大跨网架结构在整体同步提升过程及工作原理和钢内筒施工承载结构设计

{一}、大跨网架结构在整体同步提升过程及工作原理
我国对于整体提升施工技术的研究早期主要集中在桥梁工程的相关，而大跨空间钢结构的整体提升在理论计算和施工工艺等方面与桥梁工程还存在较大差别，再加上现代大跨度空间结构的体系越来越新颖、规模越来越大、形式越来越复杂，使得很多钢结构的提升安装工程无成功先例可循，较终导致了我国对于大跨空间钢结构整体提升施工技术的研究相对缓慢。
从20世纪90年代开始，我国着手对大跨空间结构的整体提升施工技术进行了研究，并较早在上海东方明珠广播电视塔天线桅杆、北京西站1800吨钢门楼的整体提升等几个大型工程中了应用，但受当时我国经济水平、建筑业发展状况、计算机应用等多因素的制约，导致了整体提升施工的计算分析体系不够完善、机械设备不够、同步控制不够准、自动化水平不高，整体施工技术水平较低。
进入21世纪以来，随着我国技术的进步、建筑业的兴起和计算机技术的迅猛发展，整体提升施工技术在建筑业有了惊人的进步，计算机技术也成功应用于提升过程同步性的控制，其中运用计算机同步控制较为的项目有都机场A380机库网架屋盖的整体提升，图书馆万吨钢结构整体提升以及体育场钢屋盖安装整体提升、CCTV新址B标段钢结构连廊等，这些一系列型、超复杂建设工程的顺利实施标志着我国整体提升施工技术日趋成熟。
大跨网架结构在整体同步提升过程中，需根据各作业点提升力的要求，将若干液压千斤顶与液压阀组、泵站等组合成液压千斤顶集群，并在计算机控制下实现同步运动，自动完成同步升降、负载平衡、姿态校正、应力控制、操作闭锁、过程显 示和故障警报等多种功能，在提升或移位过程中网架结构的姿态平稳、负荷均衡。
(1)关键设备
目前，“液压同步提升施工技术”己有多次应用于大跨度屋面钢结构吊装的成功经验。在本工程中采用了液压同步整体提升的新型吊装工艺，并配合本工艺的性和创新性。
(2)技术及设备简介
①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、面积不受限制并采用柔性索具承重。液压提升器锚具具有逆向运动自锁性，使提升过程，并且构件可以在提升过程中的任意位置长期锁定；液压提升机械通过液压回路驱动，动作过程中加速度小，对被提升构件及提升框架结构几乎无附加动荷载，比如振动和冲击。液压提升设备体积小、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，性好，，使用面广，通用性强；液压整体提升通过计算机控制各提升点同步，提升过程中构件保持平稳的提升姿态，同步控制；与土建施工的交叉作业少，能够充分利用现场施工作业面，对工程总体工期控制有利。
{二}、钢内筒施工承载结构设计
液压顶升机械采用钢索式液压提升烟囱施工方案，在施工前期主要需要进行2项设计和改造：①承重平台的设计或改造；②钢内筒吊装段的设计。
1承重平台的设计与改造
因提升装置需安装在混凝土外筒的上层来提升钢内筒，故通常需要将烟囱上层的检修平台改造为可承受单根钢内筒自重的承重平台在鹤壁三期钢内筒施工中，承重平台设置在220m平台，承重平台由4根主梁与4根次梁组成，考虑到钢内筒受力均匀，8根主梁和次梁均布放置烟囱外筒施工时，在筒壁预留8个施工孔用来搁置吊装用主梁，预留孔的设计由设计院确认次梁对称搁置在主梁上方，次梁与主梁焊接由于单筒结构决定了其施工面狭窄，为避免钢内筒在提升过程中与检修平台干涉，所有的检修平台全部待钢内筒就位后安装在设计承重平台时，钢内筒较大自重按1400塔虑，承重大梁的强度计算按照吊装过程中可能出现的较恶劣工况考虑经计算，承重大梁及承重平台上其他设备总重大约60t加上钢内筒自重，则烟囱混凝土外筒壁需分别预制8个可分别承重260t的预留口用来安装承重大梁改造设计后，承重平台较原检修平台自重增加约20t。
2钢内筒吊耳的设计
钢内筒吊耳的设计主要考虑两点：①钢内筒的整体刚度；②吊耳处的局部强度吊装中，为了钢内筒的刚度，我们在吊装段采用环形梁进行整体加强，而在吊点处采取局部加强一吊装段承受的较大重量为300t可采用4吊点结构，即用4个千斤顶提升；二吊装段承受全部钢内筒的重量，则采用8吊点结构吊装段整体采用环形梁结构，这样可增加其刚度，避免在吊装过程中筒体变形过大由于下锚头为传力部件，其连接处将产生应力集中，故在设计中与下锚头接触处需采用较厚钢板，并在连接处相应的环梁内多加筋板可降低其局部应力，以防止连接处压溃变形。