福州某会展中心屋面施工组织设计液压同步提升

**液压同步提升施施工技术方案案编制：审核：批准：**技术有限公公司2009年5月月目录TOC\o"1-3"\h\zHYPERLINK\l"_Toc228901384"1工程概况11HYPERLINK\l"_Toc228901385"2计算机控制制液压同步提提升技术3HYPERLINK\l"_Toc228901386"2.1计算机机控制液压同同步提升技术术简介3HYPERLINK\l"_Toc228901387"2.2系统组组成4HYPERLINK\l"_Toc228901388"2.3同步提提升控制原理理及动作过程程7HYPERLINK\l"_Toc228901389"2.3.1同同步提升控制制原理7HYPERLINK\l"_Toc228901390"2.3.2提提升动作原理理8HYPERLINK\l"_Toc228901391"3提升总体布布置9HYPERLINK\l"_Toc228901392"3.1提升油油缸的布置99HYPERLINK\l"_Toc228901393"3.2液压泵泵站的布置99HYPERLINK\l"_Toc228901394"3.3计算机机控制系统的的布置9HYPERLINK\l"_Toc228901395"3.3.1传感器的布布置9HYPERLINK\l"_Toc228901396"现场实时网络控控制系统的连连接10HYPERLINK\l"_Toc228901397"4提升系统同同步控制111HYPERLINK\l"_Toc228901398"4.1提升油油缸动作同步步11HYPERLINK\l"_Toc228901399"4.2提升吊吊点位置同步步11HYPERLINK\l"_Toc228901400"5施工准备及及人员辅助113HYPERLINK\l"_Toc228901401"5.1液压提提升系统133HYPERLINK\l"_Toc228901402"5.2钢绞线线安装及油缸缸钢绞线吊装装13HYPERLINK\l"_Toc228901403"5.3钢绞线线预紧及地锚锚就位14HYPERLINK\l"_Toc228901404"5.4油缸安安装以及钢绞绞线的梳导114HYPERLINK\l"_Toc228901405"6整体提升实实施15HYPERLINK\l"_Toc228901406"6.1试提升升15HYPERLINK\l"_Toc228901407"6.2正式提提升15HYPERLINK\l"_Toc228901408"7结构最终就就位16HYPERLINK\l"_Toc228901409"8安全措施117HYPERLINK\l"_Toc228901410"8.1设备安安全措施177HYPERLINK\l"_Toc228901411"8.2现场安安全措施177HYPERLINK\l"_Toc228901412"9主要提升设设备181工程概况本次施工需要整整体提升**屋面边跨和和中跨网架结结构，每跨结结构提升重量量约775吨，提升高高度约为14-188m，纵向提升升跨度90.0m，横向提升升跨度约90~1225m。本次提升升同时在横向向主桁架和侧侧边主桁架上上设置提升点点，对边跨网网架和中跨网网架分段提升升。采用横向主桁架架提升边跨及及中跨网架总总体立面示意意图见图1.1。图1.1边边跨及中跨网网架提升立面面示意图采用侧边主桁架架提升边跨及及中跨网架总总体立面示意意图见图1.2。边跨及中跨网架架提升点平面面位置布置图图见图1.3。图1.3边边跨及中跨网网架提升点平平面位置布置置示意图提升点分别布置置在横向提升升主桁架一侧侧或两侧以及及侧边提升主主桁架的一侧侧。端部横向向主桁架在其其起吊一侧布布置6个提升点，中中部横向主桁桁架在其两侧侧各布置6个提升点，侧侧边主桁架在在其一边布置置4个提升点。每每个提升点采采用一台100吨提升油缸缸。对跨度较大的大大型钢结构进进行整体提升升，无论是位位置控制，还还是荷载控制制均有较高的的难度。计算算机控制液压压同步提升技技术为确保钢钢结构的安全全施工提供了了保障。2计算机控制制液压同步提提升技术2.1计算机机控制液压同同步提升技术术简介计算机控制液压压同步提升技技术是一项新新颖的构件提提升安装施工工技术，它采采用柔性钢绞绞线承重、提提升油缸集群群、计算机控控制、液压同同步提升新原原理，结合现现代化施工工工艺，将成千千上万吨的构构件在地面拼拼装后，整体体提升到预定定位置安装就就位，实现大大吨位、大跨跨度、大面积积的超大型构构件超高空整整体同步提升升。我国从从九十年代开开始自主研究究和开发这项项技术，先后后应用于上海海东方明珠广广播电视塔钢钢天线桅杆超超高空整体提提升、北京西西客站主站房房1800吨钢门楼整整体提升、北北京首都机场场四机位库和和上海大剧院院6075吨钢屋架整整体提升、深深圳市民中心心钢结构大屋屋盖整体提升升、广州新白白云机库屋顶顶整体提升、大大连造船600吨龙门吊、苏苏通大桥南主主桥墩整体下下放、北京国国家数字图书书馆刚桁架10388吨整体提升升等一系列重重大建设工程程，获得了成成功，取得了了显著的经济济效益和社会会效益。计算机机控制液压同同步提升技术术的核心设备备采用计算机机控制，可以以全自动完成成同步升降、实实现力和位移移控制、操作作闭锁、过程程显示和故障障报警等多种种功能，是集集机、电、液液、传感器、计计算机和控制制技术于一体体的现代化先先进设备。计算机机控制液压同同步提升技术术具有以下特特点：通过提升设备扩扩展组合，提提升重量、跨跨度、面积不不受限制；采用柔性索具承承重，只要有有合理的承重重吊点，提升升高度与提升升幅度不受限限制；提升油缸锚具具具有逆向运动动自锁性，使使提升过程十十分安全，并并且构件可在在提升过程中中的任意位置置长期可靠锁锁定；提升系统具有毫毫米级的微调调功能，能实实现空中垂直直精确定位;设备体积小，自自重轻，承载载能力大，特特别适宜于在在狭小空间或或室内进行大大吨位构件提提升；设备自动化程度度高，操作方方便灵活，安安全性好，可可靠性高，适适应面广，通通用性强。计算机控制液压压同步提升技技术的特点和和工程实践表表明，它是一一项极具应用用前景的新技技术。2.2系统组组成计算机控制液压压同步提升系系统由钢绞线线及提升油缸缸集群（承重重部件）、液液压泵站（驱驱动部件）、传传感检测及计计算机控制（控控制部件）和和远程监视系系统等几个部部分组成。钢绞线及提升油油缸是系统的的承重部件，用用来承受提升升构件的重量量。用户可以以根据提升重重量（提升载载荷）的大小小来配置提升升油缸的数量量，每个提升升吊点中油缸缸可以并联使使用。本工程程拟在横向主主桁架及侧边边主桁架的各各个吊点位置置皆布置100吨提升油缸缸，在横向及及侧边主桁架架上同步提升升边跨（或中中跨）网架共共使用20台油缸。提升油缸为穿芯芯式结构。穿穿芯式提升油油缸的结构示示意图HZZX001所示。钢钢绞线采用高高强度低松弛弛预应力钢绞绞线，公称直直径为15.244mm，抗拉强度度为1860NN/mm，破断拉力力为260.77KN，伸长率在1％时的最小小载荷221.55KN，每米重量量为1.1Kg。钢绞线符符合国际标准准ASTMA416－87a，其抗拉强强度、几何尺尺寸和表面质质量都得到严严格保证。油油缸采用先进进的设计方法法(数字技术与与有限元分析析技术)。图2.1有限限元分析云图图图2.2锚具虚拟装装配提升油缸具有严严格的制造质质量控制：由专业厂家生产产，生产过程程严格按照ISO90000质量标准进进行质量控制制；经过严格的测试试与试验，提提升油缸试验验主要包括：：功能性试验验和耐久性试试验；在国外工程中，提提升油缸通过过了美国和德德国严格的试试验标准。提升油缸的特点点：提升油缸的密封封件采用德国国技术，有效效保证提升油油缸的密封性性能，从而提提高提升油缸缸的工作可靠靠性；提升油缸采用获获得国家专利利的新型锚具具结构，锚具具的工作可靠靠性更高；提升油缸采取模模块化设计，一一旦使用过程程中出现故障障，能够随时时更换，确保保工程的顺利利进行；在提升油缸中安安装压力速度度控制阀，确确保下降时油油缸负载安全全；提升油缸采取模模块化设计，使使用2台提升油缸缸进行组合，形形成1台连续提升升油缸。图2.31100吨提升油缸图2.4德国汉堡桥桥吊提升油缸缸液压泵站是提升升系统的动力力驱动部分，它它的性能及可可靠性对整个个提升系统稳稳定可靠工作作影响最大。在在液压系统中中，采用比例例同步技术，这这样可以有效效地提高整个个系统的同步步调节性能。图2.5TTX-80--P型液压泵站图2.6TTX-40--P型液压泵站站液压泵站的特点点：先进的电液比例例控制技术，通通过电液比例例控制技术，实实现液压提升升中的同步控控制，控制精精度高；在苏苏通长江公路路大桥南主塔塔墩钢吊箱整整体下放工程程中，共布置置12个同步下放放点，使用40台提升油缸缸，应用电液液比例控制技技术，各点之之间的同步控控制精度在±1mm内。载荷保护，在现现有的液压系系统中，专门门设计了对每每台油缸的载载荷保护，使使整体提升更更加可靠安全全。清晰的模块化设设计，针对不不同工程的使使用要求，综综合考虑液压压系统的通用用性、可靠性性和自动化程程度；在不同同的工程使用用时，由于设设备布置和使使用要求不尽尽相同，为了了提高设备的的通用性，泵泵站液压系统统的设计采用用模块化结构构。主要液压元件德德国进口，现现有的液压泵泵站中，关键键的液压元件件如泵、比例例阀等均采用用德国产品，极极大地提高了了液压系统的的可靠性。双泵、双主回路路和双比例阀阀系统，实现现连续提升、连连续下降和大大流量驱动。传感检测主要要用来获得提提升油缸的位位置信息、载载荷信息和整整个被提升构构件空中姿态态信息，并将将这些信息通通过现场实时时网络传输给给主控计算机机。这样主控控计算机可以以根据当前网网络传来的油油缸位置信息息决定提升油油缸的下一步步动作，同时时，主控计算算机也可以根根据网络传来来的提升载荷荷信息和构件件姿态信息决决定整个系统统的同步调节节量。2.3同步提提升控制原理理及动作过程程同步提升控制制原理主控计计算机除了控控制所有提升升油缸的统一一动作之外，还还必须保证各各个提升吊点点的位置同步步。在提升体体系中，设定定主令提升吊吊点，其它提提升吊点均以以主令吊点的的位置作为参参考来进行调调节，因而，都都是跟随提升升吊点。图HZZX002是提升系系统同步控制制方框图。主令提升吊点决决定整个提升升系统的提升升速度，操作作人员可以根根据泵站的流流量分配和其其它因素来设设定提升速度度。根据现有有的提升系统统设计，最大大提升速度不不大于10米/小时。主令令提升速度的的设定是通过过比例液压系系统中的比例例阀来实现的的。在提升系统中，每每个提升吊点点下面均布置置一台距离传传感器，这样样，在提升过过程中这些距距离传感器可可以随时测量量当前的构件件高度，并通通过现场实时时网络传送给给主控计算机机。每个跟随随提升吊点与与主令提升吊吊点的跟随情情况可以用距距离传感器测测量的高度差差反映出来。主主控计算机可可以根据跟随随提升吊点当当前的高度差差，依照一定定的控制算法法，来决定相相应比例阀的的控制量大小小，从而，实实现每一跟随随提升吊点与与主令提升吊吊点的位置同同步。为了提提高构件的安安全性，在每每个提升吊点点都布置了油油压传感器，主主控计算机可可以通过现场场实时网络监监测每个提升升吊点的载荷荷变化情况。如如果提升吊点点的载荷有异异常的突变，则则计算机会自自动停机，并并报警示意。电电控系统连接接图如图HZZX003所示。提升动作原理理提升油缸数量确确定之后，每每台提升油缸缸上安装一套套位置传感器器，传感器可可以反映主油油缸的位置情情况、上下锚锚具的松紧情情况。通过现现场实时网络络，主控计算算机可以获取取所有提升油油缸的当前状状态。根据提提升油缸的当当前状态，主主控计算机综综合用户的控控制要求（例例如，手动、顺顺控、自动）可可以决定提升升油缸的下一一步动作。提提升系统上升升时，提升油油缸的工作流流程见图HZZX004，提升系系统下降时，提提升油缸的工工作流程见图图HZXX005。3提升总体布布置根据钢结构本身身的结构特点点，提升点的的布置要和结结构的刚度分分布相一致，同同时也要保证证提升状态的的结构受力情情况和实际使使用状态的结结构受力情况况基本吻合。3.1提升油油缸的布置提升各跨网架时时，在每个横横向提升主桁桁架的起吊一一侧各布置六六台100吨油缸，在在每个侧边提提升主桁架的的起吊一侧各各布置四台100吨油缸，油油缸数量一共共为二十台。3.2液压泵泵站的布置根据各提升吊点点的油缸种类类和数量，以以及要求的提提升速度来布布置液压泵站站。液压泵站站的布置遵循循以下的原则则：泵站提供的动力力应能保证足足够的提升速速度就近布置，缩短短油管管路提高泵站的利用用效率根据提升吊点具具体提升油缸缸的布置和提提升力情况，在在每侧分别布布置1台液压泵站站，本次工程程每次提升使使用5台泵站。预预计提升速度度可达6-8米/小时。3.3计算机机控制系统的的布置传感器的布布置压力传感器：在在每个提升吊吊点的油缸中中，选择一个个油缸安装压压力传感器；；压力传感器器安装在油缸缸的大腔侧，由由于同一提升升吊点的所有有油缸的进油油口并联，压压力相同，所所以一个油缸缸的压力就代代表同一提升升吊点的压力力；锚具及油缸智能能传感器：在在每个油缸的的上下锚具油油缸上各安装装1只锚具传感感器，在主缸缸上安装1只油缸位置置传感器；将各种传感器同同各自的通讯讯模块连接。现场实时网络控控制系统的连连接地面布置1台计计算机控制柜柜，从计算机机控制柜引出出比例阀通讯讯线、电磁阀阀通讯线、油油缸信号通讯讯线、工作电电源线；通过比例阀通讯讯线、电磁阀阀通讯线将所所有泵站联网网；通过油缸信号通通讯线将所有有油缸信号通通讯模块联网网；通过电源线将所所有的模块电电源线连接。当完成传感器的的安装和现场场实时网络控控制系统的连连接后，计算算机控制系统统的布置就完完成,见图HZZX003。4提升系统同同步控制4.1提升油油缸动作同步步现场网络控制系系统根据油缸缸位置信号和和锚具信号，确确定所有油缸缸的状态，根根据提升油缸缸的当前状态态，主控计算算机综合用户户的控制要求求，决定提升升油缸的下一一步动作。当当主控计算机机决定提升油油缸的下一步步动作后，向向所有液压泵泵站发出同一一动作指令，控控制相应的电电磁阀统一动动作，实现所所有提升油缸缸的动作一致致，同时锚具具动作、同时时伸缸、缩缸缸或同时停止止。4.2提升吊吊点位置同步步在提升过程中，设设定某一点为为主令点，其其余点为跟随随点。根据用用户希望的提提升速度设定定主令点的比比例阀电流恒恒定，进而主主令点液压泵泵站比例阀开开度恒定，提提升油缸的伸伸缸速度恒定定，主令点以以一定的速度度向上提升。其其余跟随点通通过主控计算算机分别根据据该点同主令令点的位置高高差来控制这这点提升速度度的快慢，以以使该跟随点点同主令点的的位置高度跟跟随一致。现现场网络控制制系统将各传传感器的高度度信号采集进进主控计算机机，主控计算算机通过比较较主令点同每每个跟随点的的高度得出跟跟随点同主令令点的高差。如如果某跟随点点与主令点的的高差为正，表表示跟随点的的位置比主令令点高，说明明该跟随点的的提升油缸速速度快，计算算机在随后的的调节中，就就降低驱动这这点提升油缸缸的比例阀控控制电流，减减小比例阀的的开度，降低低提升油缸的的提升速度，以以使该跟随点点同主令点的的位置跟随一一致。反之，如如果某跟随点点比主令点慢慢了，计算机机控制系统就就调节该点的的提升油缸伸伸缸快一些，以以跟随上主令令点，保持位位置跟随一致致。为了保证提升过过程中的位置置同步，系统统中还设置了了超差自动报报警停机功能能。一旦某跟跟随点同主令令点的同步高高差超过某一一设定值，系系统将自动报报警停机，以以便检查。整体提升同步控控制系统见图图HZZX002。我们在苏通大桥桥南主塔墩钢钢吊箱整体下下放工程中，共共布置12个同步下放放点，使用40台提升油缸缸，应用电液液比例控制技技术，各点之之间的同步控控制精度在±1mm内。图8苏通大桥桥同步控制高高差(绿色框数值)5施工准备及及人员辅助5.1液压提提升系统液压提升系统中中所有元件、部部件必须经过过严格的检测测后才能进场场使用。5.2钢绞线线安装及油缸缸钢绞线吊装装根据各点的提升升高度，考虑虑提升结构的的状况，切割割相应长度的的钢绞线；钢绞线左、右旋旋各一半，要要求钢绞线两两头倒角、不不松股，将其其间隔平放地地面，理顺，钢钢绞线左、右右旋数量最大大允许差距小小于两根；根据本工程特点点，上下锚具具打半开，钢钢绞线从提升升油缸顶部穿穿入油缸，通通过疏导板，油油缸上端留出出30厘米，钢绞绞线油缸过程程中，上下锚锚要一致，不不能交错或缠缠绕，每个油油缸中的钢绞绞线左右旋相相间，每穿好好一根用U型夹夹住，以以保证钢绞线线在安装过程程中的安全；；钢绞线穿好后，压压紧油缸的上上下锚；在疏导板上根据据油缸的锚孔孔位置捆扎作作好标记，同同时将疏导板板拉到钢绞线线尾部，留一一定距离，在在疏导板下部部将两根钢绞绞线夹注，防防止疏导板掉掉落；按照钢绞线下端端的标记和疏疏导板相应位位置，安装钢钢绞线地锚，确确保从油缸下下端到地锚之之间的钢绞线线不交叉、不不扭转、不缠缠绕；安装地锚时各锚锚孔中的三片片锚片应能均均匀夹紧钢绞绞线；其高差差不得大于0.5mm，周向间隙隙误差小于0.3mm；整个过程大约需需要四天时间间，需要辅助助人员8-10人；油缸泵站吊装和和钢绞线安装装需要吊车配配合。5.3钢绞线线预紧及地锚锚就位将泵站系统压力力调到5MPa，将地锚提提到落槽位置置，用一吨葫葫芦将每根钢钢绞线拉紧；；钢绞线基本一样样齐后，用油油缸1MPa的力带紧，通通过调整确保保地锚就位；；根据现场情况，需需要半天时间间，大约需要要辅助人员3-4人；梳导板和安全锚锚就位为了保证钢绞线线在油缸中的的位置正确，在在安装钢绞线线之前，每台台油缸应使用用一块梳导板板；安装安全锚的目目的是油缸出出现故障需要要更换时使用用，另外它也也可以起安全全保护作用；；梳导板和安全锚锚在安装时，应应保证与油缸缸轴线一致、孔孔对齐；5.4油缸安安装以及钢绞绞线的梳导所有油缸正式使使用前，应经经过负载试验验，并检查锚锚具动作以及及锚片的工作作情况；油缸就位后的安安装位置应达达到设计要求求，否则要进进行必要的调调整；油缸自由端的钢钢绞线应进行行正确的导向向；钢绞线疏导架可可用脚手架塔塔设，由于需需要下放，脚脚手架高度要要大于油缸高高度2米以上；钢绞线预紧，在在地锚和油缸缸钢绞线穿好好之后，应对对钢绞线进行行预紧。每根根钢绞线的预预紧力为15KN。6整体提升实实施6.1试提升升解除上部结构与与地面的所有有连接；认真检查上部结结构，并去除除一切计算之之外的载荷；；认真检查整体提提升系统的工工作情况(结构地锚、钢钢绞线、安全全锚、液压泵泵站、计算机机控制系统、传传感检测系统统等)；运用前述的控制制策略，采用用手动方式完完成油缸的第第一个行程；；行程结束后后，认真检查查上部结构、提提升平台、提提升地锚的情