郝強(qiáng)HAO Qiang

（中鐵十七局集團(tuán)建筑工程有限公司，太原 030032）

1 工程概況及重點(diǎn)及難點(diǎn)

新建成都至重慶鐵路客運(yùn)專線沙坪壩站房鋼網(wǎng)架總面積為9625.5m2，網(wǎng)架水平投影響尺寸：69.75m×138m，網(wǎng)架頂面高程為18.504m，標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格大小為4m×3.74m。安裝離地高度為12.85m，具有大面積，大高度，施工難度大，高空作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)高等特點(diǎn)。鋼網(wǎng)架設(shè)置如圖1 所示。

圖1 站房鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)三維示意圖

2 鋼網(wǎng)架施工方案思路

2.1 總體方案

屋蓋鋼網(wǎng)架高程達(dá)18.504m，如果全部采用高空分件散裝作業(yè)，需進(jìn)行大量的高空拼裝、焊接、對(duì)位及涂刷作業(yè)。不僅需搭設(shè)大規(guī)模的高大支架，存在儲(chǔ)多高空作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)、質(zhì)量隱患。且需配備較多數(shù)量的大型吊裝機(jī)械，施工難度大，工程造價(jià)高。

根據(jù)本司在類似鋼網(wǎng)架施工的成功經(jīng)驗(yàn)。決定盡可能采取在地面上將鋼網(wǎng)架拼裝成型后，整體提升至設(shè)計(jì)高程的施工方案。將拼裝施工難度降低，節(jié)約成本。且有利于安全、質(zhì)量及工期目標(biāo)的控制。

即在地面層（高程-0.100m）上進(jìn)行鋼網(wǎng)架提升部分的拼裝作業(yè)。在鋼網(wǎng)架合適的焊接球上設(shè)置下吊點(diǎn)，安裝提升的特制吊具。在下吊點(diǎn)的正上方，于房屋框架結(jié)構(gòu)層（高度12.000m）的梁、柱頂面上安裝提升平臺(tái)，設(shè)置上吊點(diǎn)。上、下吊點(diǎn)間的提升繩采用鋼絞線，鋼絞線通過專用底錨與下吊點(diǎn)的吊具聯(lián)結(jié)。采用液壓同步高精度提升系統(tǒng)進(jìn)行鋼絞線拉升控制，將鋼網(wǎng)架提升到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，與其它預(yù)裝段聯(lián)接，完成整體拼裝。

2.2 方案優(yōu)點(diǎn)

鋼網(wǎng)架采用整體液壓高精度同步提升技術(shù)進(jìn)行吊裝，具有如下優(yōu)點(diǎn)。

①本項(xiàng)目管理及技術(shù)人員均具有“大面積鋼網(wǎng)架液壓同步提升”的豐富技術(shù)儲(chǔ)備和施工經(jīng)驗(yàn)，安全、質(zhì)量及進(jìn)度均有保證。

②地面上進(jìn)行鋼網(wǎng)架大量拼裝、焊接、對(duì)位及涂刷作業(yè)，不僅施工質(zhì)量有保證、工效高。且降低對(duì)其它專業(yè)的影響，利于總工期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

③提升作業(yè)大幅減少高空作業(yè)量，工效高。提升作業(yè)過程的時(shí)間短，能夠確保鋼網(wǎng)架的施工工期。

④整體提升不需搭設(shè)規(guī)模的高大支架，減少了材料及勞力的投入，降低了高空作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)和質(zhì)量隱患。不用配備眾多大型吊裝機(jī)械，顯著降低施工成本。

⑤鋼網(wǎng)架為垂直提升，提升系統(tǒng)受力明確、簡(jiǎn)單。同時(shí)，液壓提升過程平緩，動(dòng)荷載的影響可忽略不計(jì)。故可將提升平臺(tái)結(jié)構(gòu)及提升設(shè)備的使用量降至最小，施工成本低。

3 施工工藝重點(diǎn)說明

3.1 提升范圍

根據(jù)網(wǎng)架下方房屋鋼筋砼框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)、提升工藝要求及現(xiàn)場(chǎng)施工條件，本次對(duì)軸線T-29～T-37 及軸線T-A～T-H 的鋼網(wǎng)架（范圍如圖2 所示）采取提升施工。網(wǎng)架高為5.76m，平面大小為74m×60.9m，需提升12.85m，網(wǎng)架自重約200t。

圖2 提升范圍及提升吊點(diǎn)布置圖（單位：mm）

3.2 提升吊點(diǎn)設(shè)置（圖2、圖3）

圖3 提升立面圖

3.3 提升臨時(shí)措施的設(shè)置

3.3.1 提升平臺(tái)

提升平臺(tái)設(shè)置在房屋的砼梁、柱頂面。因各吊點(diǎn)處梁、柱結(jié)構(gòu)及尺寸的差異，對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)了1#、2#、3#不同的提升平臺(tái)。平臺(tái)類型及安裝位置如圖2、圖3 所示。

其中1# 提升平臺(tái)構(gòu)造如圖4 所示，采用HW300×300×10×15 作前、后立柱，HW300×300×10×15 作斜撐，B300×200×12 作提升梁，HW100×100×6×8 作加固桿。桿件均為Q345B 材質(zhì)，桿件間通過焊接（熔透焊縫）連接，加勁板連接為角焊縫。2#、3#提升平臺(tái)構(gòu)造、施工要求與1#基本相同，僅根據(jù)所處梁柱構(gòu)造的不同和承載驗(yàn)算，而對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸和桿件所用型鋼的型號(hào)稍作調(diào)整。

圖4 提升1# 平臺(tái)三維示意圖

3.3.2 提升下吊點(diǎn)

用焊接球替換吊點(diǎn)1，吊點(diǎn)2，吊點(diǎn)3，吊點(diǎn)8 的下吊點(diǎn)下弦的螺栓球。在焊接球上焊接固定特制托座，托座上焊接下吊點(diǎn)的吊具。下吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)形式如圖5 所示。

圖5 下吊結(jié)構(gòu)點(diǎn)形式

3.3.3 預(yù)埋件

在砼梁、柱上設(shè)置安裝提升平臺(tái)的預(yù)埋鋼板，預(yù)埋鋼板對(duì)應(yīng)也設(shè)計(jì)了3 種規(guī)格。

3.3.4 替換桿件

經(jīng)承載驗(yàn)算，5、6#吊點(diǎn)的4 根?114×4 腹桿應(yīng)力比超0.9，用?159×6 替換即可。

3.3.5 液壓提升器固定板

液壓提升器利用固定板安裝在提升平臺(tái)上，每臺(tái)液壓提升器用4 塊Q235B 材質(zhì)的固定板和錨環(huán)固定板。

3.3.6 導(dǎo)向架

在提升器上方設(shè)置?48×3.5 圓管制作的鋼絞線導(dǎo)向架，以將提升出來的鋼絞線順暢向后疏導(dǎo)，避免對(duì)提升操作造成干擾。

4 液壓提升系統(tǒng)及提升施工關(guān)鍵技術(shù)

4.1 主要技術(shù)及設(shè)備

根據(jù)本項(xiàng)目提升特點(diǎn)及相關(guān)施工技術(shù)的最新發(fā)展情況，采用下述關(guān)鍵設(shè)備及技術(shù)創(chuàng)新。

①液壓高精度同步工法提升超大面積鋼網(wǎng)架；

②YS-SJ-45 型液壓提升器；

③YS-PP-11 型液壓泵源系統(tǒng)；

④計(jì)算機(jī)同步控制系統(tǒng)（YS-CS-01 型）及相應(yīng)的傳感器信息系統(tǒng)。

4.2 液壓提升設(shè)備

①液壓提升原理。YS-SJ-45 型穿芯式液壓提升器為型鋼制作的框架結(jié)構(gòu)，內(nèi)置液壓千斤頂，提升器兩端設(shè)有單向自鎖的楔型錨具。千斤頂施力提升鋼絞線時(shí)，錨具自動(dòng)松開鋼絞線，使鋼絞線能自由提升。千斤頂回油時(shí)，錨具自動(dòng)鎖緊鋼絞線。此時(shí)，完成一個(gè)行程的提升。重復(fù)上述提升動(dòng)作，直至完成網(wǎng)架的提升作業(yè)。

②液壓泵源系統(tǒng)。YS-PP-11 型液壓泵源系統(tǒng)執(zhí)行計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，并反饋信息。能夠控制多臺(tái)提升器同步頂升，也能僅對(duì)單臺(tái)或特定幾臺(tái)進(jìn)行控制和調(diào)整。本項(xiàng)目配置2 臺(tái)液壓泵源系統(tǒng)，設(shè)置在地面上。

③計(jì)算機(jī)同步控制及傳感檢測(cè)系統(tǒng)。使用1 套YSCS-01 型計(jì)算機(jī)同步控制及傳感檢測(cè)系統(tǒng)。其具有對(duì)單個(gè)液壓提升器的獨(dú)立實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整功能，從而使得液壓同步提升過程的同步控制精度更高，實(shí)時(shí)性更好。滿足同步提升、空中姿態(tài)調(diào)整、單點(diǎn)毫米級(jí)微調(diào)等特殊要求。

④提升繩的配置。根據(jù)提升力的計(jì)算數(shù)據(jù)，提升采用8 臺(tái)提升力為45t 的YS-SJ-45 型液壓提升器。高強(qiáng)度低松弛鋼絞線作提升繩，其承載能力需滿足施工要求。提升器的錨具及吊具采用配套的規(guī)格。

4.3 液壓提升設(shè)備安裝

①安裝液壓提升器。在提升平臺(tái)上安裝液壓提升器，用四塊沿提升器底座周邊均勻布設(shè)的固定板進(jìn)行固定，固定板緊貼提升器底座，并與下部的結(jié)構(gòu)焊接固定，固定板不得與提升器底座焊接，且焊接不能傷及底座。

②導(dǎo)向架安裝。在提升器的上側(cè)方安裝導(dǎo)向架，導(dǎo)出鋼絞線的方向以不影響油管及傳感器的安裝、鋼絞線能自由下墜為準(zhǔn)。導(dǎo)向架的橫梁偏離天錨中心5～10cm，較提升器天錨高1.5～2m 為宜。

③安裝專用底錨。在下吊點(diǎn)的吊具內(nèi)安裝專用底錨以聯(lián)接鋼絞線，底錨中心與上吊點(diǎn)的開孔、液壓提升器中心處于同一垂直的軸線上。

④安裝鋼絞線。鋼絞線先從提升器下端穿入，天錨穿出。然后將鋼絞線下端穿過底錨后錨固。再對(duì)鋼絞線予適當(dāng)預(yù)緊，采用夾頭和錨片將上端固定。提升器頂部預(yù)留的鋼絞線沿導(dǎo)向架朝預(yù)定方向疏導(dǎo)。

⑤連接液壓管路和控制、動(dòng)力線。

按系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行油管和控制、動(dòng)力線的連接，連接完成后全面檢查，確保無誤。

4.4 提升系統(tǒng)的檢查及調(diào)試

①調(diào)試前的檢查工作。檢查提升系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)安全狀況；是否正確聯(lián)接油氣管路及節(jié)點(diǎn)；是否已拆除提升結(jié)構(gòu)的臨時(shí)固定設(shè)施；是否已清除影響提升的所有障礙物等。

②系統(tǒng)調(diào)試。為了確保提升系統(tǒng)能夠按設(shè)計(jì)要求安全、正常的運(yùn)行。對(duì)完成安裝的提升系統(tǒng)按規(guī)程要求及步驟進(jìn)行電氣調(diào)試，對(duì)調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題及故障進(jìn)行處理，保障系統(tǒng)的安全、正常運(yùn)行。

③分級(jí)加載試提升。系統(tǒng)調(diào)試合格后開始試提升。通過計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算總提升力。先按總提升力的20%，40%分級(jí)施加提升力，全面檢查系統(tǒng)確認(rèn)安全后，再按60%，70%，80%，90%，95%，100%分級(jí)增加提升力。每級(jí)加載后暫停作業(yè)，檢查提升系統(tǒng)及鋼網(wǎng)架等結(jié)構(gòu)的加載變形情況，以及建筑主體結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定情況。確認(rèn)正常后方施加下一級(jí)提升力。

觀察到網(wǎng)架稍有整體提升時(shí)暫停作業(yè)。對(duì)提升設(shè)備、提升平臺(tái)等結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面檢查。確認(rèn)整體結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性方面絕無問題后，方可實(shí)施正式提升。

4.5 正式提升

根據(jù)鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特性，采用“吊點(diǎn)油壓均衡，結(jié)構(gòu)姿態(tài)調(diào)整，位移同步控制，順序卸載就位”的同步提升和卸載落位控制策略。

①同步控制方法。在液壓提升器上安裝行程位移傳感器，對(duì)千斤頂?shù)男谐踢M(jìn)行測(cè)量并反饋信息給主控計(jì)算機(jī)。主控計(jì)算機(jī)根據(jù)各傳感器的位移差值，對(duì)泵源控制系統(tǒng)發(fā)出運(yùn)行指令，控制提升的同步性。

②提升分級(jí)加載。當(dāng)鋼網(wǎng)架即將整體脫離開胎架時(shí)，可能有個(gè)別點(diǎn)不同步離地情況。此時(shí)放慢提升速度。認(rèn)真觀察各點(diǎn)離地情況，如有必要，實(shí)施單點(diǎn)提升，確保鋼網(wǎng)架整體平穩(wěn)離地。

③結(jié)構(gòu)離地檢查。鋼網(wǎng)架整提升至離地約15cm 時(shí)，鎖定結(jié)構(gòu)后留滯空中12h，并對(duì)提升設(shè)備、承載結(jié)構(gòu)及吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)等實(shí)施全面檢查，正常無誤后進(jìn)行正常提升。

④姿態(tài)檢測(cè)、調(diào)整。同時(shí)還采用精密水準(zhǔn)儀測(cè)量各測(cè)點(diǎn)的提升高度，計(jì)算各吊點(diǎn)的高度差。高差超過允許值時(shí)，以手動(dòng)模式代替的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制模式，通過運(yùn)行單個(gè)提升器進(jìn)行姿態(tài)微動(dòng)調(diào)整（精度達(dá)毫米級(jí)）。然后將傳感器復(fù)位，以姿態(tài)調(diào)整后的狀況作為新的起始位置。

⑤提升就位。將鋼網(wǎng)架提升至離設(shè)計(jì)高程約為20cm時(shí)，停止整體提升。通過微動(dòng)各吊點(diǎn)的方法使鋼網(wǎng)架精確就位。隨后鎖定提升系統(tǒng)，進(jìn)行剩余桿件的安裝，整個(gè)鋼網(wǎng)架聯(lián)結(jié)成穩(wěn)定整體后，提升器同步卸載，拆除提升系統(tǒng)，完成提升安裝作業(yè)。

5 結(jié)束語(yǔ)

本項(xiàng)目大面積鋼網(wǎng)架施工采用了“液壓高精度同步提升”技術(shù)。提升采用特制的穿芯式液壓提升器作為施力設(shè)備，提升繩為高強(qiáng)度的柔性鋼絞線，具有安全穩(wěn)定性高、施工簡(jiǎn)便、性能可靠及低成本等優(yōu)點(diǎn)。并通過采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)，設(shè)置位移傳感器實(shí)時(shí)獲得提升位移反饋數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)了高精度同步、實(shí)時(shí)感知姿態(tài)、過程直觀顯示及故障智能報(bào)警等功能，全面提高了提升施工的“智造”水平。