基于液壓千斤頂的兩種整體頂升方法對比

張恒嘉，陳鵬，李玉慶

（中國建筑土木建設有限公司，北京100070）

1 引言

飛機庫作為一種特殊功能的高大空間工業建筑，網架結構的設計是其中極其重要的一部分。目前，常見的飛機庫網架形式分為4類，分別為平面桁架系網架、三角錐體系網架、六角錐體系網架和四角錐體系網架。隨著網架結構實際受力和構造特點越來越復雜，對網架結構安裝也提出了更高要求。2021年，以岳陽市港口散貨料倉為背景，田朋飛[1]利用高空拼裝施工技術進行了實際工程利用，結果表明該技術在一定程度上可以提高效率，可為類似工程借鑒。史姣[2]等以某一具體改造項目為例，分析了門式屋架整體吊裝工法，實踐發現該方法在一定程度上可以降低作業高度，減少高空作業工程量，提高安裝效率，但該安裝方法的應用具有一定范圍。顏世健[3]結合相關工程案例，圍繞整體吊裝技術開展了研究，發現該技術具有費用低，施工效率高等優點。

整體頂升方法按千斤頂的位置可以分為上端式整體頂升和下端式整體頂升，其中上端式整體頂升是指頂升過程中液壓千斤頂始終在頂升標準節上方，下端式整體頂升是指千斤頂始終在頂升標準節下方，為了安全、平穩和加快工程進度頂升，以費縣通用機場的2#和4#機庫為例，選用這2種技術進行分析對比，為后續機庫網架施工提供良好的技術基礎。

2 工程概況

本工程機庫屋面球節點網架整體為長方形，其中1#機庫、3#機庫網架寬度為43 m，長度為90 m，面積約為3 870 m2；2#機庫、4#機庫寬度為43 m，長度為60 m，面積約為2 580 m2，高度均為18 m。球節點網架采用斜放四角錐網架結構，節點為螺栓球和焊接球混裝節點，節點與節點之間通過桿件相連，桿件長度為300 cm。1#~4#機庫網架質量約680 t，采用下弦支撐，為規則網架。結構形式為鋼筋混凝土排架柱加網架屋蓋體系，圖1為2#和4#機庫結構圖，網架整體通過預埋件固定于混凝土網架柱的頂部支座上，2#機庫共16個混凝土柱，4#機庫21個混凝土柱，2#機庫選用上端式整體頂升方法，4#機庫選用下端式整體頂升方法。

圖1 2#4#機庫結構圖

3 實驗設備

實驗中選用的頂升系統主要以液壓千斤頂為主，包括主控計算機、頂升油缸、泵源系統、攬風繩、支撐架和穩定架等。本項目的液壓缸參數為：缸徑（液壓缸內徑）160 mm，行程1 100 mm，活塞桿直徑125 mm，雙作用型，額定壓力為31.5 MPa。

4 頂升工藝流程

4.1 施工思路

為了減少拼接過程中的焊接變形和焊接應力，網架拼裝采用“由內而外、先下后上”的順序。將頂升設備安裝在網架下弦支撐點，圖2和圖3分別為2#機庫和4#機庫工程網架頂升點布置圖，每個機庫均有9個頂升點，頂升點編號按照從左到右，從上到下的順序，依次為1，2，···，8，9。首先在地面上拼裝網格網架，待網架拼裝完成，將其頂升至設計標高，暫停頂升，拼裝散裝區域網架，直至完成網架安裝，繼續頂升。

圖2 2#機庫工程網架頂升點布置圖

圖3 4#機庫工程網架頂升點布置圖

4.2 頂升步驟

4.2.1 上端式整體頂升

該技術頂升時主要依靠頂升支架，然后傳力于地面，平移時主要依靠頂升支架和輔助支架交替支撐。預頂升前，先在地面拼裝部分網架，焊接結束后，開始用小型千斤頂頂升，頂升至離地面40~50 cm時，繼續散裝拼接焊接，安裝后，繼續頂升，頂升至150 cm左右時使用大型千斤頂頂升，并在上方添加頂升支架標準節，拼裝焊接外圍的焊接球，啟動泵站使千斤頂活塞同步上升一個行程，安裝頂升架標準節，泵站回油使千斤頂缸體上升，將方鋼管（受力桿件）移至上一個標準節，完成一個行程，重復添加15個標準節直至頂升結束。由于該種方法的千斤頂始終在頂升支架標準節上方，因此，需要通過計算合適的位置安裝輔助支架，用于輔助頂升平移，平移時使用纜風繩移動裝有千斤頂的支架，收縮千斤頂活塞，輔助支架支撐整個網架，移動千斤頂及其頂升支架，然后千斤頂活塞上升并支撐網架，移動輔助支架。如此進行下去，每次移動的距離為7~10 cm，重復移動網架直至到達指定位置。

4.2.2 下端式整體頂升

該技術主要依靠千斤頂支撐頂升架和網架結構，預頂升前，先在地面由內向外拼裝網架鋼管，一個螺栓上安裝8個鋼管，開始時仍然使用小型千斤頂頂升，頂升高度約為50 cm時停止頂升，檢查頂升設備以及擾度變形是否滿足要求，合格后散裝拼接并焊接外圍的焊接球，繼續頂升，頂升高度約為150 cm時采用大型千斤頂頂升，并在四周添加頂升架標準節，網架提升符合設計要求后，對網架結構進行高空補裝，重復過程直至頂升結束。該方法在添加頂升支架標準節前，均需使用葫蘆絲手動連接千斤頂，千斤頂連著頂升架整體向上移動一個行程后，頂升支架正下方留出一個頂升架標準節空間，安裝后使用螺絲連接之前安裝好的頂升架。由于這種技術的千斤頂始終在頂升架標準節的正下方，頂部呈四棱錐形狀，使用鋼繩絲與網架結構直接相連，平移時可以直接移動頂升支架，故不需要安裝輔助支架用于輔助平移。通過軟件計算各個機庫頂升點的反力大小，表1為2#和4#機庫某一過程各個頂升點的反力布置表，經分析，該過程網架頂升各個點的反力大小均符合要求。

表1 2#和4#機庫網架頂升點反力布置表kN

4.3 頂升同步策略

為保證機庫網架安全穩定頂升，頂升時應注意以下問題：

1）應盡量保證各個頂升吊點的液壓頂升設備配置系數基本一致，開始階段必須嚴格把控頂升速度；

2）對網架進行檢查時，檢查內容主要包括：下部的頂升支架是否正常，有無嚴重的偏斜、網架桿件有無彎曲現象；

3）應保證頂升結構的空中穩定性，以便網架結構能夠正確就位，即要求各個吊點在上升過程中能夠保持一定的同步性。

5 結論

2#機庫和4#機庫網架結構整體頂升施工過程中，2種頂升技術的網架桿件均無彎曲，桿件最大應力比和焊縫等級均滿足設計要求，經對該單位工程進行主體結構驗收，各項檢驗均驗收合格，觀感質量良好。但實踐證明相比上端式整體頂升方法，下端式整體頂升方法具有以下優點：

1）安全性高。下端式整體頂升方法添加頂升架標準節是從地面添加，而上端式整體頂升方法永遠是在高處，高處作業危險性高，作業人員需要正確系掛安全帶。

2）節約成本。采用下端式整體頂升方法技術僅需1~2名作業人員即可，而上端式整體頂升方法技術需要5~8人，因此，采用下端式整體頂升方法可較大幅度節約成本，且可以明顯縮短施工工期。

綜合看來，下端式整體頂升技術對項目建設周期、經濟效益具有一定的積極作用，對類似工程實踐可以提供良好的技術支撐。