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液壓整體提升技術(shù)在北辰區(qū)行政中心工程的應(yīng)用

作者：建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 20:26:20 [收藏]

    摘 要：隨著鋼結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù)的不斷發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)工程的吊裝技術(shù)也得到了不斷進(jìn)步，其中整體提升施工技術(shù)以效率高，工期短，成本低而得到了廣泛應(yīng)用。本文介紹了天津市北辰區(qū)行政許可服務(wù)中心及檔案館鋼連廊整體提升施工技術(shù)。
    關(guān)鍵詞：鋼桁架；整體提升；同步控制

    一. 工程概況
    天津市北辰區(qū)行政許可服務(wù)中心及檔案館工程位于天津市北辰區(qū)文化中心以北，建筑面積44848m2，地下1層，地上17層，建筑高度96.4m，框架剪力墻結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)工程主要包括勁型鋼骨柱、鋼骨梁以及空中連廊鋼桁架。鋼連廊位于兩建筑之間，鋼連廊頂部標(biāo)高為75.5m，底部標(biāo)高為67.34m，下至標(biāo)高為25.8m的六層裙樓樓頂之間無(wú)建筑結(jié)構(gòu)。鋼連廊長(zhǎng)度28.245m，寬度7.3m，高度8.16m，重量60t，上下兩端通過(guò)8只抗震支座與結(jié)構(gòu)上牛腿（標(biāo)高72.78m）、下牛腿（標(biāo)高66.92m）連接（下牛腿伸出長(zhǎng)度大于上牛腿）?？罩袖撨B廊的安裝是該工程的難點(diǎn)與重點(diǎn)。建筑結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖1、圖2。

    該工程空中連廊采用H型鋼組合焊接而成，整體由兩榀立面桁架和桁架上下弦之間的水平及斜撐組成，整體斷面成箱型。桁架上下弦采用H300*300*10*15型鋼；桁架垂直支撐、桁架間水平支撐采用H250*270*6*10型鋼；桁架斜腹桿與桁架間水平斜撐采用H270*200*6*12型鋼。其結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖3。


    二．施工技術(shù)的選擇
    根據(jù)本工程的特點(diǎn)，我們采用鋼桁架在六層樓頂先拼裝完成后再整體提升至設(shè)計(jì)位置的安裝方法。采用整體提升施工技術(shù)，既減少了施工臨時(shí)措施，降低了施工成本，又解決了與土建重疊交叉作業(yè)問(wèn)題，縮短了施工工期，經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益尤為顯著。鋼桁架在六層樓頂拼裝便于測(cè)量和質(zhì)量控制，施工作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)小，對(duì)環(huán)境污染小，同時(shí)避免了鋼桁架的局部桿件受力不均而損壞的現(xiàn)象；就位控制準(zhǔn)確，且提升過(guò)程受自然環(huán)境的影響較小。

    三．整體提升施工技術(shù)
    1．結(jié)構(gòu)分段
    據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，在結(jié)構(gòu)上牛腿的正上方布置提升用的措施牛腿，在同側(cè)相臨的兩個(gè)措施牛腿間用□200*150*10的方鋼管進(jìn)行加強(qiáng)連接；以上牛腿端部為線，將連廊鋼架分解成為提升段與后裝段，同時(shí)將下牛腿長(zhǎng)出部分也作為后裝段，以保證連廊提升過(guò)程中無(wú)障礙物阻擋。
    結(jié)構(gòu)分段如圖4所示，后裝構(gòu)件待連廊整體提升就位后，利用塔吊依次安裝。后裝桿件的順序由下向上，依次為下牛腿后裝段→連廊下弦后裝段→下弦平面后裝段→立面斜撐與連廊上弦后裝段→連廊上弦支撐架與水平后裝段。
    同時(shí)對(duì)連廊整體提升段進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬分析圖5。荷載條件：
    屋面恒荷載: a.雙層彩色壓型鋼板（夾保溫層）0.20KN/m2
    b.屋面檁條及支撐系統(tǒng) 0.15KN/m2
    c.吊頂 0.20KN/m2
    d.鋼結(jié)構(gòu)自重
    計(jì)算時(shí)，忽略結(jié)構(gòu)上的活載，風(fēng)荷載以及雪荷載；恒載為0.55*200=11ton，鋼結(jié)構(gòu)自重為44ton；總重量為55ton。結(jié)構(gòu)滿足要求


    2．提升上錨點(diǎn)設(shè)置
    提升牛腿采用Ⅱ1000*550*20*40的雙腹板H型鋼，共計(jì)4只，安裝標(biāo)高為78.9m,并在其上下翼緣的雙腹板中間位置開(kāi)120mm的同心圓孔，作為提升系統(tǒng)的上錨點(diǎn)。提升措施牛腿伸出建筑2135mm，同心孔距建筑邊1835mm。以單只牛腿受力49噸進(jìn)行演算。牛腿焊縫強(qiáng)度的校核驗(yàn)算：結(jié)果滿足要求。同時(shí)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行受力模擬分析，如圖6

    3．提升下錨點(diǎn)的設(shè)置
    下錨點(diǎn)設(shè)在桁架的四個(gè)角部上方，與上弦桿進(jìn)行焊接，下錨點(diǎn)錨具采用提升專用防松工具錨。每個(gè)下錨點(diǎn)對(duì)應(yīng)桁架位置處設(shè)置一個(gè)提升吊點(diǎn)。（圖7，圖8）

    4．液壓穿心千斤頂與鋼絞線的選擇
    本工程采用4臺(tái)TSD1050-200型100t液壓穿心千斤頂，分別設(shè)在標(biāo)高為78.900m處的4個(gè)措施鋼牛腿上。中間分別穿3根1860鋼絞線（Φ15.2mm），兩端有主動(dòng)錨具，利用鍥形錨片的逆向運(yùn)動(dòng)自鎖性，卡緊鋼絞線向上提升，提升速度控制在3-5m/h。

    ⑶ 鋼絞線安全性能
    單根鋼絞線的設(shè)計(jì)值為25.8ton，為了保證提升過(guò)程中的安全系數(shù)，采用3根1860鋼絞線（Φ15.2mm），其設(shè)計(jì)值為77.4ton，若按正常設(shè)計(jì)15ton考慮，其安全系數(shù)為5.16。
    5．鋼桁架整體提升
    ⑴ 結(jié)構(gòu)加強(qiáng)
    對(duì)連廊結(jié)構(gòu)整體提升段進(jìn)行局部加強(qiáng)，保證連廊提升點(diǎn)處的強(qiáng)度。加強(qiáng)措施采用H200x100x5.5x8 的H型鋼，將提升段的兩段做封閉處理，并用措施型鋼將后裝段部位臨時(shí)加固。見(jiàn)圖9。

    ⑵ 提升步驟：
    ① 安裝下牛腿、上牛腿、措施牛腿；拼裝桁架提升部分；提升設(shè)備、下錨點(diǎn)及臨時(shí)斜撐安裝。同時(shí)安裝抗震支座，暫不就位。
    ②提升桁架。下牛腿（下牛腿后裝段）用倒鏈吊在連郎桁架下弦，連廊提升到比設(shè)計(jì)位置高0.5m處懸停一段時(shí)間，此時(shí)，穿心千斤頂導(dǎo)向錨、上錨、下錨（安全錨）必須同時(shí)錨緊。
    ③提升至相應(yīng)位置，安裝下牛腿后裝段，并將支座水平推至設(shè)計(jì)位置。
    ④繼續(xù)提升超過(guò)桁架就位標(biāo)高500mm，安裝鋼連廊兩端部分后裝桿件。
    ⑤桁架回落就位。
    鋼連廊提升就位后，下弦與支座進(jìn)行四周圍焊，東側(cè)安裝4個(gè)規(guī)格為1200*1070*420mm的固定端支座，西側(cè)安裝4個(gè)規(guī)格為1160*700*420mm的自由端支座。支座安裝在牛腿上，并進(jìn)行四周圍焊。鋼連廊兩端與建筑結(jié)構(gòu)之間的連接縫用石棉網(wǎng)處理。
    6．整體提升過(guò)程應(yīng)急措施

    ⑶ 鋼絞線的更換方案
    ①將其他鋼絞線鎖死，將損壞的鋼絞線從中間割斷，斷開(kāi)處打磨；
    ②將斷開(kāi)的鋼絞線分別從提升油缸中和地錨中抽出；
    ③準(zhǔn)備1根新的鋼絞線，從提升油缸頂部穿入，經(jīng)過(guò)導(dǎo)向錨、上錨和下錨，將鋼絞線的另一端穿入地錨，張緊該鋼絞線。
    7．提升過(guò)程的質(zhì)量控制措施
    ⑴提升設(shè)備的同步控制
    ①確定1號(hào)提升點(diǎn)為主控點(diǎn)，其余3個(gè)點(diǎn)均以此點(diǎn)為基準(zhǔn)調(diào)整，保證其同步性；
    ②在穿心千斤頂上支撐架上放置油缸行程標(biāo)尺，監(jiān)測(cè)油缸每次伸缸速度及位置，從而保證在每個(gè)油缸行程內(nèi)保證各提升點(diǎn)的同步。
    ③ 油泵控制人員同時(shí)接收主控人員指令，同時(shí)開(kāi)始伸缸操作，每隔30mm向主控人員報(bào)告油缸位置，主控人員根據(jù)各點(diǎn)提升位置，給出等待、加速、減速等操作指令，油泵控制人員根據(jù)指令及時(shí)調(diào)整。
    ④ 當(dāng)各提升點(diǎn)提升到油缸指定出缸高度時(shí)，立即停止伸缸，等4個(gè)點(diǎn)都伸缸到指定位置后，再根據(jù)主控人員指令進(jìn)行縮缸操作，縮缸到初始位置，向主控人員報(bào)告油缸狀態(tài)，并停止操作等待主控人員下一命令。
    ⑵ 被提升結(jié)構(gòu)的光學(xué)儀器監(jiān)測(cè)
    每隔2-3m用水準(zhǔn)儀對(duì)整個(gè)被提升桁架上的指定點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果反饋給主控人員，主控人員根據(jù)反饋結(jié)果對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行找平，找平的基準(zhǔn)點(diǎn)仍然為1號(hào)提升點(diǎn)。（圖10）
    本工程共計(jì)進(jìn)行了248個(gè)提升行程，油缸最大出缸行程為20cm,本工程每個(gè)行程定為17cm，并在千斤頂上用紅油漆標(biāo)明。
    ⑷ 控制指標(biāo)
    提升過(guò)程中，以各提升點(diǎn)的位移差值作為關(guān)鍵的控制指標(biāo)。提升點(diǎn)1、2之間的位移差控制在3cm以內(nèi)，提升點(diǎn)2、3之間的位移差控制在8cm以內(nèi)。
    ⑸ 提升通道的垂直度保證
    本工程被提升的桁架部分兩端距東、西樓各50mm。提升錢利用激光垂直儀在桁架端部向上投射激光束，安排施工人員進(jìn)行觀測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)障礙物立即安排人員清理，確保桁架提升暢通無(wú)阻。

    8、提升過(guò)程的安全防護(hù)措施
    ⑴在桁架整體提升范圍內(nèi)設(shè)置警戒區(qū)域，用隔離帶作為警戒線，并張貼警示標(biāo)識(shí)。另外夜間派4個(gè)人員通宵值班，東、西樓頂各2人值班。
    ⑵提升平臺(tái)搭設(shè)欄桿，滿鋪跳板，欄桿四周掛安全網(wǎng)及密目網(wǎng)。沿提升平臺(tái)拉桿兩側(cè)搭設(shè)扶手欄桿，底部搭設(shè)橫桿，鋪設(shè)跳板作為上下通道，跳板上釘木條作為防滑措施。（圖11）
    ⑶提前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)提升設(shè)備故障、天氣變化、停電、人員傷亡等突發(fā)性事件制定詳細(xì)的施工應(yīng)急預(yù)案，做到未雨綢繆。
    ⑷提升過(guò)程懸停安全措施
    ①提升千斤頂?shù)膶?dǎo)向錨、上錨、下錨（安全錨）三個(gè)錨具全部夾緊，導(dǎo)向錨在提升時(shí)起到導(dǎo)向作用；在懸停時(shí)，導(dǎo)向錨錨緊，起到安全鎖的作用。使穿心千斤頂處于無(wú)伸缸狀態(tài)。
    ②提升中間階段的懸停時(shí)，用倒鏈將桁架兩端部上下節(jié)點(diǎn)與周圍結(jié)構(gòu)進(jìn)行臨時(shí)固定。
    ③進(jìn)行電焊、氣割操作時(shí)，雙線到位。用石棉布包裹鋼絞線以防止電焊、氣割對(duì)鋼絞線的損傷。
    ④搭設(shè)穿心千斤頂防護(hù)架并蓋上彩條布以防雨。

    四、結(jié)束語(yǔ)
    天津市北辰區(qū)行政許可服務(wù)中心及檔案館鋼連廊整體提升施工技術(shù)，克服了施工現(xiàn)場(chǎng)交叉作業(yè)，惡劣天氣等各種不利因素，縮短了施工工期，降低了施工成本，為整個(gè)工程的順利竣工提供了充分保障，取得了良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。
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