液压同步提升在钢结构网架屋面施工中的应用

液压同步提升在钢结构网架屋面施工中的应用

欧阳武

中国一冶集团有限公司  湖北武汉  430081

摘要：文章以郑州某厂房为例，对钢结构网架屋面液压提升施工技术进行了探讨，详细介绍网架屋面液压提升施工的施工工艺、施工方法及施工关键点。

关键字：液压同步提升、钢结构屋面、网架

一、引言

钢结构网架屋面作为一种现代建筑工程中常见的结构形式，以其轻质、高强、施工速度快等优点，在大型公共建筑、工业厂房、体育场馆等领域得到广泛应用。然而，其结构复杂、跨度大，传统施工方法存在施工周期长、施工难度大、安全风险高等问题，液压提升施工技术应运而生，它通过液压系统对钢结构网架屋面进行整体提升，实现了快速、安全、高效的施工。

二、项目简介

屋面网架结构跨度112m，长度194.5m，网架支座就位标高35.5m，网架典型剖面的最低位置（网架下弦底端）标高为37.9m，最高位置（网架上弦顶端）标高为48m，提升高度约为38m，提升重量约为2502t。

三、液压同步提升施工技术

3.1 超大型构件液压同步提升施工技术特点

（1）通过提升设备扩展组合，提升重量、跨度、面积不受限制；

（2）采用柔性索具承重，只要有合理的承重吊点，提升高度不受限制；

（3）液压提升器锚具具有逆向运动自锁性，使提升过程十分安全，并且构件可以在提升过程中的任意位置长期可靠锁定；

（4）液压提升器通过液压回路驱动，动作过程中加速度极小，对被提升构件及提升框架结构几乎无附加动荷载；

（5）液压提升设备体积小、自重轻、承载能力大，特别适宜于在狭小空间或室内进行大吨位构件牵引安装；

（6）设备自动化程度高，操作方便灵活，安全性好，可靠性高，使用面广，通用性强。

3.2 提升平台及导向架设计

（1）提升平台设计

提升平台由前立柱、后立柱、分配梁、提升梁以及联系杆件等组成。提升平台各杆件之间均采用焊接连接，焊缝均采用熔透焊缝，焊缝等级二级，加劲板采用双面角焊缝连接。

（2）导向架

在液压提升器提升或下降过程中，其顶部必须预留足够钢绞线，每台液压提升器必须事先配置好导向架，方便其顶部预留过多钢绞线的导出顺畅。多余的钢绞线可沿提升平台自由向后、向下疏导。

导向架制作材料选用P48×3.5圆管，材质为Q235B。现场制作时材料可进行替换，但截面积及抗弯性能不得低于原截面。

3.3 钢结构提升具体思路如下：

钢结构提升单元拼装成整体提升单元；在结构层设置提升平台（上吊点）；安装液压同步提升系统设备，在提升单元安装提升下吊点临时球、吊具（下吊点）；安装专用底锚和专用钢绞线。

调试液压同步提升系统；张拉钢绞线，检查钢结构提升单元和液压提升临时措施是否满足设计要求，确认无误后，按照设计荷载的20%、40%、60%、70%、80%、90%、95%、100%的顺序逐级加载，直至提升单元脱离拼装平台；提升单元提升约150mm后，暂停提升；微调提升单元的各个吊点的标高，使其处于水平，并静置12小时；再次检查钢结构提升单元以及液压同步提升临时措施，确认无异常情况后，开始正式提升。

整体提升钢结构提升单元至接近安装标高暂停提升；测量提升单元各点实际尺寸，与设计值核对并处理后，降低提升速度，继续提升钢结构接近设计位置，各提升吊点通过计算机系统的“微调、点动”功能，使各提升吊点均达到设计位置，满足对接要求；补装后补杆件，网架形成整体；钢结构对接工作完毕后，液压提升系统各吊点顺序卸载，使钢结构自重转移至主结构上，达到设计状态。

3.4提升流程如下：

步骤1：根据结构特点，被提升结构在其安装位置的投影面正下方拼装成整体提升单元；

步骤2：在混凝土柱设置上吊点，在提升单元与上吊点对应的位置安装提升下吊点临时球、吊具，安装液压同步提升系统设备，包括液压泵源系统、提升器、传感器等，在提升上下吊点之间安装专用底锚和专用钢绞线，调试液压提升系统，将提升单元离地150mm，并静置4~12小时,暂停提升；

步骤3：检查钢结构提升单元,确认无异常后，调试液压提升系统，将被提升结构提升到设计位置；

步骤4：结构形成整体受力后，液压提升器顺序卸载，拆除提升设备及临时措施，提升作业完成，补装网架后装杆件，完成网架结构安装；

3.5 超大型构件液压同步提升施工技术的优点：

（1）网架结构主要的拼装、焊接及油漆等工作在地面(楼面)进行，施工效率高，施工质量易于保证；

（2）网架结构上的附属构件及悬吊结构等可在地面(楼面)安装，可最大限度地减少高空吊装工作量，缩短安装施工周期；

（3）采用“超大型构件液压同步提升施工技术”吊装网架结构，技术成熟，吊装过程的安全性有充分的保障；

（4）通过网架结构的整体液压提升吊装，将高空作业量降至最少，液压整体提升作业绝对时间较短，能够有效保证屋盖结构的安装工期；

（5）液压同步提升设备设施体积、重量较小，机动能力强，安装和拆除方便；

（6）提升支架、平台等临时设施结构利用原结构设置，加之液压同步提升动荷载极小的优点，使得临时设施用量降至最小，有利于施工成本的控制。

四、施工安全保证措施

4.1 提升过程的空中停留

屋面网架从开始整体提升至设计高度的过程需要持续几个工作日，提升过程中钢结构需要在空中较长时间停留。液压同步提升器在设计中独有的机械和液压自锁装置，保证了钢结构在吊装过程中能够长时间在空中停留。

本工程网架四周有建筑物，且网架属于镂空结构，风荷载对提升吊装过程影响较小。为确保钢结构提升过程的绝对安全，钢结构在空中停留时，可通过导链将网架结构的节点球与邻近永久结构连接，起到限制钢结构水平摆动和微调的作用。

4.2 液压提升过程的提升力控制

根据预先计算得到的各吊点液压提升力数值，在计算机同步控制系统中，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，液压提升器采取自动溢流卸载，以防止各吊点局部应力超出设计值或提升荷载分布严重不均，造成对永久结构及临时设施的破坏。

4.3不利因素及对策

（1）突然停电故障

突然停电时，各泵源控制阀自动关闭，提升器液压锁自动锁紧，上、下锚处于锁紧状态，即使液压系统失压，平衡阀能可靠锁住负载，保证主油缸活塞杆不下沉。恢复供电后，系统仍处于安全停止状态，系统重新调试后方可继续提升作业。

（2）液压提升器故障

提升过程中出现液压提升器漏油故障时，立即停止提升作业，关闭所有阀门，专业人员对漏油设备的漏油位置进行全面检查；根据检查结果采取更换垫圈、阀门等配件；若短期检修无效，人工锁紧提升器安全锚，缩缸将提升载荷转移到安全锚上，经确认荷载转移后松开提升器上、下锚，更换提升器本体。

（3）钢绞线断丝故障

若在提升过程中出现钢绞线断丝时，卸去断丝钢绞线的提升器上锚片，以正常方式同步提升，使该断丝钢绞线卸载，去除该钢绞线。由于本工程钢绞线余量较大，可利用剩余钢绞线继续提升。

五、结语

通过对钢结构网架屋面液压提升施工技术的系统研究，不仅可以提高施工效率和安全性，降低工程成本，而且对于推动建筑行业的技术进步具有重要意义。随着建筑行业的快速发展，钢结构网架屋面液压提升施工技术的应用前景将更加广阔，有望成为未来建筑工程中的主要施工方法之一。

参考文献：

[1].汪钲东.某异形曲面大跨度钢结构连廊液压整体提升施工技术研究 [J]. 中国建筑金属结构 ,2020(10):110-112.

[2].贺勃涛，姚志刚.大跨度钢网架结构整体提升施工关键技术及BIM应用研究 [J]. 建材与装饰 ,2018(12)

[3].袁鼎,罗建冬.液压整体提升及下降技术在高空大跨度铝合金网壳施工中的应用[J].建筑施工,2021(2):215-218.