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钢结构的施工方法以及大型构件液压同步提升特点

作者:鼎恒液压机械 日期:2021-09-22


一、钢结构的施工方法
大跨度大吨位平面和空间结构中的网架、衍架目前仍为工程中应用较广泛的几种主要形式。结构高空吊装、提升等安装技术是这类大吨位大跨度钢结构施工工艺的关键。以下主要论述目前实际工程中常见的几种施工方案,这些方法对于一般大吨位大跨度钢结构形式的建筑施工是普遍适用的。
目前对于大跨度大吨位空间钢结构的施工安装方法基本上分为两大类:即高空拼装和地面拼装后整体提升或者起吊,目前此类钢结构的液压提升施工方法主要有以下几种:
1高空散装法
高空散装法又称为单件安装法,是指结构散件单元(单根杆件及单个节点)直接在设计标高位置进行拼装成型的施工方法。高空散装法拼装单构件质量轻,垂直运输无需大型起重设备,但需要搭设拼装胎架材料占用量大。
1)高空散装法的适应范围:(1)螺栓球节点网架的施工;
(2)混凝土薄壳的施工。
2)高空散装法主要技术特点:
(1)此方法施工的思路相对比较简单,一般拼装可从脊线开始由中间向两端施工,这样利于减小积累误差。
(2)在确定好标高和定位轴线后,在拼装过程中,应随时调整拼装偏差保证结构在拼装后各项偏差指标符合规范要求。
(3)悬臂施工时保证己施工拼装完成部分的刚度和稳定性。拼装胎架应具备足够的强度、刚度避免因支架变形而影响拼装精度。目前在建造加油站、展览馆大跨度网架结构等工程中多采用此方法。
2分单元或分条安装法
分条或分单元安装法,是指将整个待安装的结构分成条状或块状单元,分成的单元在地面上拼装好然后由起重设备吊装至设计标高位置,然后再连成整体的安装方法。这种方法相对于高空散装法来讲,在提高工程质量的同时节约了大量拼装脚手架。此方法曾经成功应用于国家大剧院的建造。
分单元或分块安装法主要技术特点:
(1)结构分条分块的划分,主要依照起重机的额定承载力、作业半径等特点来确定。
(2)施工过程中分条分块构件的挠度值一般会出现超限,因此在结构合拢时应及时调整结构标高。
3高空滑移法
高空滑移法与分条分块安装法有异曲同工之妙,只是高空滑移法是把己经分条分块的结构单元,在己经建造好的滑轨上逐条滑移到设计位置,并拼接成整体的一种高空钢结构安装方法。这种方法免除了支架的搭设,相比高空散装法又要方便很多。高空滑移法的施工形式大致可以划分成如下几种:
(1)按滑行方式分:单条滑移法、逐条滑移法
(2)按滑移过程中摩擦方式分:滑动式滑移、滚动式滑移
(3)按滑移过程中移动对象分:结构主体滑移、胎架滑移
(4)按滑移轨道布置方式分:直线滑移、曲线滑移
(5)按滑移牵引力作用方式分:牵引法滑移、顶推法滑移
结构的施工一般是架空作业可以与下部其他施工平行立体进行。并且对建筑物内部施工影响较小,因此可以大大缩短施工周期。另外采用该方法施工无需大型起重设备和牵引设备口。此方法曾应用于重庆江北国际机场航站主楼建设。
二、大型构件液压同步提升特点
(1)提升点多,大型构件具有重量超重、面积大等特点。液压顶升装置采用地面组装、整体提升时,由于单台提升液压缸提升力有限,因此通常需要数十台提升液压缸共同进行提升,即需要多个提升点同时工作。例如,钢结构整体提升重量约为10388t,面积12300m2,共使用了67个提升液压缸;
(2)同步要求高,在提升过程中要严格控制吊点之间的位移偏差,以避免结构变形过大、附加载荷过大等。同时,各吊点的载荷要控制在与理论计算基本一致的范围内,避免构件局部受力过大甚至破坏;
(3)吊点提升力差异较大,大型构件同步提升时,需要设置多个吊点,吊点之间提升力大小差异很大,提高了同步控制的难度。
20世纪初液压千斤顶出现之后,液压技术已经在理论上可以直接应用到吊装工程中,但开始的时候因为千斤顶起重高度低,应用受到了较大限制。直到1970年代高压技术逐渐成熟,材料、电子、计算机、控制论等学科得到充分发展,液压同步提升技术出现后,液压技术自身在吊装工程中的潜力才开始发挥出来。
国内的液压同步提升技术发源于同济大学。1990年代初,同济大学承担了上海石洞口二电厂600MW超临界汽轮发电机组的钢内筒烟囱的顶升工程,该烟囱总重600t,高240m,在国内开创了大型构件液压同步顶升的先河,为后继液压同步提升技术作好了理论和实践准备。1995年同济大学用柔性钢绞线承重,用自行研制的液压提升,将上海东方明珠的钢天线桅杆从地面沿钢绞线爬升到350m高度后整体安装,该天线重450t,长135m,这是液压同步提升技术在国内大型构件吊装领域的次应用,取得了巨大的经济效益和社会影响力,此后采用液压提升施工的工程如雨后春笋般地出现。

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