大型钢结构施工中的力学原理-整体提升法

整体提升法的介绍及应用随着我国经济建设的快速发展，各类工程建设项目规模日益扩大，重大工程项目包括高耸结构、大跨结构、超高层结构以及一些困难异形结构等日益增多。这些工程的共同特点是施工规模大、范围广、周期长、过程困难。如此困难的结构势必给工程施工带来更大的挑战，在土木工程建设规模快速发展的同时，建筑施工中事故不断增多，严峻影响人民的生命财产平安及工程建设速度。工程事故产生的缘由是多方面的．其中许多事故是源于设计者与施工企业对施工方法或施工过程对结构的影响估计不足。事实表明大型困难建筑物从起先施工建设到投入运用，再到若干年后进入老化修理阶段的整个生命周期过程中，施工阶段因结构的不完整性、材料性质的时变性、所受荷载的困难性以及结构抗力的不成熟性，结构的平均风险率最高，失效概率最大。特殊对大型困难钢结构工程而言，由于其结构困难，施工方法繁琐及钢构件本身易失稳的特性确定了其在施工阶段的风险率要比一般混凝土结构更高。常用的施工方法高空散装法高空散装或满堂脚手原位拼装法高空散装法是指结构小拼单元或散件干脆在设计位置进行拼装的方法，施工时有满堂脚手架和悬挑法两种，前者广泛用于网架和网壳的施工，尤其相宜螺栓球节点网架的施工；后者国外施工多用，并曾用于混凝土薄壳的施工。高空散装法属于满堂脚手架原位拼装方法，单件重量轻，垂直运输无需大型起重设备，工序简洁；但是须要架设脚手架，周期长、费用高，高空作业量大，精度难以限制，协助材料多，费用高。地面吊装法吊装法分为分段吊装法和整体吊装法。分段吊装法是指将结构依据自身形式分成块状单元，分别由起重机械吊装至高空设计位置就位．然后再拼装成整体的安装方法。此方法的特点是大部分焊接、拼装工作在地面进行，有利于限制施工质量并可省去大量拼装作支架，但结构分段后须要考虑临时加固措施，后拼杆件、单元接头处仍旧须要搭设拼装胎架。国家大剧院采纳的安装方法是工厂分段制作，场外立体预拼，单件综合安装。整体吊装法则是把整个结构在地面拼装完毕，采纳一台或多台吊机整体吊装至设计位置的安装方法，东海大桥桥头堡、哈尔滨国际会展中心张弦桁架的安装施工即采纳的整体吊装方法。高空滑移法高空滑移法是指将整个结构分为几个条状的结构单元在事先设置的轨道上滑移到设计位置拼接成整体的安装方法，此条状单元可以是在地面拼装后吊装至拼装胎架上，也可以分段,小拼单元甚至散件在高空拼装胎架上拼成滑移单元。依据滑移过程方式的不同，可以分为单片滑移法和累积滑移法。国家体育馆钢结构屋盖采纳了地面分段组装、分段吊装、高空整榀拼装、纵向桁架横向带索累积滑移的施工方法。高空滑移施工祛的重点在于高空拼装平台的选择，滑移轨道的设置，牵引力的计算及同步限制的精度等问题。整体提升法（后面具体介绍）悬臂分段施工法悬臂安装法是利用已安装好的结构作为后续结构安装的工作面，依次逐步安装的方法，如漳州后石电厂圆形煤场网壳即采纳的悬臂分段安装法。悬臂拼装法一般用在钢斜拉桥的施工中，通常主梁节段在工厂预制，然后在现场逐节对称拼装，拼装时须要留意已成粱段和安装粱段相对高差的限制，确保主梁线形与设计一样。上海卢浦大桥水上部分拱肋即采纳斜拉扣索法悬臂拼装进行施工。以上是常用的几种施工方法的简洁介绍，下面就整体提升法作一个较为具体的介绍。整体提升法概念：钢结构整体提升安装技术是指钢结构在地面或适当的部位组装成整体或整个单元，采纳多台提升机械提升安装至设计位置的特种安装工艺。应用该项技术，可以显著削减结构安装时的高空作业，有利于提高质量限制，作业平安和施工效率。提升机械可以是卷扬机组，也可以是液压提升（顶升）设备。整体提升法发展：早在二十世纪五十年头国外便采纳整体吊装法对大跨度空间钢结构进行了施工并取得胜利，积累了一些阅历，但由于技术保密等缘由，始终没有公开的技术资料。国内学者对于整体吊装施工方法及施工限制的探讨早期主要集中在桥梁工程的相关领域。而对大跨度空间钢结构的相应探讨则较少。由于大跨度空间钢结构在整体吊装施工过程中表现出的力学问题和桥梁工程有较大的差异，使得对于桥梁工程领域的探讨不能被借用，从而导致我国对于大跨度空间钢结构整体吊装施工方法的探讨相对滞后。建筑钢结构采纳整体提升安装技术在国内始于20世纪70年头，比较典型的工程实例如上海文化广场钢网架屋盖，上海万人体育馆钢网架屋盖的整体提升安装；原上海青海路电视塔的整体起扳安装等。这些工程均采纳卷扬机群供应整体安装的动力。随着技术的发展，到了20世纪90年头，我国才起先对大型钢结构整体吊装施工技术进行探讨，并先后应用于上海东方明珠广播电视塔钢天线桅杆超高空整体提升、北京西客站主站房１８００ｔ钢门楼整体提升，ＭＦＧＡ会展中心钢结构屋盖整体吊装等一系列重大建设工程。虽然施工最终获得了胜利，但其中存在的技术性、经济性等问题并未得到很好解决。因此，迫切须要针对结构在实际施工过程遇到的具体问题提出系统性的解决方案。计算机限制，钢绞线承重，集群液压千斤顶供应动力的整体提升技术取代卷扬机，起先在机场航站楼，大型机库，体育会展场馆，超高层建筑等钢结构施工中得到广泛的运用。2001年完成的河南南阳鸭河口电厂干煤棚网架采纳了国内首创的折叠绽开提升安装工艺，丰富了整体提升技术；2002年完成的深圳使命市民中心焊接球网架钢屋盖采纳了低位拼装，两次整体提升的施工工艺，提升重量为2650T，提上升度为46M；2003年完成的广州新白云机场五机位修理库是当时亚洲规模最大的机库，提升重量为4650T，提上升度为26M；2006年完成的国家图书馆二期钢结构整体提升工程提升重量达到了10388T；2007年完成了重达1万T，面积达4万㎡的世界上面积最大，跨度最大，重量最大的首都机场A380飞机修理库钢屋盖整体提升工程。在上海世博会场馆建筑中，这一新技术也得到了应用。整体提升法技术简介：目前大多数采纳由计算机限制的液压千斤顶集群作业的成套设备。该设备一般由承重，执行和限制等部分组成，以立柱和钢绞线等为承重部件，以液压千斤顶为执行部件，以电气和计算机系统为限制部件。立柱作为承载千斤顶组的基础，担当全部被提升结构和机具的重量；钢绞线作为提升索具，与千斤顶的夹片锚具协作传递提升力，实现提升过程中结构件的上升（下降）和锁定；液压千斤顶由液压泵站供应动力，通过油缸的升缩和上下锚具的交替置换，实现提升动作；电气和计算机系统依据各类位置和荷载传感器的信号，结合同步（异步）或荷载限制的要求，下达各类作业吩咐。由计算机限制的液压千斤顶集群作业设备进行钢结构整体提升作业，具有组合敏捷，限制精细，自动化程度高等优点，并可实现特大型结构和超重结构的整体提升。整体提升施工方法的基本步骤为：首先在地面拼装好钢屋盖的各级桁架及其内部必要的支撑体系，然后以安装在各钢柱顶部的提升支架作为支座，在其上布设穿心式千斤顶并通过钢绞线将钢屋盖整体提升，最终待钢屋盖整体提升到设计位置时再超提升肯定高度，然后逐点落位并与支柱的钢牛腿连接。整体提升操作的留意事项:整体提升前打算工作钢结构提升前应具备与提升有关的钢结构，提升平台，千斤顶，钢绞线，液压泵站及自动限制系统等各项目的质量保汪资料，对每一道施工工序，却有一套严格的质量验收制度，并有具体的施工原始记录，保证每一道工序质量均满意要求，在提升前对并键的记录，保证每一道工序质量均满意要求，在提升列关键的部位，钢结构各重点的锚固状况，千斤顶部位及锚夹具，油泵，自动限制系统，进行全面检查，并填写书面记录，确认一切正常才能提升，对安装及配备的指挥系统的通讯设备，必需经过试用，配备好全部工作人员及劳动力，对全部参与提升工作的人员必需进行细致培训，为保证提升一次胜利，在一切就绪状况下，进行预演习。整体提升应急措施(1)设备、材料保证措施提升过程中配备足够的备用材料，设备及修理工具和修理人员。(2)钢结构与四周结构相碰在提升钢结构顶部安装报警器，若钢结构与四周结构相碰，则自动报警，并立刻停止提升，分别相碰的缘由，若是伸出结构的钢筋接驳器或预埋件则用气之除，是局部砼凸出侧凿除部分另凸砼等措施，如当由于结构侧向位移过大而碰时，则应采纳先安装钢结构支座钢立柱浇砼部分立柱砼，分节提升等特别措施。(3)防风措施选择l周内风力小于6级的天气，若遇地面6级以上的风力，要停止提升，并在钢结构和四周结构之间的三个面加设限位装置，防止钢结构与四周结构碰撞。试提升在确认一切正常后，试提升采纳，逐步加载进行，钢结构起先离地。在每次加载后，均视察四周结构受压后的侧向位移及局部承压，后错的锚固状况，钢结构的变形，提升钢平台的变形，各吊点锚固状况，有无变形，千斤顶，钢绞线，及锚夹具，油泵，自动限制系统的工作状况。提升过程的监控措施(1)在一切打算工作做完之后，且经过系统的、全面的检查无误后，现场安装总指挥检查并发令后，才能进行正式提升。(2)依据预先通过计算得到的提升工况提升点反力值，在计算机同步限制系统中，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，提升器自动实行溢流卸载，以防止出现提升点荷载分布严峻不均，造成对结构件和提升设施的破坏。(3)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状况时，提升器能够长时间自动锁紧钢绞线，确保提升构件的平安。(4)在提升过程中，留意观测系统的荷载变更状况等，并细致做好记录工作。(5)在提升过程中，地面测量人员要测量各吊点离地的高度。(6)提升过程中应亲密留意提升地锚、钢绞线、提升器、平安锚、液压泵站、计算机限制系统、传感检测系统等的工作状态。(7)通讯工具专人保管，确保信号畅通。提升到位后，保持钢结构屋盖空中姿态，液压提升系统点动微调，协作结构对口就位。安装预留的后装杆件钢结构屋盖整体卸载落位。拆除液压设备及限制设备，整体液压同步提升作业结束。整体提升法施工过程中应留意的问题：目前，国内外的许多学者都曾指出不同形式的大跨度空间钢结构在整体吊装施工过程中存在的一些问题及相应的留意事项。这里总结出以下8个大跨度空间钢结构整体吊装时须要解决的关键性技术问题：(1)结构拆撑过程的模拟分析；(2)提升吊索的垂直度保证；(3)施工中可能存在的突发问题对结构性能的影响；(4)在施工过程中存在的刚体位移和弹性变形的耦合问题的影响；(5)施工过程中提升速率变更引起的动力效应对结构的影响；(6)吊点的数量和位置的确定；(7)吊装过程中各吊点移动不同步及其对结构内力和位移的影响；(8)施工中的变边界问题的模拟计算方法；依据对于各个问题解决程度的不同，可以将上述问题分为两大类。一类是可以通过肯定的施工手段、先进的施工技术以及现有的计算程序加以解决的问题；另一类则是目前的处理方法尚不完善，必需采纳新的计算方法，选择合理的限制参数进行分析验算的问题。8个问题中的前5个问题属于第一类施工问题，对于该类问题目前已经形成了较为成熟的解决方案，并已胜利的应用于实际的施工过程中。以下将对各个问题相应的解决方法加以论述。结构拆撑过程的模拟分析在大跨度空间钢结构整体吊装施工过程中经常须要增加一些临时支撑与结构一起组成一个稳定牢靠的工作系统。在永久结构成型以后，这些临时支撑将会被拆除掉。此时，拆撑造成的内力重安排可能会对结构的局部受力产生较大的影响。在施工过程中，施工人员所实行的拆撑方案不同，拆撑过程对结构内力的影响程度也不尽相同，因此拆撑的方案设计以及在拆撑过程中结构受力分析方法的选择都是特别关键的问题。设计结构的拆撑方案时应当考虑以下几个原则：①受力体系转化引起的内力变更应是缓慢的过程：②参与受力的各杆件应处于弹性状态并渐渐趋近设计状态，不允许结构构件出现永久变形；⑨各支撑点的卸载变形应当协调；④拆撑应易于限制、平安牢靠。同时有文献提出了分析拆撑对结构构件内力影响的方法，即MEKA法。MEKA法又称生死单元法，通过“激活”或者“杀死”在计算模型中已经存在的单元来变更结构的刚度矩阵，从而表征各个单元对结构受力的影响。这种方法由于建立在功能强大的ANSYS平台之上，应用比较简洁，结构在不同施工阶段的内力和变形的分析可以采纳同一个计算模型完成，大大地节约了时间，提高了效率。施工中可能存在的突发问题对结构性能的影响有文献针对提升过程中的意外状况(大风、雷雨、停电等)可以实行如下措施：①驾驭短期内天气预报；②保证电力供应协调：③提升限制系统应具有超差或断电停机爱护功能；④一旦高差超差，系统自动停机，系统进入平安行程状态后，检查超差停机缘由；⑤具有防止结构在提升过程中因风载荷而产生摇摆的措施(如滑轮、缆风绳等)。在施工过程中存在的刚体位移和弹性变形的耦合问题对结构的影响结构在整体施工的过程中会存在一个相当大的刚体位移，因此，有人会认为刚体位移和结构构件弹性变形的同时存在而产生的耦合效应将使得结构中某些构件的内力发生变更。从理论上对这～问题进行计算与分析具有肯定难度，这主要是因为传统的基于位移的有限元方法只能应用于动定的结构系统，而不能对这种混合变形问题进行求解。当结构中某点处的刚体位移超过限度时，会导致总体刚度矩阵奇异而使得计算无法进行下去。表面看来刚体位移和弹性变形的耦合对结构的作用是一个很麻烦的问题，但是在实际的施工过程中，这一问题是可以通过实行相应的施工手段来避开的。一般的做法是：在起吊的初始阶段通过分步加载的方法使整个结构只发生弹性变形而并不产生刚体位移，当结构达到设计要求的形态，并且各吊点的提升力达到设计值时再进行整体提升。当结构升起后，则须要严格限制速度使提升缓慢进行，这样就使得结构在只存在刚体位移而不会存在额外的弹性变形。换言之，在整体施工的过程中是可以通过采纳合理的施工方式将刚体位移和弹性变形分开考虑的，这在施工行业里被称之为“姿态限制”。施工过程中提升速率变更引起的动力效应对结构的影响大跨度空间钢结构的整体吊装施工是一个相对慢速的过程，通常状况下须要几天甚至十几天，因此在吊装过程中速率对结构的动力影响是可以忽视的。然而，吊装机具在启动和制动瞬间对结构的动力影响是必需考虑的。有文献指出，在设备启动或制动时产生的冲击荷载作用下，结构构件的受力与采纳静力分析方法得到的结果是有肯定差别的，但是由于阻尼的存在，结构构件最终的内力和位移都趋近于静力分析方法的相应计算结果。为了平安起见，建议通过将结构的静力分析结果乘以1．2---1．6的动力系数来考虑设备启动或制动时对整个结构的动力影响。上述的各个问题是在大跨度空间钢结构整体吊装施工过程中较为常见的问题，其相应的处理方法具有肯定的通用性，可以被其他类似工程借用。8个关键性技术问题中后3个属于其次类施工问题。其中吊点的数量和位置的选取以及吊装过程中吊点不同步限值的确定属于参数限制问题；施工中变边界问题的模拟计算属于结构体系转换问题。整体吊装过程中参数限制问题的探讨现状及探讨局限由于吊点的数量和位置的选取以及吊装过程中吊点不同步限值的确定问题与结构本身的一些参数有关，因此将其归为参数限制问题。吊点的数量和位置确定问题的探讨现状与探讨局限如何选择吊点是任何一项整体吊装施工工程都无法避开的问题，结构体系的不同确定了吊点选取的原则也不尽相同。我国的钢结构设计规范(GB50017—2003)的第8．6．5条明确规定：对大跨度屋盖结构应进行吊装阶段的验算，吊装方案的选定和吊点位置等都应通过计算确定，以保证每个安装阶段屋盖结构的强度和整体稳定。然而，从目前的探讨文献所涉及的内容不难发觉，目前绝大多数大跨度钢结构在进行整体吊装施工时都是以安装机具的实力或者与下部土建的施工配和状况等非结构因素为原则确定吊点的数量与位置。仅有少数工程在依据现场状况确定吊点位置后考虑了由于吊点的设置对结构构件内力和变形的影响，却没有工程从结构本身的受力特点动身，分析其在进行整体吊装时应采纳的最优的吊点数量以及最合理的吊点位置。有文献以单榀拱架为计算模型，分别对采纳一至四个吊点进行吊装时的拱架进行了力学分析。从计算结果可以看出，假如吊点的选择不合理，会发生诸如被吊结构中局部杆件由于应力比超限而发生强度或者稳定破坏以及被吊结构整体变形过大而不能精确安装的问题。该文献虽然分析了吊点数量和位置选取的不同对结构构件内力的影响，并得到了所选结构在施工过程中志向的吊点数量，然而其并未分析吊点数量和位置的确定与结构的一些固有属性之间的关系。整体吊装过程中吊点的同步性限制问题的探讨现状与探讨局限吊点的同步性限制是大跨度空间钢结构整体吊装施工过程中最为关键的一项技术。由于此类结构冗余度一般很大(多次超静定)，因此由于吊点同步性限制不当而引起的吊点相对位置的变更将会带来结构构件内力的变更，从而使得局部构件发生强度破坏或失稳，更有甚者会导致整个结构在施工过程中产生倾覆现象。目前许多文献都提到了保证提升同步性对于大跨度空间钢结构整体吊装的重要性，并依据工程的具体状况提出了相应的同步性限制方法。目前对于同步性问题的探讨文献中所提及的吊点同步性限制的各种方法的共同特点是：在施工过程中仅仅是通过计算机的帮助或人为的观测手段保证各提升点的位移差不超过规范规定的允许范围，而并未分析吊点提升的不同步对结构构件内力的影响。有文献对于吊点同步性问题的探讨有了肯定的改进，文中分别计算了12种吊点不同步工况，并将计算得到的结构构件的最大内力和位移结果与平稳提升时的结果相对比，从而说明在大跨度空间钢结构整体吊装施工时保证吊点提升同步的必要性。然而该文对于吊点不同步问题的探讨仍旧存在两个方面的不足：①在泛泛的选取了12种不同步工况后，采纳拟静力的方法分析了处于确定不同步作用下结构构件的最大内力及位移，而并未从结构本身的角度动身确定结构在吊装过程中的不同步限值；②该文献只是分析了吊点的不同步对于选定结构的影响，而却并未分析不同步状况对一类结构的影响规律。在过去的15年中，由于张弦结构的采纳，大跨度钢结构的材料消费占总造价的比例由41％降至26％，而其安装的花费所占的比例则已经从19％增长至27％∞刚。假如可以采纳肯定的方法确定结构在整体吊装施工过程中的各吊点的不同步限值，那么对于受不同步影响较小的结构，施工单位可以适当放松施工限制的要求，从而在加快施工进度的同时避开由于过度考虑不同步的影响而带来的奢侈。而对于受不同步影响较大的结构则应实行较为高级的同步性限制方法以保证结构在施工过程中的平安。因此，从结构的角度动身，精确的判定结构在施工过程中吊点的不同步限值对于施工限制方案的确定具有特别重要的意义。整体吊装过程中结构体系转换问题的探讨现状及探讨局限大跨度空间钢结构在整体吊装施工过程中存在的变边界问题为结构体系转换问题中的一种。由于在吊装过程中结构的边界条件可能与其在正常运用时的边界条件不同，因此结构在提升到位的瞬间会发生边界条件的变更，这个变更所作用的时间虽然较为短暂，但却很有可能使结构内部的一些构件内力发生变更，从而导致其发生破坏。对于变边界问题的线性静力分析，可以采纳对计算模型进行边界条件的等效变换后将各部分结果进行线性叠加的方法得到最终的计算结果。对于变边界问题的线性屈曲分析可以采纳强制约束法加以解决。强制约束法同位移法相像，须要在原有结构上增加附加约束条件。不同的是，强制约束法所施加的附加约束条件不再是未知的，而是将初始结构中求得的某些未知节点的位移以及该节点处的应力作为已知的条件施加到最终结构上，以达到“先固定后复原”的效果，从而使得修改后的模型能得到和原有结构在同样荷载作用下相同的计算结果。实行强制约束法对结构进行线性屈曲分析时，计算模型应当符合下列假设：①构件为弹性体；②侧向弯曲和扭转时，构件截面的形态不变；③构件的侧扭变形是微小的；④不考虑残余应力的影响；⑤构件在弯矩作用平面内的刚度很大，屈曲前变形对弯扭屈曲的影响可以不考虑。同济高校罗永峰教授等利用强制约束法分析了国家大剧院钢网壳在变边界过程中结构的最大内力和位移，从而有效验证了强制约束法是适用于变边界结构线性分析的有效方法。但是无论是从叠加角度动身得到的边界转换法还是以位移法思想为基础得到的强制约束法都仅适用于对变边界结构进行线性分析，而对于变边界结构的非线性分析目前还没有相对成熟的探讨方法。工程实例：工程概况长沙中天广场钢结构连廊的设计旨在将中天广场的公寓区和办公区连接为一体，其安装标高为+80．7m～+98．5m，连癣总高度18．15m，跨度46．2m。该连廊由4榀平行的钢桁架结构层(+80．7m～+84．1m)及其上部钢框架(+84．1m～+98．5m)组成，桁架和框架等主要构件的材料采用钢材Q345一B，其余次要构件采纳Q235一B，结构总质量达430t。钢结构连廊的施工方案大跨度钢结构的施工安装基本上可以分为两大类，即高空散装和地面拼装后吊装。由于该钢结构连廊的最大安装高度为98．5m，自重较大、杆件众多。假如采纳散装，既须要高大的脚手架，同时连廊高空组装、焊接工作量大，不但难以保证质量而且存在较大的平安隐患，还会对后续专业的施工带来肯定的不利影响。因此，初步央定采纳地面拼装后吊装的施工方法。由于运用机具的不同，地面拼装后吊装的施工方法又可以分为：履带式起重机起吊，塔式起重机起吊和液压千斤顶同步提升三种。依据该工程的自身特点，并结合以往类似工程的胜利阅历，最终确定采纳将钢连廊在地面拼装成整体，再利用液压同步提升技术安装的施工方案。但是，由于主楼结构伸人连廊的混凝土框架柱，联系梁以及幕墙结构的平面布置占用了连廊的组装空问，使得连廊不能够一次性提升到位，必需进行分块安装。综上所述，该施工方案的具体步骤如下：1)在设计位置的正下方拼装钢连廊结构；2)将连廊两端的部分杆件先安装到设计位置，并临时固定；3)在两侧主楼的框架柱顶架设箱形断面的提升梁，设置液压提升平台，安装提升系统；4)将提升用桁架安装到钢连廊结构上，设置下吊点，并将液压设备与提升下吊点连接起来，同时张紧钢绞线吊索}5)利用液压提升设备将钢连廊提升至设计高度旁边，并与已经安装到位的端部分段构件连接，安装预留杆件，形成整体钢连廊结构；6)液压提升设备同步卸载，使结构自重转由8个球形橡胶承重支座担当；7)拆除液压提升设备及提升平台，完成钢连廊的提升吊装。吊点的选择与布置钢结构连廊本身具有“下强上弱”的特点，下部钢桁架结构具有较大的竖向刚度，钢框架安装在桁架上，杆件截面较小，自身刚度较弱，依据这一特点，将提升下吊点设置在桁架结构上。4榀钢桁架的中心线均与主楼混凝土框架轴线错开，而提升钢粱的设置必需借助主楼的框架柱，因此只能将提升下吊点设置在钢桁架之间。但是，由于钢桁架之间没有能够传递竖向力的构件并且平面外刚度较差，从而须要另外设置提升桁架以满意下吊点的安装。针对上述状况，本工程在施工过程中设置了6个提升吊点。在整体提升过程中各吊点所承受的荷载主要来源于结构的自重。然而其体形的不对称使得提升力的分布并不匀称，另外提升过程中可能产生的不同步现象也会使得各点处提升力发生变更。因此，在进行吊点处提升力的计算时考虑了以下4种工况：1)各点平稳提升，无相对位移；2)3、6两个吊点比其他吊点快30mm；3)2、5两个吊点比其他吊点快30mm；4)1，4两个吊点比其他吊点快30mm。经计算比较，将各吊点处在4种工况下所需的最大提升力列人表1中(由于须要考虑提升设备在启动和制动时对结构产生的动力影响，表1中的数值均乘以了1．5的动力系数)。提升过程中同步性的限制在采纳整体提升施工技术时，假如各吊点间的高差限制不当，可能会导致吊点四周局部构件内力变大、变号，局部失稳，更有甚者会造成吊点断裂。因此，同步性的限制是结构整体提升过程中一项特别关键的技术。本工程采纳液压同步提升技术，运用布置于每个提升吊点之下的激光测距仪实时测量提升过程中的主结构高度，并通过网络将数据传送给主控计算机，从而将各个提升吊点的相对位置反映出来。随后，主控计算机依据各个吊点当前的高度差，依照肯定的限制算法限制阀门油量，从而实现提升吊点位置同步。另外，为了加强整个提升过程的平安性，依据实际状况进行了多工况吊点不同步验算。验算结果表明，结构强度、整体稳定和构件的局部稳定均满意要求。提升钢粱的布置与设计为了将钢连廊提升到'发计位置，必需在主楼结构混凝土框架柱顶部设置提升梁以作为千斤顶的工作平台，并把由千斤顶传来的力传递到主楼结构上。在进行提升钢粱的设计时，采纳如图4所示的外伸梁计算模型。Q为各吊点所需的最大提升力，经计算得到各吊梁承受的最大弯矩及剪力值如表2所示，进而对提升梁截面尺寸进行选取并将结果列入表3中。由于提升钢梁搭设在主楼的框架柱顶，为防止混凝土柱发生局部破坏，须要在柱顶设置预埋件。从图4中可以看出，两个混凝土柱顶一个受压，一个受拉。在受压柱顶的预埋件可以依据规范的构造要求进行设置；而受批柱顶除设置相应的预埋件外，还采纳了扁担梁结构以保证提升的平安性。预埋件形式如图5所示；扁担梁形式如图6所示。施工工况验算从施工方案中可以看出，钢连廊在提升过程中的结构形式与设计阶段采纳的计算模型之间是有一定差异的，这种差异主要表现在以下三个方面：1)结构支承位置不同。在钢连廊的提升阶段，整个结构是以设定的6个吊点为支承点的，无论是支承的数量还是位置都与计算模型中的不同；2)为了满意施工要求，首先将连廊纵向两侧的一些构件事先安装到设计位置，因此，须要整体提升的结构跨度要比计算模型中的小}3)为了安放下吊点，在结构的局部位置设置了提升用桁架，这使得提升过程中结构局部的杆件数量要比计算模型中多。这些差异会使得在设计阶段处于平安状态的构件在施工过程中可能发生强度或稳定破坏，因此进行施工工况的验算就显得特别重要。依据施工中的具体状况，重新建立施工计算模型，经计算分析可知，在吊点四周的局部构件内力稍有增大，但其仍旧能够满意规范规定的强度和稳定要求，无需变更构件尺寸。结论该工程为大跨度、重吨位结构的液压同步整体提升，提升单体规模及提上升度都属国内领先。在提升过程中共设置6个吊点，由于吊点的不对称性使得各点的提升力数值相差很大，给整个连廊的施工带来了很大的难度。经过对施工过程进行细致的探讨与分析，认为大跨度钢结构的整体提升应当重点留意以下几个问题：首先，结构在提升过程中的受力状况与设计阶段不同。这主要是由于施工过程中设置的吊点位置与设计阶段计算模型中的支承位置不同造成的，应针对具体状况建立新的施工计算模型加以分析验算，并对薄弱环节进行必要的加固。其次，需依据具体状况计算各吊点处的提升力。对于平面布置不对称的结构，由于在实际过程中各点的提升力分布特别不匀称，因此不能采纳将结构的自重平均安排到各个吊点的方法，而应当进行提升力验算，否则可能导致某个吊点提升力超过设计值而发生断裂的危急。另外，严格限制提升的同步性。在提升过程中，除采纳先进的设备进行同步限制外，还应当对可能发生的吊点不同步现象