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重型钢结构屋盖整体提升施工技术

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2017-06-28
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一、大型钢结构整体提升施工主要控制以下三方面:     

(1)钢屋盖大面积拼装技术控制:钢屋盖拼装面积达20000平方米,吨位约4500吨;拼装的桁架有屋盖结构、支撑系统、屋顶立柱檩条结构、检修走道等多种结构形式;屋盖大部分桁架均是超大型钢桁架。如何把如此大面积超大型钢桁架高精度拼装到位,为保证整体提升质量与顺利就位创造条件。     

(2)钢屋盖整体提升技术设计与计算控制:对于如此大的屋盖系统进行整体提升,必须通过合理的设计及验算来保证工程的安全。     

(3)计算机控制液压同步提升技术控制:依据液压同步提升原理,采用提升设备,结合现代化施工工艺,将成千上万吨的构件在地面拼装后,整体提升到预定位置安装就位。     

二、钢屋盖整体提升设计与计算控制     

对于如此大的屋盖系统进行整体提升,必须通过合理的设计及验算来保证工程的安全,从而为整体提升提供理论依据。提升系统的传力途径,对传力途径中各个部位进行验算,计算内容主要为提升力计算、提升支架及平台梁设计、柱稳定性验算、提升锚具设计、提升过程工况验算等关键部分。 

(1)提升力计算:对整个屋盖建立有限元计算模型,并把提升状态需要考虑的荷载施加于其上,计算出设立提升点处的支座反力,这个结果是设置千斤顶数量和规格的依据。     

(2)提升支架及平台梁设计:本工程中应用的柱为钢和混凝土组合柱,下部为混凝土柱,上部为钢构柱。针对这种结构,为了提升需要,在原有的柱子高度基础上,增加了3.5m,作为提升支架。根据提升工艺要求,在支架顶端布设提升平台梁。平台梁设计为箱梁形式。     

(3)钢柱稳定性验算:在本工程中应用的柱为钢和混凝土组合柱,下部为混凝土柱,上部为钢构柱,为了提升需要,在原有的柱子高度基础上,增加了3.5m。针对这种较为特殊的柱子,并结合现有钢结构规范,进行钢柱稳定性验算。采用有限元分析软件对包括钢柱和混凝土柱的整根柱子进行特征值屈曲分析,求得特征值屈曲荷载,从特征值屈曲模态可以分析混凝土柱与钢柱稳定性。     

(4)提升锚具设计:提升固定锚支架需要牢固地与被提升的屋盖连接,作为安放提升系统固定锚的支座。提升固定锚支架用钢板焊接而成,支架与吊耳通过高强度螺栓相连接。分析利用大型有限元程序ANSYS完成。    

(5)提升过程工况验算:整体提升过程中各提升点之间存在位移差,各提升点的位移差的出现会使结构的受力状态发生改变,计算在可能出现的位移差的情况下结构的受力情况,提升点有数十个之多,有许多种荷载组合,需要从中选出比较危险的情况,进行提升位移差组合工况,验算在提升过程中屋盖系统的内力变化,确保提升过程的安全可靠。     

三、计算机控制液压同步提升技术控制     

对跨度较大的大型钢结构进行整体提升,无论是位置控制,还是荷载控制均有较高的难度。计算机控制液压同步提升技术为确保屋面钢结构的安全施工提供了保障。整体提升技术主要控制以下几方面。     

(1)整体提升流程式     

(2)系统组成:计算机控制液压同步提升系统由钢绞线及提升油缸集群、液压泵站和传感检测及计算机控制(控制部件)等几个部分组成。     

(3)提升油缸及其它提升设备的布置:在提升吊点确定后,确定各提升吊点的提升力,并以此为确定提升油缸型号和数量的依据。同时根据提升方案,布置其它提升设备。     

(4)提升吊点位置同步控制:随升吊点与主令吊点的提升高差,通过控制系统随时测定信息,并将信息及时反馈给随升吊点的控制系统,通过调节提升系统,达到缩小主从吊点的高差,实现整体提升同步。     

(5)整体提升安全控制:整体提升施工中,安全措施尤其重要,应着重控制四大安全措施:提升结构体系安全措施;提升油缸机械安全;液压系统的安全;计算机控制系统的安全。


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