网架整体提升方案.docx

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网架整体提升方案

1方案简述

1.1工程概况

本工程中钢结构主要由两根塔柱和之间的结构主横梁组成。

其中，主横梁为组合式管桁架结构，两端与塔柱内侧主肢相连，在约1/3跨度处设有钢丝绳拉索与塔柱顶部节点连接。

另外，在主横梁下约10米处设有平行的次横梁，通过拉索吊在主横梁上，两端与塔柱内侧主肢相连。

结构主横梁截面为梯形，高度10米，宽度约13米，跨度达到151.5米，上弦杆安装中心线相对标高为+170米。

整个结构主横梁（含次横梁）的总重量约为150吨。

结构主横梁、次横梁与塔柱关系如下图所示：

1.2工程特点

✧结构主横梁长度非常大，达到151.5米，需在安装位置下方地面整体组装成型；

✧结构主横梁安装在接近塔柱最高点的位置，离地面高度非常大，给安装造成很大难度；

✧结构主横梁自重较大；

✧主横梁为四管组合管桁架结构，高度达到10米，内部设计有垂直支撑，自身具有一定的竖向和横向刚度；

✧主横梁弦杆与塔柱主肢在塔柱节点处连接；

✧塔柱内侧平面与地面垂直，两根主肢向结构内侧呈一定斜度；

✧整个钢结构沿轴向完全对称。

1.3方案思路

针对以上本工程中主横梁钢结构的特点，结构主横梁只有采用地面组装，整体提升的安装工艺。

1.4方案优点

✧主横梁结构在地面组装成型，能够有效保证组装质量；

✧“整体提升、一步到位”，大大减少了高空作业量，于安装施工安全和总工期有利；

✧利用主横梁结构自身的主弦杆设置吊点，且吊点离设计的主横梁两端支点（节点）很近，对原有结构受力状况改变很小；

✧整体提升过程中可将主横梁下部次横梁一并在接近地面处安装好，减少了组装临时设施，提高了安装速度；

✧液压同步提升过程安全性好，对塔柱结构基本无附加动荷载，于整体结构安装过程的安全有利。

1.5主要提升作业步骤

主横梁结构整体液压同步提升工艺流程分为如下几个主要步骤：

第一步：

主横梁结构地面组装成整体，杆件连接完毕；

第二步：

液压同步提升用临时设施安装，结构加固；

第三步：

液压同步提升系统设备安装、调试；

第四步：

主横梁结构整体同步提升；

第五步：

主横梁结构与两侧塔柱结构连接，钢丝绳拉索安装；

第六步：

液压同步提升用设备及临时设施拆除。

2关键技术及设备

2.1主要技术及设备

我司已有过将超大型液压同步提升技术应用于各种大型结构件安装工艺的成功经验。

配合本施工工艺的创新性，我司主要使用如下关键技术和设备：

✧超大型构件液压同步提升施工技术；

✧无线遥控技术；

✧TJJ-600型液压提升器；

✧TJD-15型液压泵源系统；

✧YT-1型计算机同步控制系统。

2.2超大型构件液压同步提升施工技术特点

✧通过提升设备扩展组合，提升重量、跨度、面积不受限制。

✧采用柔性索具承重。

只要有合理的承重吊点，提升高度不受限制；提升器锚具具有逆向运动自锁性，使提升过程十分安全，并且构件可以在提升过程中的任意位置长期可靠锁定。

✧提升设备体积小、自重轻、承载能力大，特别适宜于在狭小空间或室内进行大吨位构件提升安装。

✧设备自动化程度高，操作方便灵活，安全性好，可靠性高，使用面广，通用性强。

2.3无线遥控技术

计算机无线遥控系统基于无线以太网，通过跳频扩频无线通讯技术传递控制指令，全自动实现同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作锁闭、过程显示以及故障报警等多种功能。

无线遥控技术使得操作人员能够远离作业点进行控制作业。

其数据无线传输速率为109Kbps，实际应用最大无障碍传输距离为7KM。

该系统具有实时性好，可靠性高，测控范围广，抗干扰能力及保密性强，人机界面友好，使用方便灵活的特点。

无线以太网结构图

2.4液压提升原理

“液压同步提升技术”采用液压提升器作为牵引机具，柔性钢绞线作为承重索具。

液压提升器为穿芯式结构，以钢绞线作为提升索具，有着安全、可靠、承重件自身重量轻、运输安装方便、中间不必镶接等一系列独特优点。

液压提升器两端的楔型锚具具有单向自锁作用。

当锚具工作（紧）时，会自动锁紧钢绞线；锚具不工作（松）时，放开钢绞线，钢绞线可上下活动。

TJJ-600型

液压提升器

提升详细过程如下面的原理图所示：

Step1：

钢绞线预张紧；Step2：

上锚紧，夹紧钢绞线；

Step3：

提升器提升重物；Step4：

下锚紧，夹紧钢绞线；

Step5：

提升器微缩，将上锚片顶开；Step6：

上锚缸上升，上锚全松；

5.3无线遥控同步控制技术

Step7：

提升器缩回原位。

2.5液压提升控制界面

3施工组织体系

如下图所示：

分工

人数

公司副总经理

1

现场项目经理

1

安全管理人员

1

液压系统人员

2

承重系统人员

2

电器系统人员

1

后勤保障人员

1

人数合计

9

4液压同步提升工艺

4.1工艺流程

整体同步提升工艺流程如下图所示：

主横梁结构整体提升安装工艺流程

4.2液压提升过程简述

4.2.1对本工程中钢结构（塔柱、主横梁等）根据提升吊点设置进行同步提升工况验算，以保证提升过程中钢结构的安全，确定提升过程中结构的变形情况，为主横梁结构的就位安装方案提供依据。

在必要的情况下，根据计算结果对结构进行局部加固。

4.2.2两侧塔柱主体结构安装，主横梁结构在地面设置的组装胎架上散件组装成整体。

4.2.3在主横梁结构组装的同时，在两侧塔柱靠近内侧的主肢上+180米节点处安装四个提升牛腿。

4.2.4安装液压提升器、泵源系统、计算机同步控制系统以及无线遥控系统。

4.2.5连接液压管路及电气、控制线路。

4.2.6液压同步提升系统设备联动调试。

4.2.7在主横梁结构两端上弦杆上安装提升用下吊点。

主横梁结构局部加固。

4.2.8安装提升专用钢绞线。

通过钢绞线将液压提升器与提升下吊点进行连接。

4.2.9预张紧钢绞线，使各液压提升吊点基本均匀受力。

4.2.10液压提升器工作，进行主横梁结构同步提升动作。

提升高度约50mm（以离开组装胎架便于观测为准）。

4.2.11提升系统设备暂停工作，保持主横梁结构空中姿态。

观测主横梁结构各提升吊点及整体变形情况，检测塔柱内侧主肢垂直度，查看提升牛腿梁及提升设备工作情况，确保提升工况的安全。

4.2.12在确认提升体系绝对安全的前提下，进行第一次连续整体液压同步提升作业。

提升高度约10米。

4.2.13在胎架上将次横梁组装成整体。

4.2.14调整主横梁结构的空中姿态，将次横梁与主横梁连接。

4.2.15进行第二次连续整体液压同步提升作业，使主横梁结构下弦中心线至安装标高附近。

4.2.16测量配合，通过液压同步提升系统对主横梁结构各吊点进行微调，完成主横梁结构下弦杆件的就位安装。

4.2.17液压同步提升系统部分卸载、微调，进行主横梁结构上弦杆件和次横梁结构的就位安装。

4.2.18液压提升系统同步卸载。

至提升钢绞线完全松弛。

4.2.19拆除钢绞线及液压提升系统设备。

安装钢丝绳拉索。

4.2.20拆除提升牛腿、提升下吊点、加固杆件等临时结构。

主横梁结构液压整体同步提升作业完毕。

4.3提升安装过程示意图

主横梁结构提升安装过程如附图所示。

4.4提升点设置

4.4.1液压提升器安装在两侧塔柱内侧主肢+180米处的提升牛腿上。

对应于提升器正下方设置的提升下吊点。

提升吊具与设置在主横梁结构四根上弦杆上的下吊点连接。

4.4.2整个主横梁（含次横梁）结构的自重约150吨。

根据提升重量、设备能力以及技术经济性方面考虑，并配合两侧塔柱内侧主肢节点的平面投影位置，共设置四个提升吊点，如下图所示：

主横梁结构提升点平面布置

5施工前准备工作

5.1对液压提升对象（主横梁结构）和提升反力点（临时提升牛腿、塔柱结构等）进行计算校核，必要时进行加固处理；

5.2细化同步提升方案中的工装措施，完成制作图设计；

5.3液压提升牛腿及连接节点设计图；

5.4液压提升用下吊点及连接节点设计图；

5.5液压同步提升系统设计；

5.6液压提升系统设备前期施工准备：

⑴液压泵站的检查与调试、泵站耐压实验、泄漏检查、可靠性检查；

⑵液压同步提升器的耐压和泄漏试验、液压锁的可靠性试验；

⑶计算机同步控制系统检测与试验；控制柜、启动柜及各种传感器的检查与调试。

5.7钢绞线检查、准备。

6液压同步提升系统配置

6.1总体配置原则

（1）满足主横梁结构整体同步提升的载荷要求，使每台液压提升器受载均匀；

（2）在总体布置时，要认真考虑系统的安全性和可靠性，降低工程风险。

6.2提升承重系统配置

主横梁结构整体液压同步提升承重系统由TJJ-600型液压提升器、提升地锚及钢绞线三部分组成组成。

本工程中主横梁（含次横梁）结构总重量约150吨，提升点数量为4个，即配置4台液压提升器。

每台TJJ-600型液压提升器配置7根钢绞线，额定提升重量为60t。

钢绞线抗拉强度为1860Mp，直径为15.24毫米，破断拉力为26t。

单台液压提升器的最大工作荷载为：

150/4=37.5吨，提升荷载储备系数为：

60/37.5=1.6，满足设备安全储备要求。

提升地锚采用配合设计和试验的规格。

根据相关设计规范和以往工程经验，液压提升器采用如上安全系数是安全的。

6.3同步提升控制策略

6.3.1控制策略

由于液压提升过程中，主横梁结构需要与塔柱结构进行多点连接作业，对安装精度要求很高。

同时，为防止提升过程中主横梁结构变形过大，对构件造成永久性破坏，液压同步提升控制应满足以下要求：

（1）保证各个提升点均匀受载；

（2）保证各个提升点保持一定程度的同步（同步精度±5mm）。

根据以上要求，制定如下的控制策略：

（1）将主横梁结构的4个提升吊点中一端2个相邻的吊点并联，另外2个单独分组；

（2）将并联的一组吊点设定为主令吊点A，其余两组分别设定为从令吊点B、C；

（3）在计算机同步控制系统的控制下从令吊点B、C以高差来跟踪主令吊点A，保证每个提升点在提升过程中始终保持同步。

通过三点确定一个平面的几何原理，保证主横梁结构在整个提升过程中的整体稳定和平衡。

6.3.2同步控制原理

液压同步提升控制原理详见下图：

6.4泵源系统配置

本工程中共设置液压提升器4台，分为3组，每组采用1套独立的泵源系统控制。

每套泵源系统由1台TJD-15型泵站及液压回路等组成，如下图所示。

共配置3套独立的泵源系统。

液压回路及设备示意图

6.5同步提升速度

液压同步提升系统的提升速度取决于泵源系统的流量、同步控制系统调整速度和其他辅助工作所占用的时间。

在本工程中，液压同步提升速度约8～12米/小时。

最大连续提升高度约150米，最大连续提升时间约15小时。

7提升临时设施设计

液压提升临时设施主要包括提升牛腿（上吊点）和提升下吊点。

其中提升牛腿梁安装在塔柱内侧主肢节点上，用于放置液压提升器；下吊点安装在主横梁上弦杆上，用于安装提升专用吊具。

7.1提升牛腿校核

提升牛腿结构示意图

主横梁结构自重约为150t，考虑不均匀系数1.2，动载系数1.1，于是：

单台提升器的提升力

A截面处的弯矩最大

A－A截面示意图

提升牛腿强度符合工况要求。

7.2提升吊耳校核

吊耳示意图

提升吊耳强度符合提升工况要求。

8系统调试

液压同步提升系统安装完成后，按下列步骤进行调试：

8.1检查泵站上所有阀或硬管的接头是否有松动，检查溢流阀的调压弹簧处于是否完全放松状态。

8.2检查泵站启动柜与液压提升器之间电缆线的连接是否正确。

8.3检查泵站与液压提升器主油缸之间的油管连接是否正确。

8.4系统送电，检查液压泵主轴转动方向是否正确。

8.5在泵站不启动的情况下，手动操作控制柜中相应按钮，检查电磁阀和截止阀的动作是否正常，截止阀编号和提升器编号是否对应。

8.6检查传感器（行程传感器，高差传感器）。

按动各提升器行程传感器的2L、2L-、L+、L的行程开关，使控制柜中相应的信号灯发讯。

8.7提升检查：

启动泵站，调节一定的压力（5Mpa左右），伸缩牵引油缸；检查A腔、B腔的油管连接是否正确；检查截止阀能否截止对应的油缸；检查比例阀在电流变化时能否加快或减慢对应油缸的伸缩速度。

8.8提升预加载：

调节一定的压力（2～3Mpa），使各液压同步提升器处于均匀受载状态。

9液压同步提升

9.1试提升

✧待系统检测无误后进行试提升。

通过计算，确定同步提升用液压设备所需的伸缸压力（考虑压力损失）和缩缸压力。

✧开始试提升时，两侧的伸缸压力逐渐上调，依次为所需压力的20%，40%，在一切都正常的情况下，可继续加载到60%，80%，90%，100%。

✧在主横梁结构底部离开组装胎架约5厘米后，暂停液压提升作业，保持结构姿态，持续24小时。

全面观察和检测提升系统设备运行及提升体系结构的情况（如上、下吊点、地锚、结构件变形以及整体稳定性等）。

✧在确定提升工况绝对安全的前提下，进行下一步连续提升作业。

9.2正式提升

试提升阶段完成后，开始正式提升。

在整个连续同步提升过程中应随时检查：

✧每个吊点处提升器受载均匀情况；

✧提升梁及结构吊点局部的受载稳定情况；

✧提升体系的整体稳定性；

✧激光测距仪配合测量主横梁结构提升过程中的同步性；

✧同步监视：

●同步柜面板上灯柱反映了各吊点的位置高差，每一个灯代表约2mm误差。

当位置同步超过限值时，应立即停止运行，检查超差原因；

●各吊点的提升压力取决于被提升构件在该点的反力，在提升过程中应密切监视。

仅当提升伸缸时，压力表显示的读数才是吊点的准确负载值；

✧超差报警

当位置误差超限，单向油压超载或压力均衡超差时，喇叭报警或系统自动停机，须经分析、判断和调整后再启动。

✧提升承重系统监视

提升承重系统是提升系统的关键设备，务必做到认真检查，仔细观察。

重点检查：

●锚具（脱锚情况，锚片及其松锚螺钉）；

●导向架的强度及钢绞线穿出顺畅；

●主油缸及上、下锚具油缸（是否有泄漏及其它异常情况）；

●液压锁（液控单向阀）、软管及管接头；

●行程传感器和锚具传感器及其导线。

✧液压动力系统监视

●系统压力变化情况；

●油路泄漏情况；

●油温变化情况；

●油泵、电机、电磁阀线圈温度变化情况；

●系统噪音情况。

9.3提升就位

主横梁结构整体同步提升接近设计高度位置时，对液压同步提升系统各提升吊点进行手动微调，使主横梁结构各弦杆接口位置达到设计位置，精确就位对口安装。

10提升施工安全文明措施

10.1参加高空作业的所有施工人员，应进行体格检查，经医务部门检验身体合格者，并在获得登高证的情况下，方可从事高空作业。

10.2所有特殊工种人员应持有上岗证，严禁无证操作。

10.3所有施工人员进入现场应戴好安全帽，安全带应由安全部门进行试验，合格的方能佩戴。

10.4参加施工的所有人员一旦进入现场，应保持清醒的头脑，听从施工人员、班组长的指挥，密切注意施工现场的所有情况，发现危险情况应马上汇报或传达给他人，非施工人员不得进入现场。

10.5在一切准备工作完成，经过系统的、全面的检查无误，现场安装总指挥检查并发令后，才能进行正式提升作业。

10.6在液压同步提升作业过程中，注意观测液压同步提升系统的荷载变化情况等，并认真做好记录工作。

10.7在液压同步提升过程中，测量人员应随时通过测量仪器配合测量各提升点位移的准确数值。

10.8主横梁结构整体同步提升过程中应密切注意液压提升器、液压泵站、计算机同步控制系统、传感检测系统等的工作状态。

10.9现场无线对讲机在使用前，必须向业主管理部门申报，明确回复后方可作用。

通讯工具专人保管，确保信号畅通。

11液压同步提升用设备一览表

序号

名称

规格

型号

设备单重

数量

1

液压泵站

15KW

TJD-15型

1吨

3台

2

液压提升器

600KN

TJJ-600型

0.5吨

4台

3

计算机控制系统

16通道

YT-1型

1套

4

无线遥控系统

109Kbps

YK-1型

1套

5

动力泵启动柜

YG型

3台

6

传感器

行程、锚具、同步

4套

7

钢绞线

φ15.24mm

1860MPa

5000米

8

激光测距仪

Despro

2套

9

对讲机

Kenwood

9台