1000吨钢桁架整体提升方案

SHfANGHA TONGJI-BAOYE CONS测CTlONBOTg工甸.北航教学科研楼连廊液压提升目录一、工程概况21. 工程简介22. 工程特点、难点23. 液压同步提升技术34. 施工目标5二、施工方案61. 施工总体流程62. 施工方案简述63. 提升系统配置74. 方案特点115. 液压提升系统安装116. 钢绞线安装127. 钢绞线使用注意事项138. 系统调试139. 预提升加载1410. 正式提升1411. 提升设施设计与计算16三、施工管理221. 现场平面布置图222. 施工现场要求22四、液压提升组织体系23五、主要施工设备24六、施工进度计划251. 施工进度计划252. 施工进度控制及保证措施25七、安全文明施工261. 安全施工组织体系262. 安全管理26八、应急预案281. 现场设备故障应急预案282. 自然环境影响应急预案28SOfANgfA TONGJIBAOYE CONSTCTlONBOTg工甸.北航教学科 研楼连廊液压 提升一、工程概况1. 工程简介北京航空航天大学东南区教学科研楼工程，总建筑面积：216500 用地面积：64308 建筑高度：48米，建设单位为北京航空航 天大学。建筑分为I、II、III、W、中心区，本提升工程为I区钢结 构连廊安装，连廊主梁共计四榀，总重900吨，提升高度46米，连 廊跨度60米。连廊地面拼装成整体，利用液压提升，一次就位。教学楼分区示意图2. 工程特点、难点1）工期紧为减少连廊安装对后续施工的影响，尽量缩短连廊组装、提升工 期。2）作业空间小连廊安装空间较小，地下室结构以及作业半径大，大型吊机无法 协作。3）安装精度要求高SOfANgfA TONGJIBAOYE CONSTCTlONBOTg工甸.北航教学科 研楼连廊液压 提升 连廊为三层桁架结构，对接点较多，提升、对接难度大，精度控制要求咼。由于上述特点，本工程的施工必须精心组织，严格管理，方案优化，科技先行。3液压同步提升技术1）超大型构件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； .采用柔性索具承重。只要有合理的承重吊点，提升高度不受限制； 提升器锚具具有逆向运动自锁性，使提升过程十分安全，并且构 件可以在提升过程中的任意位置长期可靠锁定； .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，安全性好，可靠性高，使用 面广，通用性强； .大量安装工作在地面完成，减少高空作业； .保证安装精度要求； .减少施工临时措施，缩短施工工期。液压同步提升系统采用计算机控制，通过跳频扩频通讯技术传递控制指令，全自动完成同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、 操作锁闭、过程显示以及故障报警等多种功能。是集机、电、液、传 感器、计算机控制于一体的现代化先进设备。SOfANgfA TONGJIBAOYE CONSTCTlONBOTg工甸.北航教学科 研楼连廊液压 提升2）液压提升原理“液压同步提升技术”采用液压提升器作为提升机具，柔性钢绞线作为承重索具。液压提升器为穿芯式结构，以钢绞线作为提升索具，有着安全、可靠、承重件自身重量轻、运输安装方便、中间不必镶接等一系列独特优点。液压提升器两端的楔型锚具具有单向自锁作用。当锚具工作（紧）时，会自动锁紧钢绞线；锚具不工作（松）时，放开钢绞线，钢绞线可上下活动。液压提升和回落过程见如下流程图所示，一个流程为提升器一个行程。当提升器周期动作时，提升重物则一步步上升或下降。上升过程下降过程SOfANgfA TONGJIBAOYE CONSTCTlONBOTg工甸.北航教学科 研楼连廊液压 提升 4施工目标1）管理目标严格进行施工质量、工程进度、施工安全及文明施工管理，配合业主、监理按时、保质、保量完成工程建设目标。2）进度目标教学楼连廊安装两个月。3）质量目标合格率100%；合同履约率100%；工程质量等级优良。4）安全目标杜绝伤亡事故；杜绝重大经济事故和火灾事故。S9ANG9AITONGJIBAOYE CONSTCTlONBOTg工甸.二、施工方案北航教学科研楼连廊液压提升1. 施工总体流程2施工方案简述1）拼装钢梁上预制胎架，利用吊机拼装连廊（包括次梁及附属构件）。 详见液压同步提升流程图一2）利用塔吊安装提升牛腿及提升系统，下吊点加固、连接提升地锚。 详见液压同步提升流程图二3）系统调试，连廊分级加载，提升离地，观测24小时。液压同步提 升流程图三4）连廊整体提升，通过仪器调整高差。详见液压同步提升流程图四5）整体提升到位，利用提升器将结构锁定，连廊与支座连接就位。 详见液压同步提升流程图五SOfANgfA TONGJIBAOYE CONSTCTlONBOTg工甸.北航教学科 研楼连廊液压 提升6）拆除辅助设施及提升系统。详见液压同步提升流程图六；3提升系统配置1）液压提升系统准备工作 .液压泵站的检测与调试，泵站耐压实验、泄漏检查、可靠性检 查； .液压提升器的试验； .液压提升器的主油缸及锚具缸的耐压和泄漏试验，必要时更换 新的密封圈； .液压锁的可靠性试验； .各种锚环的安全检查； .安全锚、地锚安装后的全面检查； .电气控制系统检测与试验； .控制柜、启动柜及各种传感器的检测与调试； .钢绞线质量检测。2）总体布置原则 .满足钢结构整体提升的载荷要求，尽量使每台液压提升器受载 均匀； .尽量保证每台泵站驱动的提升器数量相等，提高泵站利用率； .在总体布置时，要认真考虑系统的安全性和可靠性，降低工程 风险。3）提升承重系统配置承重系统由8台TJJ-2000型液压提升器、提升地锚及钢绞线三SOfANgfA TONGJIBAOYE CONSTCTlONBOTg工甸.北航教学科 研楼连廊液压 提升 部分组成。每台TJJ-2000型液压提升器配置18根钢绞线，最大设计 提升2000KN。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，抗拉强度为1860Mpa。本工程提升最大重量900吨，8台 2000KN提升器总提升能力1600吨。4）同步提升控制策略 .提升控制点设置控制系统根据一定的控制策略和算法实现对钢结构整体提升的 姿态控制和荷载控制。在提升过程中，从保证结构吊装安全角度来看， 应满足以下要求：a. 应保证各个吊点均匀受载；b. 应保证提升结构的空中稳定，以便结构能正确就位，也即要求各个吊点在上升或下降过程中能够保持同步；根据以上要求，制定如下的控制策略：a. 将一侧的TJJ-2000型液压提升器并联连接，设为主令吊点A；b. 另一侧的TJJ-2000型液压提升器两两串联，分别设为从令吊点B和C；在计算机的控制下从令吊点B、C以高差来跟踪主令吊点A，C.保证每个吊点在提升过程中始终保持同步。提升过程中，每组 提升器可分别调节速度及高差，保证结构在整个提升过程中的 稳定和平衡。（见提升系统平面布置图）北航教学科研楼连廊液压提升SOANGAI TONGJI-BAOYE CONSTCTlONBOTg工甸.提升器提升泵站主令点提升牛腿从令点从令点:提升泵站提升系统平面布置图.提升过程同步监控措施a.为使结构整体提升过程中，各台液压提升器的负载基本均匀,计算机通过自整角机同步控制系统中的位移测量，对提升过程进彳丁调整控制;b.根据预先通过计算得到的提升工况结构支座反力值，在计算机同步控制系统中，对每台液压提升器的最大提升力进行设定。当遇到提升力超出设定值时，提升器自动停止提升，以防止出现提升点荷载分布严重不均，造成对结构件和提升设施的破坏;c.通过液压回路中设置的自锁装置以及机械自锁系统，在提升器停止工作或遇到停电等情况时，提升器能够长时间自动锁紧钢绞线，确保提升构件的安全。.同步控制原理提升同步控制原理详见同步控制原理图:SHANGHAI TONGJIBAOYE CONSTCT?ON!ROBOTCO”Tt.北航教学科研楼连廊液压提升点吊A点吊阀例比 山调解敏相号信令主器制调d 机控工.l|1构结 钢YC麗传调解敏相同步控制原理图SOfANgfA TONGJIBAOYE CONSTCTlONBOTg工甸.北航教学科 研楼连廊液压 提升 .同步提升速度液压同步提升系统的提升速度主要取决于液压泵源系统的流 量、锚具切换和其他辅助工作所占用的时间。在本工程中，提升速 度约68米/小时。4方案特点1）技术先进：吊装采用液压同步提升技术，技术成熟、设备安全可 靠，已在东方明珠电视塔、上海大剧院、北京西客站、北京中证 大厦等多项工程中成功应用；2）安装精度高：液压同步提升采用计算机控制，能满足安装精度要 求；3）安装工期短：采用液压提升，整体提升，一步到位缩短施工工期， 为施工总体进度提供条件；4）占用场地小：提升体系设备紧凑，占用空间小；5）安全性高：整个提升体系的稳定性与安全性高，且采用液压同步提升施工，使大量安装工作能在地面完成，减少高空作业；6）投资费用低：液压同步提升施工减少了高空作业，缩短了施工工 期，因此，降低了安装费用。5液压提升系统安装 .牛腿焊接完毕后，可用塔吊将8台液压提升器和2台60KW的 液压泵站吊至提升平台并固定； .8台提升器中的钢绞线要在高空穿入，每台提升器穿18根钢绞SOfANgfA TONGJIBAOYE CONSTCTlONBOTg工甸.北航教学科 研楼连廊液压 提升线，其中9根左旋，9根右旋，左右旋应间隔穿入提升器内； .连接泵站与液压提升器主油缸、锚具缸之间的油管。连接完之 后检查一次； .电缆线连接好泵站中的启动柜及液压提升器及就地柜和控制系统，并装好各类传感器，完成之后检查一次； .放下疏导板至地锚上部，调整疏导板的位置，使疏导板上的小 孔对准提升器液压锁的方向，注意不应使疏导板偏转超过15 度，以防钢绞线整体扭转； .下吊点固定地锚，并调整地锚孔的位置，使其与疏导板孔对齐， 依次将18根钢绞线穿入地锚中，穿出部分留长不小于10cm。 穿完之后用地锚锚片锁紧钢绞线，注意钢绞线穿地锚时，应避 免钢绞线相互缠绕，穿完之后再检查一次。6钢绞线安装 .用砂轮切割机将钢绞线切割成48米一段，共144根，其中左旋、 右旋各一半。并用打磨机将钢绞线两头打磨平整、圆滑、不松 股； .将提升器固定在提升横梁上，其液控单向阀一律朝向泵站； .将梳导板置于横梁底部，调整梳导板孔的位置，使其与提升器 各锚孔对齐，注意三角形结构； .将导向管从天锚穿过各层，并确保位置正确。然后将导向引针 插入导向管的内孔，直至梳导板外，接着把“子弹头”旋在导 向引针的螺纹上。然后将待穿的钢绞线插入“子弹头”，反向依SOfANgfA TONGJIBAOYE CONSTCTlONBOTg工甸.北航教学科 研楼连廊液压 提升 次穿过各层，使其露出天锚1米； .用吊机将每组十八根钢绞线一起吊到高空，穿钢绞线，或者利 用卷扬机单根穿钢绞线。 .依次穿好所有钢绞线，提升器中每一层钢绞线，必需左旋线、 右旋线间隔排列； .钢绞线穿好后，用上、下锚具缸锁紧钢绞线，调整天锚处于浮 动状态； .最后将梳导板梳至钢绞线另一端，然后穿过地锚。7钢绞线使用注意事项 .钢绞线在运输、储存、安装、使用和拆卸的全过程不准出现折 弯现象； .钢绞线表面不准有焊疤等损伤； .钢绞线表面不准有凹坑等缺陷； .根据以往实践经验，钢绞线的平均受力安全系数n$2.75为宜； .在任何情况下，电焊机电流不准通过钢绞线导电； .入库储存的钢绞线应保证平顺圆滑，并涂液态防锈油； .对于重复使用的钢绞线，应做抽样强度检测，发现强度下降， 不准使用。8.系统调试 .检查泵站启动柜及液压提升器之间传输线的连接是否正确； .检查泵站与液压提升器主油缸、锚具缸之间的油管连接是否正SOfANgfA TONGJIBAOYE CONSTCTlONBOTg工甸.北航教学科 研楼连廊液压 提升 确； .系统送电，校核液压泵主轴转动方向，在泵站不启动的情况下， 手动操作控制柜中相应按钮，检查电磁阀和截止阀的动作是否 正常，截止阀编号和提升器编号是否对应； .按动各油缸行程传感器的2L、2L-、L+、L和锚具缸的SM、 XM的行程开关，使控制柜中相应的信号灯发讯； .在安全锚处于正常位置、下锚紧的情况下，松开上锚，启动泵站，调节一定的压力(5Mpa左右)，伸缩油缸：检查A腔、B腔 的油管连接是否正确；检查截止阀能否截止对应的油缸；检查 比例阀在电流变化时能否加快或减慢对应油缸的伸缩速度。9预提升加载钢绞线作为承重系统，在预加载后，每根钢绞线应保持相同的张 紧状态，调节泵站压力(3Mpa)，使144根钢绞线处于基本相同的张紧 状态。10. 正式提升 .在一切准备工作做完之后，且经过系统的、全面的检查无误后， 可进行正式提升。 .经全面检查合格，各项设施到位后，总指挥检查并发令后，才 能进行正式提升。 .连廊刚开始提升时，两侧的升缸压力应逐渐往上加，最初加压 为所需压力的40%，在一切都稳定的情况下,可加到60%, 80%，SOfANgfA TONGJIBAOYE CONSTCTlONBOTg工甸.北航教学科 研楼连廊液压 提升 90%, 100%。在桁架提升离开胎架50mm后，应全面检查各承 重构件。 .连廊提升离开胎架后，停止提升，延续24小时，观察各种结构 设施的稳定性、安全性。 .24小时过后，结构稳定、安全，可继续提升。 .在提升过程中，地面测量人员利用激光测距仪测量 A、B、C 三个吊点离地的高度。以便配合提升控制人员调节三个吊点的 同步提升。 .提升过程中应密切注意地锚、钢绞线、提升器、安全锚、液压 泵站、计算机控制系统、传感检测系统等的工作状态。提升系统立面布置如图：提升系统立面布置图广:：飞SOfANgfA TONGJIBAOYE CONSTCTlONBOTg工甸.北航教学科 研楼连廊液压 提升11. 提升设施设计与计算1) 2号桁架提升2号桁架提升牛腿结构图桁架总重为900t, 8个提升点，2号桁架提升力考虑不均匀受载系数1.5，动载系数1.1每个提升器的设计提升力T = 900/8x 1.5 x 1.1=186 t .2号桁架提升牛腿校核A截面处的弯矩最大M 二 186tx (0.815 + 0.300) m=207 x 104 N - mSOfANgfA TONGJIBAOYE CONSTCTlONBOTg工甸.A 二 30 x 600 x 2 + 30 x 540 x 2=bh 3 x 2 + A x c 2 x 2二 68400 mm212詁 x 30 x 5403 x 2 + 30 x 600 x 2852 x 2=37.1 x 108 mm 4I37.1 x 108W -12.37 x 106 mm 3x h/2300MN207 x 104186 x 104Qmax-+ +max|WxA12.37 x 10-30.0684=167+27=194 MPaf = 305 MPaB截面处的弯矩M = 186t x 0.815m=152 x 104 N - mB截面示意图I = bh 3 x 2 + A x c 2 x 2 x 12=右 x 30 x 5403 x 2 + 30 x 600 x 2852 x 2=37.11 x 108 mm 4h/237.1 x 108300=12.37 x 106mm 3_ Mb= maxmaxJWx152 x 10412.37 x 10-3二 123MPaTmax=1.3 二=1.3 xtl186 x 10430 x 540 x 2=75MPa牛腿强度符合工况要求。 .提升锚点校核2号桁架提升锚点结构图连接焊缝处NTTw w186 x 1042 x 0.7 x 30 x 600MPa锚点连接强度符合工况要求。2) 1号桁架提升桁架总重为900t, 8个提升点，1号桁架提升力考虑不均匀受载系数1.2，动载系数1.1每个提升器的设计提升力T = 900/8x 1.2x 1.1=149 t1号桁架提升牛腿结构图.1号桁架提升牛腿校核A截面处的弯矩最大M 二 149t x (0.915 + 0.350) m=189 x 104 N - mC截面示意图A 二 30 x 400 x 2 + 30 x 640 x 2二 62400 mm 2I = bh 3 x 2 + A x c 2 x 2 x 12=x 30 x 6403 x 2 + 30 x 400 x 3352 x 212=40 x 108 mm 4IW - x h/240 x 108一 11.44 x 106mm 3350MN189 x 104149 x 104Qmax-+ +max|WxA11.44 x 10-30.0624=165+24=189 MPaf = 305 MPaB截面处的弯矩M = 149t x 0.915m=136 x 104 N - mD截面示意图I = bh 3 x 2 + A x c 2 x 2 x 12=x 30 x 5403 x 2 + 30 x 400 x 2852 x 212=27.36 x 108 mm 4I27.36 x 108W L 9.12 x 106 mm3x h/2300M139 x 104Qmax-152 MPamaxWx9.12 x 10-3T = 1.3 - = 1.3 x 149 x 10= 60 MPamaxtl30 x 540 x 21号桁架牛腿强度符合工况要求。 .提升锚点连接焊缝处，与2号桁架提升锚点同。所以连接强度符合工况要求。SOfANgfA TONGJIBAOYE CONSTCTlONBOTg工甸.三、施工管理1. 现场平面布置图施工平面布置见施工总平面图。2. 施工现场要求1）施工用场地、道路 .要求甲方提供现场“三通一平”工作，即电通、水通、路通和施工场地平整。 .施工现场的道路应可保证通行各种施工运输车辆，供施工设备及材料进场。 .施工区域道路布置应兼顾构件运输和吊机行走、吊装。2）施工用水、用气、用电 .按照业主已有规划，施工用水、气、电从业主提供的接驳点接出。 .现场提升用电为130KW，在45.5m连廊两端各设1个65KW的配电箱。 .夜间工作时，安装场地周边需提供夜间施工照明。3）设备安全及现场协调 .设备进场后需甲方提供必要的现场保护。 .现场交叉作业需甲方协调。北航教学科研楼连廊液压提升S9ANG9AITONGJIBAOYE CONSTCTlONBOTg工甸.四、液压提升组织体系技术顾问现场提升总指挥1r1r1T1f1液压系统承重系统电器系统安全系统后勤保障作业组负责人现场职责现场提升总指挥现场负责、技术顾问现场管理、技术顾问现场负责、安全顾问液压系统电器系统承重系统后勤保障北航教学科研楼连廊液压提升S9ANG9AITONGJIBAOYE CONSTCTlONBOTg工甸.五、主要施工设备序号机械设备名称型号规格单位数量国别产地拥有情况1液压提升器200t套8中国自有2液压泵站65KW台2中国自有3控制系统YT套1中国自有4激光测踞仪DISTO pro台2瑞 士自有5自整角机套3中国自有6通信系统套8中国自有7传杆系统套8中国自有8钢绞线 15.24吨7中国自有9地锚套8中国自有SOfANgfA TONGJIBAOYE CONSTCTlONBOTg工甸.北航教学科 研楼连廊液压 提升六、施工进度计划1. 施工进度计划具体施工进度同甲方。2. 施工进度控制及保证措施为了保证总工期，在本工程施工中，我们将采取以下保证措施：1）采用新技术、新工艺、优选施工方案，合理、科学和最佳的控制， 现场施工进度、确保关键节点按期完成。2）加强工程技术管理、强化计划进度管理、强化现场管理、加强质 量管理、加强施工安全管理、强化标化管理。3）与各单位及时沟通施工信息，加强联系和配合工作，合理安排施 工程序，提高各工序和各分项工程间的衔接效率。4）定时召开施工调度会，及时进行工作总结及工作布置。5）充分利用空间和时间，立体交叉作业。七、安全文明施工1.安全施工组织体系2安全管理1）连廊提升施工严格遵守安全操作规程。2）各工种人员要持证上岗，严格遵守本工种安全操作规程，施工前 所有施工人员要对施工方案及工艺进行了解，熟悉操作过程和具 体步骤；3）所有进场设备进行检查记录，合格后方可使用；4）要在施工人员中树立安全第一的思想，认识到安全文明施工的重 要性，作到每天班前检查、班后总结，所有施工人员，必须严格 遵守现场条令及我公司有关外场作业安全规章制度；5）重视安全宣传，加强安全管理，以教育为主，以惩罚为辅来搞好 安全；6）在施工过程中，施工人员必须按施工方案的作业要求进行施工，SOfANgfA TONGJIBAOYE CONSTCTlONBOTg工甸.北航教学科 研楼连廊液压 提升如有特殊情况进行调整，则必须通过一定的程序以保证整个施工 过程安全；7）通讯工具专人保管，确保信号畅通。非电器人员不得私自动电，现场要配备标准配电盘，现场用电要设专职电工。电缆的敷设要 符合有关标准规定；8）高空作业点下地面不允许站人，并做好安全警戒措施，防止高空 坠落事故；9）非电器人员不得私自动电，现场要配备标准配电箱，电缆的敷设 要符合标准规定；10）施工用电、照明用电按规定分线路接线，对于绝缘保护层裸露的 线要严禁使用；11）保持施工设备整洁，定期检修；12）夜间施工必须有足够照明；SOfANgfA TONGJIBAOYE CONSTCTlONBOTg工甸.北航教学科 研楼连廊液压 提升八、应急预案1. 现场设备故障应急预案 .油缸故障本次提升所使用的2000KN提升器，配有上下两道安全锚，提升过程中如油缸发生漏油等故障，必要时可将安全锚锁死，然后更换油缸。 .泵站故障泵站一些漏油故障只需几分钟更换垫圈即可，如电机出现故障必要时可在高空维修。 .油管损坏提升过程中，如油管爆裂，提升器上的液控单向阀自动锁死，更换油管即可。 .控制系统故障本次提升使用的电器系统稳定性高，一些简单故障现场即可调试，必要时更换控制系统。本套液压提升设备可靠性好、自动化程度高、现场操作方便，设备每次出厂都经过严格检修、试验，且出现故障不会对总体安全造成任何影响。2. 自然环境影响应急预案出现风雨天气，除了及时获取天气消息外，还要有足够的应急方案，雨天停止高空作业，大雨停止现场作业，出现雷雨时结构有可北航教学科研楼连廊液压提升同时张好抗风缆绳。S9ANG9AITONGJIBAOYE CONSTCTlONBOTg工甸.靠的避雷措施；如遇大风天气，停止提升,北航教学楼钢结构连廊液压提升施工方案编制:审核:批准：上海同济宝冶建设机器人有限公司二。五年四月