钢结构液压整体同步提升施工技术研究

陈德龙

摘要：大跨度空间钢结构，施工的难度大，不利于钢结构现场安装的工期控制。在此基础上，在正下方楼面上，完成钢结构的分块拼装使之成为一个整体，并把液压整体同步提升技术应用于其中，使钢结构整体得以提升，并把计算机高科技应用于其中 ，实现同步控制，使液压系统传统加速度减小，并以地其实施有效的控制，提升安装过程的稳定性，其安全性能得到更好的保障。

Abstract： The large-span space steel structure is difficult to construct and is unfavorable for the construction period control of the steel structure field installation. Based on the method， the steel structure is integral lifted in place by adopting the hydraulic integral synchronous lifting technology after the steel structure is divided into a whole on the lower floor surface， the whole lifting of the steel structure is realized， the computer synchronous control is adopted in the lifting process， the transmission acceleration of the hydraulic system is small and controllable， and the stability and safety of the whole installation process can be effectively ensured.

关键词：大跨度；钢结构；整体提升；稳定性

Key words： large-span；steel structure；integral lifting；stability

中图分类号：TU391 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）31-0135-02

0 引言

受经济和文化建设需求不断扩大的影响，人们的品味发生巨大的变化，对建筑欣赏鉴别力显著提升。在这种背景下，大跨度空间钢结构的优势得以发挥，由于形式具有多样化的特点，加之造型优美典雅，具有良好的经济性能，成为设计师们的新宠[1]。随着大跨度空产结构的普及，大型公共建筑屋盖结构中得到广泛的应用，机场建筑、会展中心、体育场馆等建筑的屋盖都应用了钢结构[2]。大跨度空间钢结构施工的新特点，给大跨度空间钢结构施工带来了机遇和挑战。把分件高空散装的方法应用于工程之中，这种方法高空组装与焊接的工作量较大，吊装要求较高，而现场的机械设备难以满足需求，加之需要大量的高空组拼胎架，所进行的搭设高度大，质量风险与安全隐患较大[3]。加大了施工的难度，这钢结构现场安装十分不利，工期控制受到影响而延迟[4]。本工法是对天津数字电视大厦二期工程的成功施工经验进行总结形成，将钢结构在正下方楼面上分块拼装成整体后，为了使其达到整体提升的目标，采用了 “大跨度空间钢结构液压整体同步提升施工工法”并取得了良好的效果，使安装施工的难度下降的同时，质量和安全性能得到保障，工期和施工成本得到较好的控制。

1 工艺原理

如果施工空间较小，以及跨度较大、高度较高的情况下，钢构件采用地面拼装的方式，可以应用“大跨度空间钢结构液压整体同步提升施工技术”，可以使整体得以提升。这种技术的提升机具应用的是穿芯式结构液压提升器，所采用的索具是柔性钢绞线，使钢结构整体同步提升，但要注意的是提升的过程是复杂的，要与水准仪相配合，并发展出经纬仪监测的功能，提升点的位移、标高，明确受力情况，如果发现有水平偏移的情况发生，或者两个提升点不同步的问题，需要在计算机的作用下，完成对系统的调整。

2 施工流程

地面散件拼裝→液压提升设备安装→设备的检查及调试→同步吊点设置→提升分级加载→结构离地检查→姿态检测调整→整体同步提升→提升过程的微调→提升就位→拆除设备

3 操作要点

3.1 地面散件拼装

在实施地面拼装之前，需要进行验收工作，保证进场的钢构件质量达到标准，在构件上确定安装标高，位置线要明确，在此基础上，钢构件在地面的拼装位置要确定下来。而对桁架进行地面拼装操作时，要把拼装台设在每个接口处，底座如果采用的是箱梁和工字梁，可以更好的保证拼装精度。采用不同厚度的钢板，将其放置到钢梁之上。拼装台作为重要场地，要采用高精度的仪器进行超平和放线操作，使支架更具稳定性，在进行拼装操作时，不会出现变形的问题。

在拼装钢桁架时，要注意的是弦杆分为上下弦两种，在操作时要由下至上的进行，按照从中间到两侧顺序，才能使拼装顺利的进行。两榀桁架拼装完毕后，立刻安装桁架间的连系杆，稳定的整体得以形成。桁架拼装的技术性较强，当天所拼装的构件必须形成稳定体系。当桁架拼装完成后，需要拧上高强螺栓，并进行焊接操作，焊接要按顺序进行，先焊桁架主弦杆，在此工作完成后，进行腹杆焊接操作，焊接前测量桁架矢高，确保桁架与劲性柱牛腿矢高相同无偏差。

3.2 液压提升设备安装

3.2.1 提升上下吊点安装

根据结构形式，上吊点可将钢骨柱内的型钢加长约2m，在柱顶设置悬挑提升牛腿，牛腿上放置液压提升器，下吊点可采用吊具焊接在桁架的上弦杆件上。

3.2.2 导向架制作及安装

液压提升器在工作时，需要完成提升和下降的操作，在顶部要预留出钢绞线，以5至6米为宜，如果钢绞线超过此长度，在进行提升和下降操作时，钢绞线的运行及液压提升器天锚以及上锚的锁定将会受到影响，同时还会影响打开功能。由此可知配置导向架的重要性，是液压提升器不可缺少的配件，其功能是使顶部预留钢绞线过多的情况下，使之导出更加顺畅，能够沿着提升平台完成向后和向下的疏导操作。

在液压提升器的上方安装导向架，在方便安装油管的前提条件下确定导向架的导出方向，利于传感器的安装，而且不会对钢绞线自由下坠造成不利影响。导向架栋梁与天锚的距离要控制在1.5至2米的距离，要偏离液压提升器中心，但其范围要控制在5至10厘米为宜，在现场操作时，可以充分利用角钢及脚手架，使临时制作得以完成。

3.2.3 专用地锚的安装

为了使液压提升器能够正常工作，需要为其配置地锚结构，该设施是专用的，从安装的位置来看，处于提升下吊点的专用吊具之内，要注意的是在地锚安装时，与正上方的液压提升器采用的是垂直对应同心安装的方式，另外提升吊点结构同样采取这种安装方式。

3.2.4 钢绞线的安装

对穿钢绞线的方法有着详细的规定，所应用的是由下至上的穿法，每束钢绞线底部要尽量持平，在钢绞线穿好后，在夹头和锚片的作用下，其上端被固定。液压提升器钢绞的安装完成后，正下方有对应的下吊点地锚结构，把钢绞线速下端穿入其中，需要进行调整使之达到最佳状态，并予以锁定。在每台液压提升器的顶部都要预留钢绞线，在对其向预定方向疏导时沿着导向架进行。

3.3 提升分级加载

试提升是极为重要的环节，需要钢结构、提升设施、提升设备系统的共同参与才能完成，同时还要对其进行观察和监测，确认是否与模拟工况计算的要求相符，是否满足设计条件，使提升过程的安全性得以保障。

实际操作的依据是计算机仿真计算时，所获取的各提升吊点反力值，对钢结构单元采取分级加载的做法，使吊点处液压提升系统伸缸压力不断增加，其状态较为缓慢并且分级增加，其数据依次为20%、40%、60%、80%。如果各部分并无异常情况出现，加载要继续进行，可以达到90%、95%，甚至可以加载到100%。

分级加载的过程要严谨，每完成一步加载后，都要暂停操作，对其进检查，确定上下吊点结构没有问题，掌握钢结构经过加载操作后是否出现变形的问题，同时还要对主楼稳定性情况加以界定，经过严格的检查后确认无问题出现，下一步分期加载才能进行。

分级加载继续进行，当进行到钢结构离开拼装胎架时有出现各点不同时离地的情况，在此情况下，需要控制降低的速度，使之降低，就各点离地的情况予以观察，如果有需要，可以进行“单点动”提升操作，钢结构离地时，要保障平稳性，各点处于同步状态。

3.4 整体同步提升

经過严格的检查后确定情况正常，则要进行整体同步提升桁架的操作。提升过程要遵循相关规定，与水准仪相配合，经纬仪的监测作用要发挥出来，掌握各提升点的位移情况，监测标高和受力情况，如果经过这两种仪器的检测，发现水平偏移不同步，以及两个提升点没有同时进行，则需要利用计算机控制系统发挥作用，对其进行调整。抄平作业是不可缺少的重要环节，每提升5米即要进行一次，误差要控制在10毫米以内，否则需要进行单机高度作业。对桁架提升有较高的要求，必须要处于同一平面之上。

3.5 提升就位

在对钢结构实施提升操作时，如果达到设计位置，则要停止操作。并对各吊点实施微调，提高主桁架各层弦杆的精确度，使其处于设计位置之上，对其进行锁紧静止操作，在此环节液压提升系统暂停工作，使钢结构单元处于空中姿态，另外还要注意的是在此环节对主桁架的要求，分分段的各层弦杆与端部分段之间采取对口焊接的做法，使之被固定下来，在安装斜腹杆后，对其实施分段操作，与两端已装分段结构相适应，整体稳定受力体系得以完成。

3.6 拆除系统

液压提升系统设备在制裁时要同步进行，使钢绞线处于完全松驰状态；钢结构的后续高空安装继续进行；进行拆除操作，液压提升系统设备和相关设施都要予以拆除，使钢结构单元整体提升安装得以顺利完成。

4 结语

本技术适用于机场大厅、会展中心、体育场馆、展览馆等大跨度、大荷载、大空间的钢结构施工。尤其是空间较为狭小的情况下采用本方法能够达到较好的效果，室内大吨位钢构件提升时采用此方法极为有利。在提升的过程中，计算机发挥出重要作用，使同步控制得以实现。从液压系统传动加速度的情况来看，小而具有可控性，不但保证了安装系统的稳定性，而且具有较高的安全性。由于液压同步提升设备和设施的体积较小，重量较轻，具有较强的机动能力，为倒运和安装创造了便利条件。

参考文献：

[1]王崇革，王鹏，孙哲.大跨度空间钢结构的发展与现代施工技术[J].城市住宅，2015（6）.

[2]梁岳峰.浅析大跨度空间钢结构的现代施工技术[J].门窗，2014（6）：151-152.

[3]贾洪晨.现代大跨度空间钢结构施工技术[J].科学技术创新，2014（14）：179.

[4]胡国平.分析现代大跨度空间钢结构施工技术[J].建筑知识：学术刊，2014（B03）：389.