工作5.1.1地面拼装被提升结构在地面拼装阶段要保证精度,使上下提升点中心对正。

5.1.2提升点工作准备5.1.2.1提升油缸的准备(1)锚具系统检查将上下锚具拆卸开,对锚具系统主要检查:清洁程度:清除锚具系统中的垃圾、铁锈等,尤其是锚片牙齿缝隙中的铁锈等垃圾,使用柴油清洗;锚片牙齿检查:检查锚片牙齿的完好程度,如有磨损或拉伤,需要更换;锚片弹簧检查:检查锚片圈紧弹簧,如有损坏,需要更换;锚片压紧弹簧检查:检查锚片压紧弹簧,如有损坏,需要更换;锚具系统在安装装配前,必须喷脱锚灵。

(2)主油缸动作试验与保压试验主油油缸往复动作,检查油缸动作是否正常;保压试验,在28MPa压力下进行油缸保压实验,保压效果良好,确认密封圈和液压锁性能良好,并做好保压记录;如保压试验不合格,则进行分析,以更换密封圈或液压锁;调节油缸溢流阀,将油缸最高压力调到28MPa,确认油缸溢流阀良好;调节油缸节流阀,观察油缸缩缸速度,检查节流阀情况;检查管路是否有漏油情况,快速接头是否有漏油情况,阀块和接头部位是否有漏油情况,出现漏油情况及时可靠处理。

5.1.2.2液压泵站的准备(1)常规检查与试验做好泵站的清洁和防锈工作;电器插头必须有螺丝固定,损坏的必须更换;泵站无任何漏油情况;(2)泵站各项性能要求的检查与试验泵站上电,手动状态,检查泵站动作,动作都能到位;电机启动正常,液压泵无任何异常响声;调节伸缸或缩缸压力0-20MPa,压力变化正常;调节过程中注意听液压泵声音,声音正常;各种溢流阀性能正常;将泵站各路分别用油管与油缸连接,检查锚具换向阀动作、伸缩缸换向阀动作、截止阀动作、比例阀动作;各种电磁阀性能正常;将泵站系统压力调到20 MPa,闭压5分钟,检查各个管路是否有漏油情况,快速接头是否有漏油情况,阀块和接头部位是否有漏油情况,出现漏油情况及时可靠处理。

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