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摘要:以津秦铁路客运专线滨海站工程为实例,介绍大型钢屋盖整体提升技术。
关键词:钢结构;桁架;同步整体提升;检测;调试
中图分类号:TU758.11
1工程概况
津秦客专滨海站站房屋盖平面形状呈工形,建筑外形为小矢高壳体,候车层屋盖沿横轨向设有条形采光天窗。根据建筑平面曲面及支承条件,结合建筑室内空间的要求,采用两向正交正放网架结构和桁架混合结构体系。网架节点采用焊接球节点和相贯焊节点相结合的节点形式。网架屋盖最大跨度达63.0m,两端悬挑最长达24.2m。考虑到屋盖网架下部结构地下室和高架层土建的分区施工思路,钢结构施工流程遵循土建的总体思路。因此,站房屋盖网架将采取“分区施工、楼面整体拼装、分区分块整体提升安装”的安装方法进行施工。提升高度约20米。
滨海站站房屋盖主要支承在高架候车层上的斜钢管框架柱上,线侧站房屋盖支承柱网布置不均匀,支承柱顺轨方向间距为18.0m、63.0m,横轨向为36.0m,屋盖周边带有8.0~24.2m不等的悬挑。,屋盖网架水平投影面积为44733.04m2;支承形式为下弦柱点支承。A区提升重量约1500吨,B区提升重量约750吨,C区提升重量约900吨,D区提升重量约1500吨。提升高度约30米。结构示意图如下,红色区域为后补段:屋盖结构示意图如下。
2提升前准备及检查工作
2.1 提升系统的检查及调试
屋盖结构提升之前,应对提升系统及提升(下降)辅助设备进行全面检查及调试工作。(1)钢绞线作为承重系统,在提升前应派专人进行认真检查,钢绞线不得有松股、弯折、错位、外表不能有电焊疤;(2)地锚位置正确,地锚中心线与上方对应提升器中心线同心,锚片能够锁紧钢绞线;(3)由于运输的原因,泵站上个别阀或硬管的接头可能有松动,应进行一一检查,并拧紧,同时检查溢流阀的调压弹簧是否完全处于放松状态;(4)检查泵站、同步控制系统及液压提升器之间电缆线及控制线的连接是否正确。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确;(5)系统送电,校核液压泵主轴转动方向;(6)在泵站不启动的情况下,手动操作同步控制系统主控制器中相应按钮,检查各电磁阀和截止阀的动作是否正常,各截止阀与每一提升器编号是否对应;(7)检查传感器(行程传感器,锚具缸传感器,位移传感器)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,使主控制器中相应的信号灯发讯;(8)提升器的檢查下锚紧的情况下,松开上锚,启动泵站,调节一定的压力(3Mpa左右),伸缩提升器主油缸,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提升器的伸缩缸速度;(9)导向架:导向架与提升器的安装牢固,导出钢绞线顺畅;(10)配合甲方主要检查:提升区域内障碍物的清除、清理;上部提升平台及下吊点的焊接等情况;(11)预加载:调节一定的压力(3Mpa),使每台提升器内每根钢绞线基本处于相同的张紧状态。
3屋盖结构液压提升
一切准备工作做完,且经过系统的、全面的检查确认无误后,经现场吊装总指挥下达吊装命令后,可进行屋盖结构的液压整体提升。
3.1 分级加载(试提升)
先进行分级加载试提升。通过试提升过程中对屋盖结构、支撑柱、上下吊点以及提升设备系统的观察和监测,确认符合模拟工况计算和设计条件,保证提升过程的安全。初始提升时,各吊点提升器伸缸压力应缓慢分级增加,最初加压为所需压力的20%,40%, 60%,80%,90%,在一切都稳定的情况下,可加到100%,即屋盖结构试提升离开拼装胎架。在分级加载过程中,每一步分级加载完毕,均应暂停并检查如:上吊点、下吊点等加载前后的变形情况,以及支撑柱、屋盖结构的稳定性等情况。一切正常情况下,继续下一步分级加载。当分级加载至屋盖结构即将离开拼装胎架时,可能存在各点不同时离地,此时应降低提升速度,并密切观查各点离地情况,必要时做“单点动”或微动提升。确保屋盖结构离地平稳,各点同步。分级加载完毕,屋盖结构提升离开拼装胎架约100mm后暂停,停留约4小时作全面检查各设备运行及其它构件体系的正常情况:如上吊点、下吊点等加载前后的变形情况,每一吊点的提升器受载均匀情况(压力表读数),特别是支撑柱上的每一吊的提升器受载情况、以及支撑柱、屋面整体的稳定性等情况。一切正常情况下,开始屋面的正式提升。
3.2 正式提升
试提升阶段一切正常情况下开始正式提升。屋面液压提升过程:一个流程为液压提升器一个行程,亦即构件被提升一个行程的高度。如上,屋盖结构一步步提升至设计位置。在整个同步提升过程中应随时检查:(1)每一吊点提升器受载均匀情况;(2)各吊点支撑柱的稳定情况;(3)屋盖结构提升过程的整体稳定性;(4)计算机控制各吊点的同步性;(5)激光测距仪配合测量屋面提升过程中的同步性;(6)提升承重系统监视:提升承重系统是提升工程的关键部件,务必做到认真检查,仔细观察。重点检查:锚具(脱锚情况,锚片及其松锚螺钉);导向架中钢绞线穿出顺畅;主油缸及上、下锚具油缸(是否有泄漏及其它异常情况);液压锁(液控单向阀)、软管及管接头各类传感器(行程、锚具、位移传感器等)及其导线。(7)液压动力系统监视:系统压力变化情况;油路泄漏情况;油温变化情况;油泵、电机、各电磁阀线圈温度变化情况系统噪音情况。
3.3 提升就位
正式提升过程约需要一个工作日。屋盖结构提升至设计位置后,暂停,各吊点微调使屋盖结构精确提升到达设计位置,安装就位支座及其它杆件,最终使屋面整体坐落于各柱柱顶上。液压提升系统设备卸载、拆除,完成屋盖结构的提升安装。屋盖结构提升到位后,高空补杆安装时,需要在空中停留一段时间。液压同步提升器独有的机械和液压自锁装置,可使屋盖结构在空中(或提升过程中)的任意位置长期可靠锁定。又因屋盖结构提升高度较高,虽然屋盖结构属于镂空结构,风荷载对提升吊装过程影响较小。为确保屋盖结构提升过程的绝对安全,并考虑到高空对口精度的需要,在屋盖结构空中对口焊接、补杆(或空中长时间提留)时,通过导链将屋面周边与支撑柱连接,起到限制屋盖结构水平摆动和位移的作用。
参考文献:
[1] 钢结构设计手册[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2004.Design manual for steel structure [M]. Beijing: ChinaArchitecture & Building Press,2004. (in Chinese).
关键词:钢结构;桁架;同步整体提升;检测;调试
中图分类号:TU758.11
1工程概况
津秦客专滨海站站房屋盖平面形状呈工形,建筑外形为小矢高壳体,候车层屋盖沿横轨向设有条形采光天窗。根据建筑平面曲面及支承条件,结合建筑室内空间的要求,采用两向正交正放网架结构和桁架混合结构体系。网架节点采用焊接球节点和相贯焊节点相结合的节点形式。网架屋盖最大跨度达63.0m,两端悬挑最长达24.2m。考虑到屋盖网架下部结构地下室和高架层土建的分区施工思路,钢结构施工流程遵循土建的总体思路。因此,站房屋盖网架将采取“分区施工、楼面整体拼装、分区分块整体提升安装”的安装方法进行施工。提升高度约20米。
滨海站站房屋盖主要支承在高架候车层上的斜钢管框架柱上,线侧站房屋盖支承柱网布置不均匀,支承柱顺轨方向间距为18.0m、63.0m,横轨向为36.0m,屋盖周边带有8.0~24.2m不等的悬挑。,屋盖网架水平投影面积为44733.04m2;支承形式为下弦柱点支承。A区提升重量约1500吨,B区提升重量约750吨,C区提升重量约900吨,D区提升重量约1500吨。提升高度约30米。结构示意图如下,红色区域为后补段:屋盖结构示意图如下。
2提升前准备及检查工作
2.1 提升系统的检查及调试
屋盖结构提升之前,应对提升系统及提升(下降)辅助设备进行全面检查及调试工作。(1)钢绞线作为承重系统,在提升前应派专人进行认真检查,钢绞线不得有松股、弯折、错位、外表不能有电焊疤;(2)地锚位置正确,地锚中心线与上方对应提升器中心线同心,锚片能够锁紧钢绞线;(3)由于运输的原因,泵站上个别阀或硬管的接头可能有松动,应进行一一检查,并拧紧,同时检查溢流阀的调压弹簧是否完全处于放松状态;(4)检查泵站、同步控制系统及液压提升器之间电缆线及控制线的连接是否正确。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确;(5)系统送电,校核液压泵主轴转动方向;(6)在泵站不启动的情况下,手动操作同步控制系统主控制器中相应按钮,检查各电磁阀和截止阀的动作是否正常,各截止阀与每一提升器编号是否对应;(7)检查传感器(行程传感器,锚具缸传感器,位移传感器)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,使主控制器中相应的信号灯发讯;(8)提升器的檢查下锚紧的情况下,松开上锚,启动泵站,调节一定的压力(3Mpa左右),伸缩提升器主油缸,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提升器的伸缩缸速度;(9)导向架:导向架与提升器的安装牢固,导出钢绞线顺畅;(10)配合甲方主要检查:提升区域内障碍物的清除、清理;上部提升平台及下吊点的焊接等情况;(11)预加载:调节一定的压力(3Mpa),使每台提升器内每根钢绞线基本处于相同的张紧状态。
3屋盖结构液压提升
一切准备工作做完,且经过系统的、全面的检查确认无误后,经现场吊装总指挥下达吊装命令后,可进行屋盖结构的液压整体提升。
3.1 分级加载(试提升)
先进行分级加载试提升。通过试提升过程中对屋盖结构、支撑柱、上下吊点以及提升设备系统的观察和监测,确认符合模拟工况计算和设计条件,保证提升过程的安全。初始提升时,各吊点提升器伸缸压力应缓慢分级增加,最初加压为所需压力的20%,40%, 60%,80%,90%,在一切都稳定的情况下,可加到100%,即屋盖结构试提升离开拼装胎架。在分级加载过程中,每一步分级加载完毕,均应暂停并检查如:上吊点、下吊点等加载前后的变形情况,以及支撑柱、屋盖结构的稳定性等情况。一切正常情况下,继续下一步分级加载。当分级加载至屋盖结构即将离开拼装胎架时,可能存在各点不同时离地,此时应降低提升速度,并密切观查各点离地情况,必要时做“单点动”或微动提升。确保屋盖结构离地平稳,各点同步。分级加载完毕,屋盖结构提升离开拼装胎架约100mm后暂停,停留约4小时作全面检查各设备运行及其它构件体系的正常情况:如上吊点、下吊点等加载前后的变形情况,每一吊点的提升器受载均匀情况(压力表读数),特别是支撑柱上的每一吊的提升器受载情况、以及支撑柱、屋面整体的稳定性等情况。一切正常情况下,开始屋面的正式提升。
3.2 正式提升
试提升阶段一切正常情况下开始正式提升。屋面液压提升过程:一个流程为液压提升器一个行程,亦即构件被提升一个行程的高度。如上,屋盖结构一步步提升至设计位置。在整个同步提升过程中应随时检查:(1)每一吊点提升器受载均匀情况;(2)各吊点支撑柱的稳定情况;(3)屋盖结构提升过程的整体稳定性;(4)计算机控制各吊点的同步性;(5)激光测距仪配合测量屋面提升过程中的同步性;(6)提升承重系统监视:提升承重系统是提升工程的关键部件,务必做到认真检查,仔细观察。重点检查:锚具(脱锚情况,锚片及其松锚螺钉);导向架中钢绞线穿出顺畅;主油缸及上、下锚具油缸(是否有泄漏及其它异常情况);液压锁(液控单向阀)、软管及管接头各类传感器(行程、锚具、位移传感器等)及其导线。(7)液压动力系统监视:系统压力变化情况;油路泄漏情况;油温变化情况;油泵、电机、各电磁阀线圈温度变化情况系统噪音情况。
3.3 提升就位
正式提升过程约需要一个工作日。屋盖结构提升至设计位置后,暂停,各吊点微调使屋盖结构精确提升到达设计位置,安装就位支座及其它杆件,最终使屋面整体坐落于各柱柱顶上。液压提升系统设备卸载、拆除,完成屋盖结构的提升安装。屋盖结构提升到位后,高空补杆安装时,需要在空中停留一段时间。液压同步提升器独有的机械和液压自锁装置,可使屋盖结构在空中(或提升过程中)的任意位置长期可靠锁定。又因屋盖结构提升高度较高,虽然屋盖结构属于镂空结构,风荷载对提升吊装过程影响较小。为确保屋盖结构提升过程的绝对安全,并考虑到高空对口精度的需要,在屋盖结构空中对口焊接、补杆(或空中长时间提留)时,通过导链将屋面周边与支撑柱连接,起到限制屋盖结构水平摆动和位移的作用。
参考文献:
[1] 钢结构设计手册[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2004.Design manual for steel structure [M]. Beijing: ChinaArchitecture & Building Press,2004. (in Chinese).