任學(xué)爽

運(yùn)億置業(yè)(秦皇島)有限公司

大型鋼桁架的集群千斤頂整體提升技術(shù)研究與應(yīng)用

任學(xué)爽

運(yùn)億置業(yè)(秦皇島)有限公司

隨著我國綜合國力的提高和現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，各種大型公用設(shè)施建設(shè)蓬勃發(fā)展。例如：體育館會(huì)展中心飛機(jī)庫劇院等各種大跨度大空間結(jié)構(gòu)。在全國各大城市大量興建在這些項(xiàng)目中，由于設(shè)備的重量重體積大、跨度大、安裝高度高、安裝精度要求高，無疑對(duì)施工技術(shù)提出了更高更嚴(yán)格的要求。因此，研究和應(yīng)用大型結(jié)構(gòu)安裝新技術(shù)對(duì)加快我國的現(xiàn)代化進(jìn)程具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文主要探討大型鋼桁架的集群千斤頂整體提升技術(shù)。

大型鋼桁架；集群千斤頂；整體提升技術(shù)

近年來整體提升技術(shù)廣泛應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)安裝施工中，它具有安裝精度高﹑安全可靠﹑施工工期短等優(yōu)點(diǎn)，在工藝和技術(shù)上擁有巨大的優(yōu)越性和發(fā)展前景。

1 整體提升技術(shù)原理

液壓整體提升設(shè)備由控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)(包括承重機(jī)構(gòu)﹑液壓千斤頂﹑液壓閥組﹑泵站﹑管路等)構(gòu)成?？刂葡到y(tǒng)負(fù)責(zé)控制作為執(zhí)行系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行提升作業(yè)，并保證提升質(zhì)量。液壓同步整體提升系統(tǒng)由鋼絞線及提升油缸集群(承重部件)﹑液壓泵站(驅(qū)動(dòng)部件)﹑傳感檢測(cè)及計(jì)算機(jī)控制(控制部件)和遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成。鋼絞線及提升油缸是系統(tǒng)的承重部件，用來承受提升構(gòu)件的重量?？梢愿鶕?jù)提升重量(提升荷載)的大小來配置提升油缸的數(shù)量，每個(gè)提升吊點(diǎn)的油缸可以并聯(lián)使用。液壓泵站是提升系統(tǒng)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分，它的性能及可靠性對(duì)整個(gè)提升系統(tǒng)穩(wěn)定可靠工作影響最大。在液壓系統(tǒng)中，采用比例同步技術(shù)，可以有效地提高整個(gè)系統(tǒng)的同步調(diào)節(jié)性能。傳感檢測(cè)主要用來獲得提升油缸的位置信息，載荷信息和整個(gè)被提升構(gòu)件空中姿態(tài)信息，并將這些信息通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳輸給主控計(jì)算機(jī)，主控計(jì)算機(jī)則根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)傳來的油缸位置信息決定提升油缸的下一步動(dòng)作，同時(shí)，主控計(jì)算機(jī)也可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳來的提升載荷信息和構(gòu)件姿態(tài)信息決定整個(gè)系統(tǒng)的同步調(diào)節(jié)量。

2 大型鋼桁架集群千斤頂整體提升幾個(gè)問題

2.1 用空間桁架位移法分析升差對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響

桁架或網(wǎng)架在提升過程中各提升點(diǎn)的提升差異，將對(duì)桁架或網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力提升設(shè)備的負(fù)荷及桁架或網(wǎng)架偏移產(chǎn)生影晌，提升升差對(duì)桿件內(nèi)力的影響程度與桁架或網(wǎng)架的剛度有關(guān)，剛度越大，則引起的附加內(nèi)力將越大，經(jīng)實(shí)測(cè)和理論分析比較，提升差異可用空間桁架位移法給以強(qiáng)迫位移分析桿件內(nèi)力，具有足夠精度空間桁架位移法是一種應(yīng)用于空間桿系結(jié)構(gòu)的精確計(jì)算方法，也稱矩陣位移法，不僅可用于計(jì)算不同類型，不同平面形狀，不同邊界條件和支承方式的桁架或網(wǎng)架，也能考慮桁架或網(wǎng)架與下部支承結(jié)構(gòu)的共同工作，地震作用﹑溫度變化﹑施工安裝等情況均可計(jì)算，故空間桁架位移法是目前桁架或網(wǎng)架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算中使用最廣的一種方法。

2.2 鋼絞線對(duì)夾片式錨具的影響

通常情況下，鋼絞線強(qiáng)度在1860- 1900MPa范圍內(nèi)，其表面硬度一般為HRC44-48左右，夾片設(shè)計(jì)硬度為HRC 58-64，兩者硬度之差＞HRC 10以上，其組合與匹配最佳。若夾片的硬度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，不但容易產(chǎn)生滑絲現(xiàn)象，還會(huì)引起夾片跟進(jìn)不一和鋼絞線剪壞現(xiàn)象。鋼絞線直徑的影響。我國國家標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》(GB5224-95)對(duì)鋼絞線的公稱直徑明確規(guī)定了允許偏差。而夾片錨具的夾片內(nèi)孔直徑尺寸，夾片的錐形角度和錨環(huán)內(nèi)的內(nèi)孔錐形角度等均按鋼絞線的公稱直徑尺寸設(shè)計(jì)的。如果都能滿足設(shè)計(jì)要求，錨具零件組裝后在受力過程中，其組裝零件之間的內(nèi)摩擦角達(dá)到平衡狀態(tài)，而產(chǎn)生良好的自錨能力。若鋼絞線直徑超過允許偏差太多，將會(huì)破壞這個(gè)平衡，造成錨固失效。

3 整體提升工程實(shí)例

廣州新白云國際機(jī)場(chǎng)飛機(jī)維修設(shè)施工程是全國三大樞紐機(jī)場(chǎng)之一的新白云國際機(jī)場(chǎng)遷建工程的重要組成部分。新白云國際機(jī)場(chǎng)位于廣州花都區(qū)花東鎮(zhèn)與白云區(qū)人和鎮(zhèn)交界處的新機(jī)場(chǎng)規(guī)劃用地紅線內(nèi)。擬建的飛機(jī)維修設(shè)施工程靠北進(jìn)場(chǎng)道東側(cè)，緊鄰機(jī)場(chǎng)東跑道，西邊與南方航空股份有限公司機(jī)務(wù)區(qū)相連接。

3.1 提升吊點(diǎn)同步控制

①提升油缸動(dòng)作同步?，F(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)根據(jù)油缸位置信號(hào)和錨具信號(hào)，確定所有油缸的狀態(tài)，根據(jù)提升油缸的當(dāng)前狀態(tài)，主控計(jì)算機(jī)綜合用戶的控制要求，決定提升油缸的下一步動(dòng)作。當(dāng)主控計(jì)算機(jī)決定提升油缸的下一步動(dòng)作后，向所有液壓泵站發(fā)出同一動(dòng)作指令，控制相應(yīng)的電磁閥統(tǒng)一動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)所有提升油缸的動(dòng)作一致，同時(shí)錨具動(dòng)作﹑同時(shí)伸缸﹑縮缸或同時(shí)停止。

②提升吊點(diǎn)位置同步。在每個(gè)提升吊點(diǎn)處，各安裝一臺(tái)激光測(cè)距儀，用于測(cè)量各提升吊點(diǎn)的高度。在提升過程中，設(shè)定某一點(diǎn)為主令點(diǎn)，其余11點(diǎn)為跟隨點(diǎn)。根據(jù)期望的提升速度設(shè)定主令點(diǎn)的比例閥電流恒定，進(jìn)而主令點(diǎn)液壓泵站比例閥開度恒定，提升油缸的伸缸速度恒定，主令點(diǎn)以一定的速度向上提升。其余跟隨點(diǎn)通過主控計(jì)算機(jī)分別根據(jù)該點(diǎn)同主令點(diǎn)的位置高差來控制這點(diǎn)提升速度的快慢，以使該跟隨點(diǎn)同主令點(diǎn)的位置高度跟隨一致。如果某跟隨點(diǎn)與主令點(diǎn)的高差為正，表示跟隨點(diǎn)的位置比主令點(diǎn)高，說明該跟隨點(diǎn)的提升油缸速度快，計(jì)算機(jī)在隨后的調(diào)節(jié)中，就降低驅(qū)動(dòng)這點(diǎn)提升油缸的比例閥控制電流，減小比例閥的開度，降低提升油缸的提升速度，以使該跟隨點(diǎn)同主令點(diǎn)的位置跟隨一致。反之，如果某跟隨點(diǎn)比主令點(diǎn)慢了，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就調(diào)節(jié)該點(diǎn)的提升油缸伸缸快一些，以跟隨上主令點(diǎn)，保持位置跟隨一致。

3.2 正式提升及最終就位

在正式提升過程中，控制系統(tǒng)運(yùn)行在自動(dòng)方式；屋蓋提升的速度約為每小時(shí)上升4-6米?？紤]到控制系統(tǒng)下降的風(fēng)險(xiǎn)較大，提升結(jié)束位置應(yīng)稍微低于理論標(biāo)高，就位時(shí)再作進(jìn)一步的精確調(diào)整。在結(jié)構(gòu)牛腿安裝焊接完成后，逐點(diǎn)手動(dòng)控制每點(diǎn)油缸上升或下降，直至所有負(fù)載完全承受在結(jié)構(gòu)牛腿上。

計(jì)算機(jī)控制的液壓整體提升技術(shù)是一項(xiàng)新穎的大型構(gòu)件提升安裝施工技術(shù)，它采用柔性鋼絞線承重﹑提升油缸集群﹑計(jì)算機(jī)控制同步的提升新原理，結(jié)合現(xiàn)代化施工工藝，將成千上萬噸的構(gòu)件在地面拼裝后，整體提升到預(yù)定位置安裝就位，可以實(shí)現(xiàn)大噸位﹑大跨度﹑大面積的超大型構(gòu)件超高空整體同步提升。

[1]馮巖.大跨鋼析架施工方法優(yōu)選與技術(shù)研究[D].西安：西安建筑科技大學(xué)，2012.