大型鋼桁架的集群千斤頂整體提升技術研究與應用

任學爽

運億置業(秦皇島)有限公司

大型鋼桁架的集群千斤頂整體提升技術研究與應用

任學爽

運億置業(秦皇島)有限公司

隨著我國綜合國力的提高和現代化進程的加快，各種大型公用設施建設蓬勃發展。例如：體育館會展中心飛機庫劇院等各種大跨度大空間結構。在全國各大城市大量興建在這些項目中，由于設備的重量重體積大、跨度大、安裝高度高、安裝精度要求高，無疑對施工技術提出了更高更嚴格的要求。因此，研究和應用大型結構安裝新技術對加快我國的現代化進程具有十分重要的現實意義。本文主要探討大型鋼桁架的集群千斤頂整體提升技術。

大型鋼桁架；集群千斤頂；整體提升技術

近年來整體提升技術廣泛應用于鋼結構安裝施工中，它具有安裝精度高﹑安全可靠﹑施工工期短等優點，在工藝和技術上擁有巨大的優越性和發展前景。

1 整體提升技術原理

液壓整體提升設備由控制系統和液壓系統(包括承重機構﹑液壓千斤頂﹑液壓閥組﹑泵站﹑管路等)構成。控制系統負責控制作為執行系統的液壓系統進行提升作業，并保證提升質量。液壓同步整體提升系統由鋼絞線及提升油缸集群(承重部件)﹑液壓泵站(驅動部件)﹑傳感檢測及計算機控制(控制部件)和遠程監視系統等幾個部分組成。鋼絞線及提升油缸是系統的承重部件，用來承受提升構件的重量。可以根據提升重量(提升荷載)的大小來配置提升油缸的數量，每個提升吊點的油缸可以并聯使用。液壓泵站是提升系統的動力驅動部分，它的性能及可靠性對整個提升系統穩定可靠工作影響最大。在液壓系統中，采用比例同步技術，可以有效地提高整個系統的同步調節性能。傳感檢測主要用來獲得提升油缸的位置信息，載荷信息和整個被提升構件空中姿態信息，并將這些信息通過現場實時網絡傳輸給主控計算機，主控計算機則根據當前網絡傳來的油缸位置信息決定提升油缸的下一步動作，同時，主控計算機也可以根據網絡傳來的提升載荷信息和構件姿態信息決定整個系統的同步調節量。

2 大型鋼桁架集群千斤頂整體提升幾個問題

2.1 用空間桁架位移法分析升差對結構內力的影響

桁架或網架在提升過程中各提升點的提升差異，將對桁架或網架結構的內力提升設備的負荷及桁架或網架偏移產生影晌，提升升差對桿件內力的影響程度與桁架或網架的剛度有關，剛度越大，則引起的附加內力將越大，經實測和理論分析比較，提升差異可用空間桁架位移法給以強迫位移分析桿件內力，具有足夠精度空間桁架位移法是一種應用于空間桿系結構的精確計算方法，也稱矩陣位移法，不僅可用于計算不同類型，不同平面形狀，不同邊界條件和支承方式的桁架或網架，也能考慮桁架或網架與下部支承結構的共同工作，地震作用﹑溫度變化﹑施工安裝等情況均可計算，故空間桁架位移法是目前桁架或網架結構內力計算中使用最廣的一種方法。

2.2 鋼絞線對夾片式錨具的影響

通常情況下，鋼絞線強度在1860- 1900MPa范圍內，其表面硬度一般為HRC44-48左右，夾片設計硬度為HRC 58-64，兩者硬度之差＞HRC 10以上，其組合與匹配最佳。若夾片的硬度達不到設計要求，不但容易產生滑絲現象，還會引起夾片跟進不一和鋼絞線剪壞現象。鋼絞線直徑的影響。我國國家標準《預應力混凝土用鋼絞線》(GB5224-95)對鋼絞線的公稱直徑明確規定了允許偏差。而夾片錨具的夾片內孔直徑尺寸，夾片的錐形角度和錨環內的內孔錐形角度等均按鋼絞線的公稱直徑尺寸設計的。如果都能滿足設計要求，錨具零件組裝后在受力過程中，其組裝零件之間的內摩擦角達到平衡狀態，而產生良好的自錨能力。若鋼絞線直徑超過允許偏差太多，將會破壞這個平衡，造成錨固失效。

3 整體提升工程實例

廣州新白云國際機場飛機維修設施工程是全國三大樞紐機場之一的新白云國際機場遷建工程的重要組成部分。新白云國際機場位于廣州花都區花東鎮與白云區人和鎮交界處的新機場規劃用地紅線內。擬建的飛機維修設施工程靠北進場道東側，緊鄰機場東跑道，西邊與南方航空股份有限公司機務區相連接。

3.1 提升吊點同步控制

①提升油缸動作同步。現場網絡控制系統根據油缸位置信號和錨具信號，確定所有油缸的狀態，根據提升油缸的當前狀態，主控計算機綜合用戶的控制要求，決定提升油缸的下一步動作。當主控計算機決定提升油缸的下一步動作后，向所有液壓泵站發出同一動作指令，控制相應的電磁閥統一動作，實現所有提升油缸的動作一致，同時錨具動作﹑同時伸缸﹑縮缸或同時停止。

②提升吊點位置同步。在每個提升吊點處，各安裝一臺激光測距儀，用于測量各提升吊點的高度。在提升過程中，設定某一點為主令點，其余11點為跟隨點。根據期望的提升速度設定主令點的比例閥電流恒定，進而主令點液壓泵站比例閥開度恒定，提升油缸的伸缸速度恒定，主令點以一定的速度向上提升。其余跟隨點通過主控計算機分別根據該點同主令點的位置高差來控制這點提升速度的快慢，以使該跟隨點同主令點的位置高度跟隨一致。如果某跟隨點與主令點的高差為正，表示跟隨點的位置比主令點高，說明該跟隨點的提升油缸速度快，計算機在隨后的調節中，就降低驅動這點提升油缸的比例閥控制電流，減小比例閥的開度，降低提升油缸的提升速度，以使該跟隨點同主令點的位置跟隨一致。反之，如果某跟隨點比主令點慢了，計算機控制系統就調節該點的提升油缸伸缸快一些，以跟隨上主令點，保持位置跟隨一致。

3.2 正式提升及最終就位

在正式提升過程中，控制系統運行在自動方式；屋蓋提升的速度約為每小時上升4-6米。考慮到控制系統下降的風險較大，提升結束位置應稍微低于理論標高，就位時再作進一步的精確調整。在結構牛腿安裝焊接完成后，逐點手動控制每點油缸上升或下降，直至所有負載完全承受在結構牛腿上。

計算機控制的液壓整體提升技術是一項新穎的大型構件提升安裝施工技術，它采用柔性鋼絞線承重﹑提升油缸集群﹑計算機控制同步的提升新原理，結合現代化施工工藝，將成千上萬噸的構件在地面拼裝后，整體提升到預定位置安裝就位，可以實現大噸位﹑大跨度﹑大面積的超大型構件超高空整體同步提升。

[1]馮巖.大跨鋼析架施工方法優選與技術研究[D].西安：西安建筑科技大學，2012.