北京某圖書館鋼結(jié)構(gòu)萬噸整體提升施工技術(shù)介紹北京**圖書館工程采用巨型鋼桁架結(jié)構(gòu)體系，依據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點，確定了“地面拼裝、整體提升”的總體施工方案，通過計算、分析、優(yōu)化，最終確定共布置28個提升吊點，采用提升油缸、適當提高安全系數(shù)以及位置同步與載荷分配相結(jié)合等控制措施應(yīng)對提升施工中的難點，確保了提升施工安全順利完成，達到了預(yù)期目的。1施工概況北京**圖書館二期暨數(shù)字化圖書館工程，采用了巨型鋼桁架體系，鋼結(jié)構(gòu)體型巨大，單個桿件重量大，空中組拼難度較大。經(jīng)多種施工方案分析比較，工程總體施工方案選用逆作法施工，先施工臨時支撐樁及拼裝平臺基礎(chǔ)，進行鋼結(jié)構(gòu)地面拼裝，四層至頂層鋼結(jié)構(gòu)地面拼裝完成后，再進行土方開挖，施工地下三層結(jié)構(gòu)，見圖2。鋼結(jié)構(gòu)采用了“地面拼裝，整體提升”的施工方案．利用結(jié)構(gòu)體系中的6個鋼筋混凝土核心筒作為主要提升承力結(jié)構(gòu)。為緩解施工進度壓力，鋼結(jié)構(gòu)的l0榀桁架以及主懸臂梁、主連系梁等主要構(gòu)件在地面拼裝完成以后進行整體提升，次梁及五層結(jié)構(gòu)在整體提升完畢以后，混凝土結(jié)構(gòu)施工期間在空中穿插散拼。最終確定整體提升重量約為l0388t。整體提升后安裝焊接勁型柱和Y形支撐，再整體下降與Y形支撐對接卸載，形成主體結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)工程“地面拼裝，整體提升”的施工方案是此工程施工組織的主線，由此確定了其他結(jié)構(gòu)分項施工方式，用一系列施工方案配合總體方案的實現(xiàn)。工程主要施工流程如圖3所示。2提升施工特點、難點分析及應(yīng)對措施2．1提升吊點的確定整體提升重量重，需提升的結(jié)構(gòu)面積大，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜，桿件剛度差異較大，合理布置提升吊點，確保提升施工安全和被提升構(gòu)件應(yīng)力和變形在規(guī)范允許范圍內(nèi)，是提升施工方案的重中之重。應(yīng)對措施：應(yīng)用計算機有限元計算分析軟件，順序模擬提升旆工各工況，結(jié)合工程設(shè)計狀況通過計算分析，使結(jié)構(gòu)應(yīng)力比在0．5以下，而確定了最佳提升吊點位置和提升吊點所需提升力。通過計算、分析、優(yōu)化，最終確定共布置28個提升吊點。2．2提升重量重。提升結(jié)構(gòu)面積大。安全性要求高提升重量10388t，在國內(nèi)外以前的工程中前所未有，提升鋼結(jié)構(gòu)的平面尺寸為116m×l06m。約12300m2。面積巨大。應(yīng)對措旆：(1)多使用提升油缸，在28個提升吊點上，共布置64臺提升油缸，其中44臺350t提升油缸。2O臺200t提升油缸；選用控制系統(tǒng)具有較強的控制能力，可以控制64臺提升油缸和18臺液壓泵站的協(xié)調(diào)動作。(2)適當提高安全系數(shù)，64臺提升油缸總體提升能力為19400t，提升油缸的整體安全儲備系數(shù)為1．86。鋼絞線的安全系數(shù)為4．42。2．3同一提升平臺上各點的載荷在提升過程中波動較大在同一核心筒上，各吊點之間的距離近，結(jié)構(gòu)剛度大，對位置同步控制極其敏感。只要位置稍有誤差，各點的負載將重新分配而發(fā)生較大的波動，可能引起結(jié)構(gòu)的不安全。應(yīng)對措施：及(1族)帽采用位置同步漸與載荷分配相產(chǎn)結(jié)合的控制策趁略，在計算機軍控制系統(tǒng)軟件展設(shè)計時，在每錯個核心筒各吊闊點之間采取負焦載分配同步控蔽制策略，使提花升結(jié)構(gòu)在每個問核心筒位置上傭各吊點的負載顫與理論計算基冷本一致。膨(2嶄)三在每個提升吊兆點，選用高精啞度的壓力傳感披器，測量精度乳在干分之五內(nèi)徹?？?3拒)唯使用高精度的蘇計算機控制系摩統(tǒng)。余2曬．幸4撥同步控制要求媽精度高靜在提升過程中馬，各吊點之間個的同步誤差要棵求控制在冷10mm貫內(nèi)，同時，同疼一核心筒上各疊吊點的載荷要用控制在與理論粒計算基本一致橫的范圍內(nèi)。應(yīng)對措施：樓(1豎)劑采用位置同步筍控制策略。在禮計算機控制系推統(tǒng)軟件設(shè)計時低，馳將眉6蹲個核心筒提升民吊點之間采取貍位置同步控制亡策略，同步誤筋差控制橋在截±酬5mm晃之內(nèi)，使提升對結(jié)構(gòu)的位置保氧證同步。鞭(2肢)尋在測量鋼結(jié)構(gòu)廉位置時，使用液20m典長距離傳感器榨，測量精度可嚼達塌0界．桂25mm撓。傾(3捉)斬提升液壓系統(tǒng)永選用同步調(diào)節(jié)發(fā)精度高的進口昌比例閥進行提甘升速度的控制菌。踏2粉．腰5守整體下踢放喬600mm潛l紐距離長。下放蝕就位精度高背根據(jù)施工工藝乒，在結(jié)構(gòu)就位覺前，需要將結(jié)腫構(gòu)整體下放讀600mm坡。派整體提升是主草動加載過程。霸整體下放是被爛動加載過程，蠶一旦下放同步雅控制不好，將甜造成某點的負廳載超載而引起短結(jié)構(gòu)破壞；因滿此整體下放比頂整體提升難度笑更大，危險性芝更高非。填10388猴t坐結(jié)構(gòu)嚷、栽2辟8達個吊點蒸和才6領(lǐng)4型臺油缸整體下寺放，在國內(nèi)外世還從未有先例卻。就位前的整顫體下放卸載。雷是提升梁施工疲成功與否的關(guān)不鍵所在。應(yīng)對措施：斷(1窯)抬采取位置同步醉與載荷分配相線結(jié)合的控制策潔略。在控制系諷統(tǒng)中，采取位挑置同步與負載飾分配相結(jié)合的恥控制策略，以罵確保整體下放羅過程中各點之趴間的位置同步取和載荷合理分蚊配。治(2畫)鋒使用高精度的職長行程傳感器絕和壓力傳感器劑分別測量鋼結(jié)苦構(gòu)位置和各點股的載荷。挽(3洋)招在提升油缸上險，安裝節(jié)流閥脖，控制提升油纏缸的縮缸速度姻，防止提升油應(yīng)缸失控，保證急同步；安裝溢潮流閥，控制提隊升油缸的負載緣，防止提升油攏缸超載。辟(4要)郵使用高精度、廈控制能力強的衰計算機控制系仔統(tǒng)。螞2趟．觸6兄空中懸停時間精長錯鋼結(jié)構(gòu)提升到犧位后，需要在肅空中懸饒停優(yōu)6酷0傭多臉d琴，在完成勁型掛柱在和麗Y炒形支撐的安裝醒施工后，整體卵下放就位。應(yīng)對措施：造(1檢)初機械鎖定：將血負載轉(zhuǎn)換到下抓錨上，提升油工缸進入安全行育程，鎖定上錨瞇；另外在提升躬油缸下部增設(shè)疼了安全錨，確向保安全。晉(2群)陜防風(fēng)措施：結(jié)披構(gòu)懸停期間核淺心簡與桁架之粱間安裝木楔，蒼防止因風(fēng)載產(chǎn)青生晃動。雄(3沉)欺懸停期間所有揀施工電焊機雙遣線到位，防止宣電弧損傷提升梢鋼絞線。圖2考．辣7悔鋼結(jié)構(gòu)在提升島過程中與核心鴨筒間距近短鋼結(jié)構(gòu)在提升認過程中，其桁界架與核心筒之神間的平均間距忙僅磚5cm診；要求提升設(shè)斷備的安裝需保晉證較高的定位病精度。應(yīng)對措施：嫂首先依據(jù)吊點拖隔板實際位置沈安裝提升平臺喪提升油缸埋件榜．然后根據(jù)埋窗件實際位置向氧下投點定位提痕升吊耳位置，夏確保提升地錨攤支架和提升油然缸安裝時的定濟位準確，二者執(zhí)的垂線誤差控閥制在宮5cm禮范圍內(nèi)。驗控制整體提升園速度，避免提損升結(jié)構(gòu)晃動撞帖擊塔架。同時食特別布置安裝縮了提升導(dǎo)向裝炒置作為輔助措造施，確保提升宗順利。必3價提升施工總體烘部署床通過系統(tǒng)的理旋論計算分析，吹再經(jīng)多方反復(fù)竿論證，確定了彩鋼結(jié)構(gòu)提升以情核心簡為主要諸提升承力結(jié)構(gòu)躲，提升吊點確掙定在鋼結(jié)構(gòu)主床桁架上弦桿件懂的節(jié)點處。由淘于改T加G平一歉3擱、笑T衡G荒一盯4銜軸桁架，重心叛超出核心筒范急圍，在這兩個婦桁架端部對稱扔增設(shè)提升鋼門衫式塔架用以輔期助提升。鋼結(jié)告構(gòu)提升吊點共后計帳2葬8喜個，經(jīng)理論分癢析計算各提升病吊點反力和提汁升油缸布置如固表否1礙所示。壓表患1河中反力是指理踏論分析軟件建售模簡化計算時允統(tǒng)計出的提升華重量，再加上封提升吊耳、施送工載荷、焊縫翁及高強螺栓等昌重量，總提升聽重量頓為冠10388瘋t鉗。殘4吹提升控制方案偏結(jié)合理論計算默結(jié)果分析，確毯定了提升施工扎計算機同步提細升控制方案。美提升過程中采尤用了以下兩種刷方案。野4礦．剝1民動作同步控制知方案咱整套提升系統(tǒng)看中配絨備縫1桐8樓臺液壓泵站逗和挖6莫4閣臺提升油缸，鄉(xiāng)在同步提升控駐制方案中，編辣制了動作同步高控制程序，實拴現(xiàn)多臺泵站和確油缸的同步協(xié)住調(diào)動作。炸4倍．鹿2復(fù)位置同步和載色荷分配相結(jié)合謊的控制方案根累據(jù)工程的實際童情況，在同步尤提升過程中，昨需要實現(xiàn)的理借想控制目標如瞎下。騾(1克)聾位置同步惹：援2貿(mào)8遮個提升吊點，跑各點之間實現(xiàn)查位置同步控制印，同步誤差小搞于亮10mm燥。傳(2毀)杠載荷恰當分配定：在同一核心濱筒上的吊點在赴提升過程中，栽各點的實際載漆荷分配與理論桂計算載荷基本屬一致。爽在這種控制策持略中，某些吊欄點的控制采取萌位置同步控制旦策略，而其余春吊點采取載荷預(yù)按一定規(guī)律分零配的控制策略火。蹲控制方案詳細閘說明如下。貼(1救)異在全酬部肺2填8愚個提升吊點中瞞，核心茶簡唇1息、灰3凝、爭4針和暫6敞上的提升現(xiàn)點喝D纖和提升浩點釘B蕉共尊8于個吊點以及核構(gòu)心紡簡臘2塌和幟5棋上芬的幅E鳴、頭F譯、級G滑、六G鐵共焦8耳個吊點，總擦共叨1圍6酷個吊點采取位劉置同步控制措崖施；其中以核雕心爹簡訊4耳上的提升提點麻D饅為主令點，其唇余為跟隨點。窗(2凈)竹其握余淡1態(tài)2宣個提升吊點采敲取載荷分配控趕制策略：爪(3寶)化在進行載荷分望配控制時，各鋒點之間載荷比稱例關(guān)系的確定冒，以試提升結(jié)貓構(gòu)離地調(diào)平后成的實際載荷為宗依據(jù)進行調(diào)整遭；漿(4灰)醉位置同步控制要精度槽在溪±境5mm軍內(nèi)，載荷分配圓控制精度袖在爸5膀％之內(nèi)。田5堤核心筒結(jié)構(gòu)及別提升平臺施工歇工程主體混凝灣土結(jié)構(gòu)的施工丟以歉±徹0忙．勇0m海為界分為兩個棋階段脾：煩±介0但．螞0m盤以下完全按設(shè)茫計圖紙施工形：拋±死0葛．冬0m已以上只進行核今心簡簡體施工薯，其余結(jié)構(gòu)待作提升完成后再條行施工。肉正式結(jié)構(gòu)的核趟心筒高度不能放滿足提升要求爆，在核心筒頂超部增加提升平誘臺，滿足提升臥高度要求，提狗升平臺箭高舅6棋．棒3m遙，混凝土結(jié)構(gòu)演，局部增設(shè)鋼約骨提高強度。宗在提升平臺提恢升油缸固定埋懲件埋設(shè)時，首騾先對鋼結(jié)構(gòu)提淺升吊點區(qū)域進略行板材探傷．爸確保吊點區(qū)域闊板材無夾層、鑼夾渣等軋制缺保陷，再利用超磁聲波探傷儀直生探頭進行箱形騎梁吊點構(gòu)造隔盞板準確位置的限標定．由構(gòu)造持隔板準確位置串利用激光鉛錘割儀向上投點來韻確定提升油缸塵埋件的準確中擾心線，安裝和堡驗收埋件，埋垃件的垂直度利千用磁力線墜調(diào)糧整。通過以上技措施，最終檢曉查鼓2玩4阻組提升油缸埋寶件中心偏差絕菜大部分在建5mm宅范圍內(nèi)，垂直蓋度偏差廢4mm拼，達到了提升園施工需要。6提升施工解北是京骨*屈*遭圖書館擱鋼結(jié)構(gòu)整體提茄升距離始為危1薄5千．耀65m奉，超過設(shè)計標鳳高私600mm棍，以便安飄裝殼Y直形支撐，鋼結(jié)順構(gòu)整體提升施驚工共分為六個沃過程：試提升膜過程、正式提皆升過程、空中格懸停階段、整差體下降過程、餃部分卸載過程蕩、最終卸載過拳程。廚6守．醉1銹提升應(yīng)力監(jiān)測范在試提升和正嚷式提升過程中弱進行了鋼結(jié)構(gòu)匪應(yīng)力時時監(jiān)測赤，鋼桁架上布晝置珍了當2祖4縮個應(yīng)變測試點店，提升吊耳上棟布置懶了傷1錢2清個應(yīng)變測試點動，總共布置赤了助3匪6稅點，對鋼結(jié)構(gòu)撤提升受力時的仔應(yīng)力進行測試浸，與理論分析場計算進行比較爪，調(diào)整提升施疑工控制，使提飲升過程中結(jié)構(gòu)根受力始終在允礎(chǔ)許范圍內(nèi)。另凡外應(yīng)力監(jiān)測對這試提升逐級加侮載也起到了指薄導(dǎo)作用，每級諸加載通過應(yīng)力現(xiàn)反映穩(wěn)定后才徑進行下級加載黃，使提升加載盞過程安全可靠券。6．2試提升綁試提升包括提闊升試驗和下降徑試驗兩部分，富是對整個提升挺施工系統(tǒng)的實從際工作質(zhì)量狀扒態(tài)、理論計算毀分析準確性的仇最終檢驗。試燥提升采用逐步俊加載過程，也唯是對系統(tǒng)內(nèi)難疼以檢查的結(jié)構(gòu)起部肯分伍(拋包括鋼結(jié)構(gòu)主欣體、提升吊耳與、提升塔架、笨提升平臺兩等壟)趙的測試，它的重成功與否直接競關(guān)系提升施工汗安全順利與否淋，所以試提升衫階段檢查工作醬非常重要，是哄整個提升施工見的關(guān)鍵工序。沒試提升使結(jié)構(gòu)止脫離拼裝胎架嚼，提升碎300mm備，下降赤150mm越，通過提升和宣下降動作試驗蘆，充分檢驗提優(yōu)升系統(tǒng)，細部尼調(diào)整控制參數(shù)覺符合要求后，課懸膛停賀72質(zhì)h蛙，對鋼結(jié)構(gòu)、齒提升平臺、提令升塔架、核心期筒進行檢查，筆特別是對提升令吊耳進行了重鞠新探傷?？?練．乏3尊正式提升兔提升施工期間倍，由一臺計算別機控制全部提確升設(shè)備動作，秘通過動作同步發(fā)和位置與載荷賭同步兩個控制渠回路共同作用救，滿足提升施肯工質(zhì)量要求。除6銳．揚4喚空中懸停某提升到位后鎖奔緊油缸下錨，諸將載荷轉(zhuǎn)移到脫下錨使油缸下棕部結(jié)構(gòu)受力，銹液壓系統(tǒng)不再櫻受力，上錨再駱次鎖緊為安全篇提供二次保障贏。鋼結(jié)構(gòu)與六息個核心筒間在桑上下弦桿位置劍利用木楔楔緊慨。對鋼結(jié)構(gòu)水臉平固定，保持膏在原軸線位置薦。開始安裝勁溉型柱液和號Y諷形支撐。院6華．策5掩整體下降鏈Y武形支撐安裝完桃成后，開始下白降，將結(jié)構(gòu)整伙體降至設(shè)計標歲高。氧與疊Y拘形支撐上口對管接。6．6卸載隨鋼結(jié)構(gòu)卸載過烘程是指由提升炎系統(tǒng)受力向正灑式結(jié)構(gòu)自身受饒力逐漸轉(zhuǎn)化的國過程，勞卸載實施的成御敗直接關(guān)系到缺整體結(jié)構(gòu)的安養(yǎng)全，是整個工悶程施工質(zhì)量的株最終檢驗肝。貿(mào)Y匯形支撐上口焊砍接完成后，進歪行下口焊接和路提升系統(tǒng)卸載賊，由于提升油筒缸下錨開啟需改將結(jié)構(gòu)提升芽20mm浩，提升剩余鋼共絞線只次有撲6軍．怨3m這，靠鋼絞線剩儉余的彈性變形黨無法將下錨開攀啟，這就需要穿卸載過程分為飄兩步進行。皂具體計算如下霸。條(1)350降t避提升油缸下錨淡開啟設(shè)定看為熔350刊t向，鋼絞線總計權(quán)彈性伸長量為紫：晶鋼結(jié)構(gòu)提升系賊統(tǒng)卸載工藝流匆程如下：迎鋼結(jié)構(gòu)整體下憶降申→妙Y拔形支撐上口焊面接玻→間H滾J劫一筐4經(jīng)立柱焊接走、狠Y吹形支藍撐暈H養(yǎng)型鋼連梁焊夫接會→閘卸載滑靴下段識焊婆接筋→屋提升載荷調(diào)平忌下覽降與→船焊接滑靴上燒段姥→游提升設(shè)備卸閑載咸4騰O龍％嶄→稻正式焊排接災(zāi)Y壇形支撐下吉口腦→溝提升設(shè)備逐級扁卸載。興提升設(shè)備卸載誓步驟：首先進籌行壁4舌0希％卸載，提升苗設(shè)備所卸載荷牧由該滑靴板焊餅縫承受。部分景卸載后鎖緊油開缸錨具立即進萄行廊Y園形支撐下口的藏焊接，焊接期萬間該滑靴板不捕能拆除，焊接挎完成后，再利情用提升鋼絞線撥剩余彈性變形專將提升油缸下緩錨開啟，進行噸油壓控制的鋼