摘 要：本文介紹利用同步液壓控制系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)大型轉(zhuǎn)換桁架鋼骨液壓同步提升安裝工藝，并重點(diǎn)闡述了該工藝的關(guān)鍵設(shè)計(jì)方法、施工要點(diǎn)，為同類大噸位整體安裝工程提供了可參鑒的實(shí)例，截至目前為止，同類型大型轉(zhuǎn)換桁架鋼骨同步提升工程屬廣西境內(nèi)首次。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)換桁架鋼骨；液壓同步提升

中圖分類號：TU398.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）21-0351-03

前 言

針對國內(nèi)外大型懸挑桁架安裝時(shí)沒有采用整體液壓提升方法進(jìn)行分析，在排除因場地客觀因素等原因后，需要重點(diǎn)解決桁架周邊提升支架設(shè)置、提升支點(diǎn)的加固設(shè)計(jì)以及桁架整體提升的控制措施等問題，本文采用計(jì)算機(jī)建模模擬對桁架整體提升工況及結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行分析，并以此作為依據(jù)指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

1 工程概況

某企業(yè)總部大樓辦公樓結(jié)構(gòu)形式為框架——核心筒結(jié)構(gòu)（帶轉(zhuǎn)換桁架層）。其中轉(zhuǎn)換桁架層位于7～14層（11～23軸之間），轉(zhuǎn)換桁架范圍以下2～6層為架空層。轉(zhuǎn)換桁架凈跨度50.4m，構(gòu)件為型鋼混凝土構(gòu)件，兩端支承柱為巨型型鋼混凝土柱。轉(zhuǎn)換桁架層以上還有6層普通的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)層。

巨型型鋼混凝土柱的型鋼均為鋼板組焊的十字型鋼。轉(zhuǎn)換桁架由4榀平面桁架組成。桁架均為H型鋼結(jié)構(gòu)，高33.6t，凈跨度50.4t。單榀桁架鋼骨重量約460t。針對此類大型鋼骨桁架結(jié)構(gòu)，其安裝關(guān)鍵點(diǎn)是控制整體桁架變形及最大應(yīng)力值。

2 安裝方案概述

根據(jù)以往類似工程的成功經(jīng)驗(yàn)，擬采用“超大型液壓同步提升技術(shù)”安裝轉(zhuǎn)換桁架。在較低標(biāo)高處拼裝轉(zhuǎn)換桁架結(jié)構(gòu)成整體后，將其同步提升就位。

4榀平面桁架兩側(cè)相鄰的桁架通過橫向連接為整體（分成兩組）。2榀平面桁架為一組，連接成整體后總重約1000t（包含各榀間的加強(qiáng)連接桿件重量）。采用同步液壓提升安裝。提升約36m就位后，將轉(zhuǎn)換桁架與土建塔樓進(jìn)行連接安裝，并進(jìn)行吊點(diǎn)卸載。

整體提升中利用15層上部兩側(cè)框架結(jié)構(gòu)中的勁性柱設(shè)置懸挑反力支架，其上放置液壓提升千斤頂作為提升上吊點(diǎn)；在提升部分轉(zhuǎn)換桁架上弦桿處局部加強(qiáng)并焊接專用吊具作為下吊點(diǎn)。

提升過程中，上吊點(diǎn)的液壓提升頂與下吊點(diǎn)提升吊具通過承重鋼絞線連接。利用超大型液壓同步提升技術(shù)，將結(jié)構(gòu)一次性同步提升到位。

3 關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)

3.1 轉(zhuǎn)換桁架斷點(diǎn)位置確定

采用液壓整體提升安裝，需將提升結(jié)構(gòu)在兩端與框架勁性柱連接處斷開，每層弦桿斷口位置依次錯(cuò)開，確保提升通道的順暢，具體布置如圖1所示。

3.2 轉(zhuǎn)換桁架下吊點(diǎn)位置局部加強(qiáng)

吊點(diǎn)離桁架端部最近節(jié)點(diǎn)距離為3600mm，為保證懸臂段弦桿的強(qiáng)度并且減小其變形，需對吊點(diǎn)處的懸臂桿件進(jìn)行臨時(shí)局部加強(qiáng)，如圖2所示。

3.3 轉(zhuǎn)換桁架橫向聯(lián)系加強(qiáng)

由于平面桁架之間未設(shè)桿件相連，為了保證拼裝過程和提升過程桁架的穩(wěn)定，需在兩榀桁架之間設(shè)置臨時(shí)支撐桿（？準(zhǔn)219×6鋼管），對桁架之間進(jìn)行橫向聯(lián)系加強(qiáng)，如圖3所示。

3.4 提升上吊點(diǎn)反力支架、下吊點(diǎn)吊具設(shè)計(jì)

每榀桁架兩個(gè)端部各設(shè)置1個(gè)提升吊點(diǎn)，共計(jì)設(shè)置8個(gè)提升吊點(diǎn)。

利用15層上部兩側(cè)框架結(jié)構(gòu)中的勁性柱設(shè)置懸挑三角形反力支架，其上放置液壓提升頂作為提升上吊點(diǎn)。

在提升轉(zhuǎn)換桁架部分下吊點(diǎn)的上弦桿部位設(shè)置加勁板局部加強(qiáng)，并焊接專用吊具，其內(nèi)放置提升專用錨具作為下吊點(diǎn)。

3.5 液壓提升系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.5.1 液壓提升系統(tǒng)簡介

該項(xiàng)目采用的計(jì)算機(jī)控制液壓同步提升系統(tǒng)由控制系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)和傳感器）、承重系統(tǒng)（鋼絞線和千斤頂）、動(dòng)力系統(tǒng)（液壓泵站）等組成。

每臺提升千斤頂上安裝有一套傳感裝置，這些傳感器將主油缸的位移情況、上下錨具的松緊情況傳送到主控計(jì)算機(jī)，根據(jù)一定的控制邏輯順序控制電磁換向閥，從而控制主油缸和上下夾持器動(dòng)作。另外，對錨具狀態(tài)檢測設(shè)置傳感器，在每臺提升頂?shù)纳舷洛^具油缸上各安裝接近開關(guān)，進(jìn)行緊錨狀態(tài)、松錨狀態(tài)位置檢測。

3.5.2 提升設(shè)備選型、提升鋼絞線數(shù)量確定

根據(jù)提升工況的結(jié)構(gòu)受力計(jì)算，最大提升反力2415.4kN，故選用350t液壓千斤頂。

提升設(shè)備配置如下：1臺LSDKC-16控制臺、2臺LSDB105液壓泵站、2臺TSF50擴(kuò)展閥組、8臺LSD3500提升千斤頂，每臺千斤頂配備30根公稱直徑？準(zhǔn)15.24mm鋼絞線，其抗拉強(qiáng)度1860MPa。

提升千斤頂安全儲備系數(shù)：

350t/臺×4臺÷1000t=1.4

鋼絞線的安全儲備系數(shù)：

30根/臺×26t（破斷力）/根×4臺÷1000t=3.12

3.6 提升工況驗(yàn)算

B軸、E軸轉(zhuǎn)換桁架通過橫向聯(lián)系桿？準(zhǔn)299×8聯(lián)系成整體提升，G軸、K軸轉(zhuǎn)換桁架同B軸、E軸，如下僅對B軸、E軸轉(zhuǎn)換桁架的各工況進(jìn)行驗(yàn)算。

利用有限元軟件對B軸、E軸轉(zhuǎn)換桁架整體建模，由于篇幅有限，如下僅列出提升工況、體系轉(zhuǎn)換工況組合應(yīng)力計(jì)算結(jié)果[1]，如圖4～5所示。

3.7 提升上吊點(diǎn)反力支架驗(yàn)算

提升反力支架由兩榀三角桁架組成，每榀三角桁架間通過橫向、縱向聯(lián)系連接，各桿件截面均由型鋼H890×299×15/23組焊而成，分配梁由4個(gè)型鋼H890×299×15/23組焊而成，材質(zhì)均為Q345。

通過有限元軟件對提升架整體建模，荷載組合考慮包括自重工況、提升荷載工況、風(fēng)荷載工況。如下僅列出提升工況組合應(yīng)力計(jì)算結(jié)果，如圖6所示。

3.8 提升下吊點(diǎn)吊具驗(yàn)算

下吊點(diǎn)吊具按300t驗(yàn)算，材質(zhì)為Q345。

通過有限元軟件Ansys進(jìn)行實(shí)體建模型，如下僅列出等效應(yīng)力計(jì)算結(jié)果，如圖7所示。

4 關(guān)鍵施工技術(shù)

4.1 施工步驟

（1）轉(zhuǎn)換桁架現(xiàn)場拼裝，局部加強(qiáng)及橫向聯(lián)系加強(qiáng)，并安裝提升反力支架、鋼絞線、下吊點(diǎn)吊具、液壓提升設(shè)備調(diào)試。

（2）對轉(zhuǎn)換桁架布置觀測點(diǎn)，并測量記錄。待轉(zhuǎn)換桁架正式提升。

（3）轉(zhuǎn)換桁架試提空并靜置24h，各構(gòu)件關(guān)鍵部位檢查[2]。

（4）繼續(xù)提升，待轉(zhuǎn)換桁架提升到位，依次補(bǔ)桿與原桁架斷口位置連接，并最后完成提升系統(tǒng)與轉(zhuǎn)換勁性柱的力系轉(zhuǎn)換。

（5）拆除液壓提升設(shè)備及上、下吊點(diǎn)臨時(shí)結(jié)構(gòu)，完成轉(zhuǎn)換桁架提升安裝。

4.2 提升施工要點(diǎn)

（1）密切收集未來7天氣象預(yù)報(bào)，選擇氣象條件相對較好，無風(fēng)或風(fēng)力等級在1～2級時(shí)段，并作好相關(guān)關(guān)鍵位置的測量記錄工作。

（2）提升前準(zhǔn)備工作檢查

①提升前要再次對提升裝置的液壓系統(tǒng)、電路系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、控制與顯示系統(tǒng)及鋼絞線進(jìn)行全面細(xì)致檢查，并記錄登記。

②重點(diǎn)檢查提升區(qū)域邊緣與組塊結(jié)構(gòu)間的安全距離，確保提升過程無障礙實(shí)施。

③在正式提升前，需進(jìn)行試提升，逐級加載試提空0.05m，并用倒鏈?zhǔn)站o固定轉(zhuǎn)換桁架，靜置24h。再次檢查所有設(shè)備、吊索具及錨具等，待正式提升施工。

④正式提升施工

a.啟動(dòng)同步液壓控制提升系統(tǒng)。主控臺進(jìn)入主菜單啟動(dòng)“自動(dòng)提升”功能模塊，系統(tǒng)啟動(dòng)。

b.整體平衡自動(dòng)提升。操作主控臺的自動(dòng)按鈕進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)提升。在所有的自動(dòng)提升中，如果各頂?shù)觞c(diǎn)同步誤差超過控制系統(tǒng)的設(shè)定誤差，系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)整；如果同步誤差超過控制系統(tǒng)設(shè)定的最大誤差，系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)入緊急停機(jī)，等待調(diào)整；調(diào)整完畢，進(jìn)入準(zhǔn)提升狀態(tài)，再次啟動(dòng)自動(dòng)提升。

c.提升過程中，觀察提升過程中同步控制誤差對構(gòu)件的影響；注意記錄提升過程中的油壓最大、最小值，并時(shí)刻監(jiān)測托梁狀態(tài)偏移是否在規(guī)定范圍內(nèi)，在誤差出現(xiàn)時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修正。

d.提升過程應(yīng)隨時(shí)監(jiān)控負(fù)荷、結(jié)構(gòu)狀態(tài)、及提升通道是否暢通。

⑤提升就位

a.通過提升千斤頂微調(diào)提升位置，保證提升轉(zhuǎn)換桁架連接位置各一側(cè)中心對中。

b.依次補(bǔ)桿與原桁架斷口位置連接，當(dāng)最后提升系統(tǒng)與轉(zhuǎn)換勁性柱的力系轉(zhuǎn)換時(shí)，逐級將提升頂?shù)暮奢d卸載至轉(zhuǎn)換勁性柱，完成力系轉(zhuǎn)換。

c.拆除提升鋼絞線及提升頂。

5 結(jié) 語

本工程通過同步液壓控制系統(tǒng)技術(shù)將兩組大型轉(zhuǎn)換桁架鋼骨（每組凈長52.6m×凈寬12.6m×凈高34.3m，每組總重約1000t）整體提升約36m就位，正式提升每組10h內(nèi)提升就位。提升就位后24h對提升前設(shè)置的各節(jié)點(diǎn)應(yīng)力及位移變化進(jìn)行了4次監(jiān)測，其各項(xiàng)控制指標(biāo)均符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。該工程設(shè)計(jì)、施工技術(shù)較復(fù)雜，值得同類工程參鑒，截至目前為止，同類型大型轉(zhuǎn)換桁架鋼骨同步提升工程屬廣西境內(nèi)首次。

參考文獻(xiàn)

[1]《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）[S].

[2]《吊裝作業(yè)安全規(guī)范》（AQ3021-2008）[S].

收稿日期：2018-6-3

作者簡介：黃文濤（1984-），男，助理工程師，本科，主要從事橋梁特種施工技術(shù)工作。