大跨度钢网架整体液压提升施工技术

张小刚

（中国核工业第二二建设有限公司，湖北 宜昌 443101）

1 整体液压提升施工技术

大跨度钢网架整体液压提升技术即为“钢绞线悬挂承重、计算机同步控制、液压千斤顶集群整体提升”工艺进行网架整体连续提升。其方法是网架结构在地面进行整体拼装；将液压千斤顶设置在永久结构上；悬挂钢绞线的上端与液压千斤顶固定，下端与提升物用锚具连在一起；利用液压千斤顶行程重复夹着钢绞线向上连续提升，最终将网架提升到安装高度。

2 整体液压提升施工技术优点

2.1 地面网架的整体拼装，液压提升设施设备的安装应在土建专业施工达到柱顶后进行，柱强度完全达到设计值后，屋顶结构吊装就位；af在屋面结构就地吊装的同时，土木工程专业人员可以立即在屋内进行设备基础和楼板的施工。上述施工组织有利于专业交叉施工，对土建施工影响不大。

2.2 钢网架的主要拼装、焊接、油漆均在地面上进行，施工效率高，易于保证施工质量。

2.3 钢网架上的辅助构件和悬挂结构可在地面安装或安装，减少高空起重作业，缩短安装施工周期。

2.4 通过钢网整体液压升降，将高空作业量降至最低。此外，整体液压提升的绝对时间相对较短，能有效保证安装周期。

2.5 液压同步升降设备及设施体积小、重量轻、机动性强、易倒装。

3 整体液压提升工艺的基本原理

3.1 液压同步提升

大型液压同步提升机采用一个穿芯液压提升机作为提升机，柔性钢绞线作为承重索具。液压电梯是一种贯穿式核心结构，以钢绞线为起重索具，具有安全可靠、承载部件重量轻、运输安装方便、无需中间插入等一系列独特优点。

3.2 计算机同步控制技术

液压同步升降技术采用位移传感器监测和计算机控制。通过数据反馈和控制命令传输，可以实现一定的同步动作、负载均衡、姿态校正、操作锁定、过程显示和故障报警功能。操作者可通过中央控制室液压同步计算机控制系统的人机界面，观察液压升降过程及相关数据和/或发出控制指令。

3.3 液压起重设备及特点

3.3.1 液压电梯

液压电梯为穿芯千斤顶结构，具有以下特点：

（1）通过扩大起重设备的组合，起重重量、跨度和面积不受限制；

（2）使用柔性索具，只要有合理的支承点，起升高度不受限制；

（3）液压电梯的锚具有反向运动自锁性能，使起升过程非常安全，在起升过程中部件能长期可靠地锁定在任何位置；

（4）液压电梯由液压回路驱动，动作过程中的速度非常小，提升构件和提升架结构几乎没有附加动载荷；

3.3.2 液压泵源系统

液压泵的源系统为电梯提供液压动力，在各种液压阀的控制下完成相应的动作。在不同的工程中，起重要求的数量和型号不一样。为了提高液压提升设备的通用性和可靠性，在泵源液压系统的设计中采用了模块化结构。根据启闭机的台数和泵源的型号配置，可以组合多个模块，每个模块以泵源系统为核心，可以独立控制一组液压启闭机，也可以扩展到满足实际起重工程的需要。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 钢网结构整体液压同步提升安装过程：

4.1.1 土建阶段，将钢桁架安装在支撑框架柱上，安装所需预埋件。

4.1.2 钢桁架整体安装在安装位置正下方的地面上，但杆件不能参与整体吊装的除外。

4.1.3 将节点球安装在柱顶，利用支撑框架柱安装临时升降支撑平台。

4.1.4 在升降平台上安装液压同步升降系统设备。

4.1.5 混凝土结构柱达到设计强度后，安装液压举升专用钢绞线，将液压举升机与举升点结构连接，安装专用地锚，预张钢绞线。

4.1.6 液压同步升降系统设备调试、预加载。

4.1.7 钢网结构采用液压同步提升系统设备吊装，离开地面组装轮胎骨架，约100mm。吊运过程中设置空间桁架永久挠度及变形测量点。

4.1.8 测控，利用液压升降设备对空中各挂点的姿态进行微调，为安装后置杆做好准备。

4.1.9 经微调，轴线及标高达到施工图要求，空间桁架密封在空气中，钢桁架形成整体。

4.1.10 空液同步提升系统设备分阶段卸载，直至钢绞线完全放松，使钢格架整体定位在支撑框架柱上，永久荷载通过球形铰链支撑传递到基础上。

4.1.11 拆除液压同步提升系统设备等临时提升设施，完成钢网整体提升安装。

4.1.12 钢桁架安装到位。继续调整和安装屋顶和墙壁系统。

4.2 提升体系设计

4.2.1 提升吊点的选定原则及要求

（1）提升吊点首先应根据网架结构的混凝土支撑立柱的分布进行设置，原则上所有混凝土支撑立柱处均可设置网架提升吊点；但出于经济优化考虑，吊点可以适当减少；吊点减少的基本原则是减少后“吊点所承受的网架作用力”必须小于“混凝土立柱可承受的最大反力”。

（2）吊点设置时，应依据网架结构的外形使吊点应尽量保持前后、左右对称，并且吊点的间距应尽量保持一致。

（3）吊点位置：吊点离地高度h=1000mm；吊点与混凝土立柱距离a≥500mm,b=1/2柱宽（与混凝土柱中心线重合）。

4.2.2 液压千斤顶型号的选定原则及要求

（1）液压千斤顶型号选定的首要原则和要求是：液压千斤顶的额定起重能力必须满足“吊点所承受的网架作用力”，并且安全系数应大于1.4。

（2） 液压千斤顶的选用要遵循安全、轻便、经济的原则。

4.2.3 提升索具型号的选定原则及要求

提升索具采用钢绞线，钢绞线作为柔性承重索具，采用高强度低松弛预应力钢绞线。根据工程经验，一般宜采用直径为 15.24毫米的钢绞线，破断力为 26吨/根。

4.2.4 提升平台的选择与设计

（1）首先应对提升平台所承受的网架作用力进行计算，根据计算结果建立受力分析模型，对提升平台在网架作用力下的“结构变形”、“结构应力比”进行计算；提升平台的“结构变形”应在允许范围之内（X、Y、Z三向位移均在 10mm之内），最大“结构应力比”应小于0.8。

（2）基于对提升平台的受力要求，提升平台宜采用无缝钢管钢制作，材质均为Q345，平台构件的对接焊缝应按（GB 50661-2011）规定的Ⅱ级质量等级要求。提升梁（箱形梁）组立焊接应采用熔透焊缝，焊缝强度不低于材料本身强度。

4.2.5 高空封边杆件、支座球的确定方法及原则

（1）根据吊点的位置设置，确定网架拼装边缘与界限，凡是与网架整体提升存在位置冲突的杆件将最终被确定为后装封边杆件（一般为“吊点临时球”与混凝土立柱上“支座球”之间的边跨杆件）。

（2）支座球一般依据设计图纸上给定位置进行安装，支座球必须在网架提升就位前安装完成。

5 施工安全的相关措施

5.1 所有施工人员应了解和熟悉施工计划和过程。施工前必须逐级进行安全技术交底。交底应具有高度针对性，并记录在案，以明确安全责任。

5.2 现场安全设施齐全可靠。施工过程中应加强安全信息反馈，不断消除施工过程中的事故隐患，及时反馈安全信息。

5.3 施工区域应设置警戒区，并有专人监护。严禁非施工人员进入。吊装时，严禁在吊装的钢结构下作业，严禁任何人进入。

5.4 钢绞线安装时，应在高空安装和操作临时平台，并在地面划设安全区，防止因高空坠物造成人员伤亡。起吊前应将现场清理干净。起吊过程中，应派专人观察地锚、上下吊耳、葫芦、钢绞线等的工作情况。如有异常现象，应直接通知现场指挥。

5.5 施工过程中，施工人员必须按照施工计划的操作要求进行施工。如需调整特殊情况，必须通过一定程序保证整个施工过程的安全。

5.6 钢结构整体液压同步升降时，注意观察设备系统的压力和负荷变化，并仔细记录。

5.7 在液压升降过程中，应密切注意液压升降机、液压泵源系统、计算机同步控制系统、传感检测系统等的工作状态。

5.8 现场无线电对讲机在使用前必须向工程指挥部申报。通讯工具由专人保管，确保信号畅通。

5.9 高空作业人员在进行高空作业前，必须通过医生的检查。高空作业时必须系好安全带。安全带应该高高挂起，低处使用。

6 结束语

综上所述，多种大跨度网架结构吊装技术均存在明显的缺点或者技术难点，客观上都存在被改善的需要。而大跨度钢网架整体液压提升技术的出现，由于其先进的技术优点和产生的经济社会效益，使其成为未来主流施工技术方法。文中整体液压是目前使用比较广泛，具有先进性的施工技术，可以有效避免以上问题，提升施工质量，缩短施工周期，促进工程施工可持续发展。