第九章屋顶网架钢结构整体提升技术方案一、屋面桁架提升方法介绍屋面网架整体提升部分钢结构重量约为1000t，跨距85m，提升高度为17.5m，具体详见附图9-1屋面网架提升示意图。

1、计算机控制液压同步提升技术（1）计算机控制液压同步提升技术简介A．计算机控制液压同步提升技术为确保屋面钢结构的安全施工提供了保障，它采用柔性钢绞线承重、提升油缸集群、计算机控制、液压同步提升原理，结合现代化施工工艺，将构件在地面拼装后，整体提升到预定位置安装就位，实现大吨位、大跨度、大面积的超大型构件超高空整体同步提升。

B．计算机控制液压同步提升技术的核心设备采用计算机控制，可以全自动完成同步升降、实现力和位移控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能，是集机、电、液、传感器、计算机和控制技术于一体的现代化先进设备。

（2）系统组成计算机控制液压同步提升系统由钢绞线及提升油缸集群（承重部件）、液压泵站（驱动部件）和传感检测及计算机控制（控制部件）等几个部分组成。

钢绞线及提升油缸是系统的承重部件，用来承受提升构件的重量。

用户可以根据提升重量（提升荷载）的大小来配置油缸的数量，每个提升吊点中油缸可以并联使用。

本工程采用的提升油缸有100吨、40吨两种规格，均为穿芯式结构。

穿芯式提升油缸的结构示意图如图9-2所示。

钢绞线采用高强度低松弛预应力钢绞线，公称直径为15.2mm ,抗拉强度为1860N/mm,破坏拉力为260.7KN，伸长率在1％时的最小荷载221.5KN，每米重量1.1Kg。

钢绞线符合国际标准ASTMA416-87a，其抗拉强度、几何尺寸和表面质量都得到严格保证。

液压泵站是提升系统的动力驱动部分，它的性能及可靠性对整个提升系统稳定可靠工作影响最大。

在液压系统中，采用比例同步技术，这样可以有效提高整个系统的同步调节性能。

传感检测主要用来获得提升油缸的位置信息、荷载信息和整个被提升构件空中姿态信息，并将这些信息通过现场实时网络传输给主控计算机。

这样主控计算机可以根据当前网络传来的油缸位置信息和构件姿态信息决定整个系统的同步调节量。

（3）同步提升控制原理及动作过程A．同步提升控制原理主控计算机除了控制所有油缸的统一动作之外，还必须保证各个提升吊点的位置同步。

在提升体系中，设定主令提升吊点，其它提升吊点均以主令吊点的位置作为参考来进行调节，因而，都是跟随提升吊点。

附图9-3是提升系统同步控制方框图。

主令提升吊点决定整个提升系统的提升速度，操作人员可以根据泵站的流量分配和其他因素来设定提升速度。

根据现有的提升系统设计，最大提升速度不大于6米小时。

主令提升速度的设定是通过比例液压系统中的比例阀来实现的。

在提升系统中，每个提升吊点下面均布置一台激光测距仪，这样，在提升过程中这些激光测距仪可以随时测量当前的构件高度。

并通过现场实时网络传送给主控计算机。

每个跟随提升吊点与主令提升吊点的跟随情况可以用激光测距仪测量的高度差反应出来。

主控计算机.可以根据跟随提升吊点当前的高度差，依照一定的控制算法，来决定相应比例阀的控制量大小，从而，实现每一跟随提升吊点与主令提升吊点的位置同步。

为了提高构件的安全性，在每个提升吊点都布置了油压传感器，主控计算机可以通过现场实时网络检测每个提升吊点的荷载变化情况。

如果提升吊点的荷载有异常的突变，则计算机会自动停机，并报警示意。

B．提升动作原理提升油缸数量确定之后，每台提升油缸上安装一套位置传感器，传感器可以反映主油缸的位置情况、上下锚具的松紧情况。

通过现场实时网络，主控计算机可以获取所有提升油缸的当前状态。

根据提升油缸的当前状态，主控计算机综合用户的控制要求（例如，手动、顺控、自动）可以决定油缸的下一步动作。

提升系统上升、下降时，提升油缸的工作流程见附图9-4。

2．提升吊点总体布置根据屋面钢结构本身的结构特点，提升点的布置要和结构的刚度分布相一致，同时也要保证提升状态的结构受力情况和实际使用状态的结构受力情况基本吻合。

故提升点的位置选在屋盖系统的支座处。

三个区域共布置22个提升吊点，提升点编号见附图9-5。

3．提升油缸的布置在提升吊点确定后，确定各提升吊点的提升能力，并以此为确定提升油缸型号和数量的依据。

运用SAP2000结构计算软件，为提升状态的屋盖系统建立整体模型，选择适当的荷载，如结构自重等屋盖恒荷载，计算得出各提升点所需的提升点反力布置提升油缸。

布置提升油缸考虑以下原则：在自重作用下的柱顶支座反力选择100吨、40吨常用提升油缸根据桁架与柱的连接对称布置，尽量减小提升柱子的偏心受压。

考虑1.5倍提升储备系数4．液压泵站的布置根据各提升吊点的油缸种类和数量，以及屋架的提升速度来布置液压泵站。

液压泵站的布置应遵循以下原则：泵站提供的动力应能保证足够的提升速度就近布置，缩短油管管路提高泵站的利用效率5．计算机控制系统的布置（1）传感器的布置激光测距仪：在每个提升吊点处，选择适当的位置，安装1台激光测距仪：激光测距仪的目标靶子安装在被提升结构上，随着被提升结构的提升，激光测距仪的测量距离越来越短；压力传感器：在每个提升吊点的油缸中，选择一个油缸安装压力传感器；压力传感器安装在油缸的大腔侧，由于同一提升吊点的所有油缸的进油口并联，压力相同，所有一个油缸的压力就代表同一提升吊点的压力；锚具及油缸位置传感器：在每个油缸的上下锚具油缸上各安装一只锚具传感器，在主缸上安装一只油缸位置传感器；将各种传感器同各自的通讯模块连接。

（2）现场实时网络控制系统的连接地面布置一台计算机控制柜，从计算机控制柜引出比例阀通讯线、电磁阀通讯线、油缸信号通讯线、激光信号通讯线、工作电源线；通过比例阀通讯线、电磁阀通讯线将所有泵站联网；通过油缸信号线将所有油缸信号盒通讯模块联网；通过激光信号通讯线将所有激光通讯信号通讯模块、A/D通讯模块联网；通过电源线将所有的模块电源线连接。

（3）系统布置当完成传感器的安装和现场实时网络控制系统的连接后，计算机控制系统的布置就完成，见附图9-6。

6．提升吊点同步控制的措施（1）提升油缸动作同步现场网络控制系统根据油缸位置信号和锚具信号，确定所有油缸的状态，根据提升油缸的当前状态，主控计算机综合用户的控制要求，决定提升油缸的下一步动作。

当主控计算机决定提升油缸的下一步动作后，向所有液压泵站发出同一动作指令，控制相应的电磁阀统一动作，实现所有提升油缸的动作一致，同时锚具动作、同时升缸、缩缸或同时停止。

（2）提升吊点位置同步在每个提升吊点处，各安装一台激光测距仪，用于测量各提升吊点的高度。

在提升过程中，设定某一点为主令点，其余各点为跟随点。

根据用户希望的提升速度设定主令点的比例阀电流恒定，进而主令点液压泵站比例阀开度恒定，提升油缸的升缸速度恒定，主令点以一定的速度向上提升。

其余跟随点通过主控计算机分别根据该点同主令点的位置高差来控制这点提升速度的快慢，以使该点跟随点同主令点的位置高度跟随一致。

现场网络控制系统将各激光测距仪的高度信号采集进主控计算机，主控计算机通过比较主令点同每个跟随点的高度得出跟随点的高差。

如果某跟随点与主令点的高差为正，表示跟随点的位置比主令点高，说明该跟随点的提升油缸速度快，计算机在随后的调节中，就降低驱动这点提升油缸的比例阀控制电流，减小比例阀的开度，降低提升油缸的提升速度，以使该跟随点同主令点的位置跟随一致。

反之，如果某跟随点与主令点慢了，计算机控制系统就调节该点的提升油缸升缸快些，以跟随主令点，保持位置跟随一致。

为了保证提升过程中的位置同步，系统中还设置了超差自动报警停机功能。

一旦某跟随点同主令点的同步高度超过某一设定值，系统将自动报警停机，以便检查。

整体提升同步控制系统见附图9-7。

7．施工准备（1）液压提升系统液压提升系统中所有元件、部件必须经过严格的检测后才能进场使用。

应保证所有的试验原是记录。

（2）钢绞线安装根据各点的提升高度，考虑提升结构的状况，切割相应长度的钢绞线；钢绞线左、右旋各一半，要求钢绞线两头倒角、不送股，将其间隔平放地面理顺；将钢绞线穿在油缸中，上下锚一致，不能交错或缠绕，每个油缸中的钢绞线左右旋相同；钢绞线露出油缸上端30厘米；压紧油缸的上下锚；将钢绞线的下端根据油缸的锚孔位置捆扎做好标记；用起重机将穿好钢绞线的油缸安装在提升平台上；按照钢绞线下端的标记，安装钢绞线地锚，确保从油缸下端到地锚之间的钢绞线不交叉、不扭转、不缠绕；安装地锚时各锚孔中的三片锚片应能均匀夹紧钢绞线；其高差不得大于0.5mm，周向间隙误差小于0.3mm；地锚压板与锚板之间应有软材料垫片，以补偿锚片压紧力的不均匀变形。

（3）疏导板就位为了保证钢绞线在油缸中的位置正确，在安装钢绞线之前，每台油缸应使用一块疏导板；疏导板在安装时，应保证与油缸轴线一致、孔对齐；（4）油缸安装以及钢绞线的疏导所有油缸正式使用前，应经过负载试验，并检查锚具动作以及锚片的工作情况；油缸就位后的安装位置应达到设计要求，否则要进行必要调整；油缸自由端的钢绞线应进行正确的疏导；钢绞线预紧，在地锚和油缸钢绞线穿好之后，应对钢绞线进行预紧。

每根钢绞线的预紧力为15KN。

8．整体提升实施（1）试提升解除屋面钢结构与地面的所有连接；认真检查屋面钢结构，并去除一切计算之外的荷载；认真检查整体提升系统的工作情况（结构地锚、钢绞线、提升油缸、液压泵站、计算机控制系统、传感检测系统等）；运用前述的控制策略，采用顺控方式完成油缸的第一个行程；行程结束后，认真检查屋面钢结构、提升平台、提升地锚的情况；确认一切正常后，再完成第二、第三行程，此即试提升阶段；试提升结束，经指挥部确认后，提升至预定高度。

试提升后，提供各点受力、结构总重量、各点提升高度等数据。

空中停滞24小时以上，观察屋面钢结构和整个系统的情况。

（2）正式提升在正式提升过程中，控制系统运行在自动方式；整体提升过程中，认真做好记录工作；正常提升需6-8小时；按照安装的要求，整体提升至预定高度；若某些吊点与支座高度不符，可进行单独调整；调整完毕后，锁定提升油缸下锚，完成油缸安全行程。

9．结构最终就位在结构牛腿安装焊接完成后，逐点手动控制每点油缸上升或下降，分级卸载，直至所有负载完全承受在结构牛腿上；在卸载过程中，配合施工单位对结构的水平位移进行调整；在单点下降过程中，严格控制下降操作程序，防止油缸偏载；在单点卸载过程中，严格控制和检测各点的负载增减状况，防止某点过载；拆卸提升设备。

10．安全措施（1）设备安全措施在钢绞线承重系统中增设了多道锚具，如上锚、下锚、天锚等；每台提升油缸上装有液压锁，防止失速下降，即使油管破裂，重物也不会下坠；液压泵站上安装有安全阀，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；液压和电控系统采用连锁设计，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；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；控制系统采用容错设计，具有较强抗干扰能力。