某高层钢结构桁架提升施工方案(液压提升-270吨-高73米).doc
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**施工组织设计
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目录
一、工程概况 4
二、技术措施 6
1、 总体配置原则 6
2、 钢连廊的提升安装流程 6
3、 提升系统配置 9
4、 提升平台设计 14
5、 地锚吊具强度验算（材质Q345） 30
6、 反力架、滑移措施、提升器、钢绞线安装 30
7、 反力架处土建结构的加固 34
8、 提升工况应力和滑移到位工况应力验算 34
9、 应力检测 34
10、 提升前检查工作 34
11、 提升试验 35
12、 正式提升 36
13、 滑移到位后找正 38
三、组织措施 38
四、安全措施 42
五、应急预案 48
六、附表：
51
附：
大渡河东面桁架提升块施工变形应力分析 52
附：
大渡河东面桁架提升到位后与劲性柱连接工况分析 64
一、工程概况
1.工程简介
本工程为大楼钢连廊提升，连廊钢结构里面分两层，即第19、20层，标高分别为73.150m、76.95、80.75米，主要由立面支撑和主、次梁构成。
部分主梁、支撑为箱型梁，其它为H型钢。
桁架北端9线及10线与预埋劲性柱相连，采用栓焊混合连接。
桁架南端F线坐落在抗震混凝土、钢牛腿支座上。
2.主要技术参数
提升重量：
270t
跨度：
42.3m;宽度：
10.75m;高度：
8.3m
提升高度：
73.019m
3.液压同步提升技术
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；提升钢绞线锁紧系统包括自动自锁和手工锚人工锁紧系统，自动自锁系统分为上下锚机械自锁和液压自锁。
当发生停电、泵站或提升器油缸漏油、油管损坏等故障时，上下锚机械自锁和液压自锁至少一套自动自锁，使钢绞线无法逆向运动，构件不会下落，更换配件、维修前将上下手工锚人工锁紧，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,不会发生构件坠落。
③.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提升安装；
④.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；
⑤.大量安装工作在地面完成，减少高空作业；
⑥.保证安装精度要求；
⑦.减少施工临时措施，缩短施工工期。
液压同步提升系统采用计算机控制，自动完成同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作锁闭、过程显示以及故障报警等多种功能。
是集机、电、液、传感器、计算机控制于一体的现代化先进设备。
2）液压提升原理
液压提升和回落过程见如下流程图所示，一个流程为提升器一个行程。
当提升器周期动作时，提升重物则匀速上升或下降。
二、技术措施
1、总体配置原则
1）满足钢结构连廊整体同步提升的载荷要求；
2）每台提升器受载在其提升力范围内且有安全系数保证；
3）在总体布置时，要认真考虑系统的安全性和可靠性，降低工程风险；
2、钢连廊的提升安装流程
1）施工流程图
2）流程描述
①.地面搭建胎架，拼装钢连廊；
②.桁架拼装完毕，80.7m顶部安装提升平台，确定吊点1、2、3、4，以顶部提升器为基准确定位置并安装下吊具，安装提升钢绞线；
提升吊点示意图
提升平台示意图
③.提升控制设备调试；
④.检查结构，解除胎架与桁架连接，检查焊接情况；
⑤.试提升加载，并检查结构及提升设备是否有异常情况；
⑥.正式提升桁架，提升到预定位置；
⑦.水平滑移750mm到位置，对口拼装焊接桁架；
⑧.卸载拆除提升设备；
滑移（平移750mm）示意图1
滑移（平移750mm）示意图2
3、提升系统配置
1）系统简介
液压提升系统主要由液压提升器、泵源系统、传感检测及计算机同步控制系统组成。
TJ-2000型液压提升器为穿芯式结构，中间分别可穿过18钢绞线，两端有主动锚具，利用锲形锚片的逆向运动自锁性，卡紧钢绞线向上提升。
TJ-2000型液压提升器最大设计提升重量200t。
2）提升承重系统配置
①.液压同步提升承重系统主要由液压提升器、提升地锚和钢绞线组成。
②.本工程中钢结构桁架提升区域总净重约G＝261吨。
③.钢结构桁架共设4组提升吊点，配置4台TJJ-2000型提升器。
④.1点和4点两吊点提升力为55吨，2吊点和3吊点提升力分别为71吨和80吨。
根据提升力要求合理配置钢绞线，1和4吊点配备12根钢绞线，2和3吊点配备15根钢绞线。
钢绞线作为柔性承重索具，采用高强度低松弛预应力钢绞线，抗拉强度为1860Mp，直径为15.24毫米，破断拉力为26.3t。
液压提升器中单根钢绞线的最大工作荷载为：
80×1.4/15=7.47吨。
单根钢绞线的荷载系数为：
26.3/7.47=3.52。
⑤.根据规范和工程经验，液压提升器工作中采用如上安全系数是安全的。
3）液压提升设备安装
①导向架制作及安装
在提升器提升或下降过程中，提升器顶部肯定余留钢绞线，如果余留的钢绞线过多，对于提升或下降过程中钢绞线的运行及提升器天锚、上锚的锁定及打开有较大影响，所以每台提升器必须做配置好导向架，方便提升器顶部余留过多钢绞线的导出顺畅。
导向架的导出方向以方便安装油管、传感器和不影响钢绞线自由下坠为原则。
导向架横梁离天锚高约1.5～2米，偏提升器中心5～10cm为宜。
具体可在现场用角钢或脚手管架临时制作。
②地锚
每一台提升器对应一只地锚。
地锚安装在桁架主梁上翼缘板上的下吊具内，要求每台地锚与其正上方的提升器竖直对应。
地锚与下吊具使用压板固定时，应与下吊具留有一定空隙，使地锚可沿圆周方向自由转动，钢绞线与孔壁不致碰擦。
③钢绞线
每根钢绞线长度约95米，提升器内各穿15根和12根钢绞线，4台提升器共计54根钢绞线。
提升器固定在提升双梁上。
南面钢绞线利用塔吊把钢绞线吊起，从下往上穿入液压提升器内，在顶部安全锚上用卡扣或锚片锁紧钢绞线，等每个提升器含钢绞线穿完后把上下锚锁紧，再拆除临时所用的卡扣和锚片。
北面钢绞线则从上往下穿入液压提升器。
每台提升器顶部余留的钢绞线应沿导向架导向置于屋顶平台上，便于提升或下降过程中钢绞线“移动”的顺畅。
4）提升控制策略
①.提升控制点设置
控制系统根据一定的控制策略和算法实现对钢结构整体提升的姿态控制和荷载控制。
在提升过程中，从保证结构吊装安全角度来看，应满足以下要求：
a.应保证各个吊点载荷控制；
b.应保证提升结构的空中稳定，以便结构能正确就位，保证各个提升点保持一定程度的同步（同步精度±20mm）；
②.根据以上要求和工程特点，制定如下的控制策略：
Ø根据提升力要求，4个吊点分别用独立的液压泵源系统控制，根据吊点反力的不同进行单独调节设定，提升过程中采用行程控制策略。
Ø在计算机同步控制系统的控制下，4个提升点在提升过程中保持一定的同步。
保证钢结构连廊在整个提升过程中的整体稳定和姿态（提升吊点示意图1）。
③.提升过程同步监控措施
Ø为保证结构整体提升过程中稳定性，各台液压提升器的载荷受控，计算机通过同步控制，对提升过程进行调整控制。
Ø根据提升工况结构吊点允许承载力，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。
吊点力始终控制在允许范围内，以防止出现提升点荷载分布严重不均，造成对结构件和提升设施的破坏。
Ø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情况时，提升器能够长时间自动锁紧钢绞线，确保提升构件的安全。
Ø通过激光测距仪观测桁架提升时情况；
④.同步控制原理
提升同步控制原理详见同步控制原理图：
同步控制原理图
⑤.提升速度
液压同步提升系统的提升速度主要取决于液压泵源系统的流量、锚具切换和其他辅助工作所占用的时间。
在本工程中，提升速度约5-10米/小时。
4、提升平台设计
根据吊点反力，左侧⑨轴线吊点的提升反力为55t，右侧⑩轴线吊点的提升反力为80t。
提升工况为6级风以下。
由于液压提升器提升速度较低，加速度很小，物体的运动平缓，所以动载系数取1.0。
考虑1.4的荷载分项系数，则左侧计算提升力，右侧计算提升力。
（1）简支梁计算
简支梁平面示意图
提升器座落在提升简支梁上。
提升简支梁采用双梁形式，简支作用在提升框架平台上，每个简支梁为250×400×20×20的箱形截面。
在提升施工过程中，提升器的位置由端头向中间滑移（750mm）。
具体如上图所示。
提升桁架总重约270t。
计算提升力。
简支梁的最大弯矩
最大剪力
1.1．强度校核
强度校核符合工况要求。
1.2．稳定性校核
所以，提升简支梁整体稳定性符合要求。
（2）吊点2提升平台校核
吊点2提升平台平面示意图
吊点2提升平台立面示意图
结构计算承载力。
有限元分析：
吊点2提升平台实体模型
初始工况结构应力图1
初始工况结构应力图2
到位工况结构应力图1
到位工况结构应力图2
分析结论
a）．初始工况
最大应力值145MPa，位置在的斜撑杆上。
后部斜拉杆的应力值为81.1MPa。
斜撑杆的局部稳定：
截面形式为
材质Q345，
构件局部稳定性符合要求。
预埋件反力值：
反力点平面示意图
FXFYFZ
A7.6t-14.1t-4.3t
B-4.0t-65.51t156.5t
C-3.6t79.6t-40.2t
预埋件必须满足反力值的要求。
b）．到位工况
不考虑简支梁的因素，最大应力值140MPa，位置在的斜撑杆上。
后部斜拉杆的应力值为70.5MPa。
由于斜撑杆的应力小于初始工况，所以局部稳定满足要求。
预埋件反力值：
FXFYFZ
A8.1t-43.3t57.1t
B3.2t-35.1t94.3t
C-11.3t78.3t-39.4t
预埋件必须满足反力值的要求。
（3）吊点3提升平台校核
吊点3提升平台平面示意图
吊点3提升平台立面示意图
结构计算承载力。
有限元分析：
吊点2提升平台实体模型
初始工况结构应力图1
初始工况结构应力图2
到位工况结构应力图1
到位工况结构应力图2
分析结论
a）．初始工况
最大应力值93MPa，位置在的斜撑杆上。
后部斜拉杆的应力值为72.5MPa。
斜撑杆的局部稳定符合要求。
预埋件反力值：
反力点平面示意图
FXFYFZ
A1.6t54.2t122.2t
B1.1t25.6t40.9t
C-2.7t-80.0t-51.0t
预埋件必须满足反力值的要求。
b）．到位工况
不考虑简支梁的因素，最大应力值131MPa，位置在的斜撑杆上。
后部斜拉杆的应力值为87.3MPa。
斜撑杆的稳定性满足要求。
预埋件反力值：
FXFYFZ
A8.5t26.8t72.9t
B7.0t58.0t95.2t
C-15.4t-84.8t-56.1t
预埋件必须满足反力值的要求。
（4）反力架加固
为了增加反力架侧向刚度，每个反力架增加4根杆件，杆件受压。
具体如下图：
后拉杆、悬挑梁与立柱连接节点在杆件下方加立筋（16mm/Q345B），焊缝为坡口焊缝，单条焊缝强度不小于200mm，以加强节点强度。
（5）后拉锚固点预埋件强度验算
a）考虑吊点2、3提升及滑移后的四种工况，从中选择最不利工况如下：
反力点平面示意图
预埋件反力值：
FXFYFZ
A8.5t26.8t72.9t
B7.0t58.0t95.2t
C-15.4t-84.8t-56.1t
后拉锚固点预埋件必须满足反力值的要求。
b）锚固点预埋件结构组成
辅助劲性柱1、2作为拉杆预埋件，受到较大的拉力、剪力，是关键点。
劲性柱尺寸见图，埋在剪力墙中，主要受力方向与剪力墙平行。
劲性柱顶板前后加20*600*800钢板（Q345B），每块钢板采用7颗φ24化学螺栓或对穿螺柱（45号钢）固定，以增加预埋基础面积和强度。
钻孔位置在梁、柱未穿则采用化学螺栓。
钻孔位置在楼板（120mm厚）钻穿采用对穿螺柱紧固，螺母与楼板下表面间加整块钢板，改善楼板受力。
为了加大斜拉杆与预埋件连接节点强度，加一块25mm\Q345B立板在预埋劲性柱顶板及相邻钢板上，熔透焊接，然后在拉杆尾部中间开槽与所加立板坡口焊接。
这样拉杆尾部与劲性柱顶板有三条焊缝连接，同时与劲性柱顶板前后钢板均有焊缝连接，有效的保证了节点强度。
c）预埋劲性柱顶板和下部工字钢焊缝强度计算
预埋件顶板承受Z向轴拉力51吨，Y向剪力80吨，X向剪力数值小不予考虑。
预埋劲性柱为Q235，抗拉强度设计值为205N/mm2
因为顶板与下面劲性柱采用开坡口全溶透焊接，故按等强计算。
A=30×1.6×2﹢26.8×1.4=133.52㎝²
σ=N/A=56.1×10＾4/13352=42.02N/mm2<205N/mm2
该焊缝可以满足抗拔要求。
劲性柱顶板前后所加钢板可以增加安全系数。
I=1/12×1.4×26.8³＋2×（1/12×30×1.6³＋30×1.6×14.2²）=20982㎝4
中和轴以上部分对中和轴的面积矩S=30×1.6×14.2＋1.4×13.4×6.7=807.3㎝³
最大剪力т=VS/It=84.8×10＾4×807.3×10＾3/（20982×104×14）=233.05N/mm2>120N/mm2
折算应力：
<（42.02/1.22）²＋233.05²>½=235.58N/mm2
劲性柱前后的两块钢板，每块用7个φ24螺栓（45号钢）固定，每个螺栓可抗剪力7吨。
螺母与钢板间加20*60*60mm瓦斯垫，机械钻孔，瓦斯垫与钢板四周围焊，焊脚14mm。
螺杆与土建混凝土间空隙采用环氧树脂胶填充。
这样每个螺杆便可起到抗剪作用，14个螺杆抗剪98吨，取0.5系数，可抗剪49吨。
劲性柱顶板标不高于土建混凝土表面，混凝土亦可承受20%剪力。
综合预埋劲性柱顶板、螺杆、土建钢筋混凝土的抗剪强度可达到108吨>84吨，可以满足抗剪要求。
d）拉杆钢管与预埋劲性柱顶板熔透焊缝强度验算（材质Q235）
连接形式如下图：
进行直角焊缝在各种力综合作用下的拉应力和剪应力：
与预埋钢板连接的焊缝在提升过程满足要求。
5、地锚吊具强度验算（材质Q345）
每个地锚吊具焊在箱形主梁上部，承受最重80t的力并考虑1.4的系数，由四条长300㎜角焊缝承受。
焊脚尺寸14㎜，有效焊缝高度14×0.7=9.8㎜，取10㎜。
（80×10＾4×1.4）/（4×10×300）=93.33<200N/mm2
满足强度要求。
6、反力架、滑移措施、提升器、钢绞线安装
（1）安装思路
反力架由工厂制作后在现场散件拼装，杆件最大重量为900kg。
南楼反力架采用塔吊安装。
北楼反力架采用塔吊无法吊装到位，须采用人工搭脚手架辅助安装。
（2）安装顺序
安装预埋件基础——安装立柱——装后拉杆——装悬挑梁及斜撑——安装水平箱形梁——装滑移支座——装提升器——穿钢绞线
（3）反力架预埋件安装
见东面桁架提升支架布置图。
a）斜拉杆预埋件及加固
辅助劲性柱1、2作为拉杆预埋件，受到较大的拉力、剪力，是关键点。
劲性柱尺寸见图，埋在剪力墙中，主要受力方向与剪力墙平行。
劲性柱顶板前后加20*600*800钢板（Q345B），每块钢板采用7颗φ24化学螺栓或对穿螺柱（8.8级）固定，以增加预埋基础面积和强度。
钻孔位置在梁、柱未穿则采用化学螺栓。
钻孔位置在楼板（120mm厚）钻穿采用对穿螺柱紧固，螺母与楼板下表面间加整块钢板，改善楼板受力。
为了加大斜拉杆与预埋件连接节点强度，加一块25mm\Q345B立板在预埋劲性柱顶板及相邻钢板上，熔透焊接，然后在拉杆尾部中间开槽与所加立板坡口焊接。
这样拉杆尾部与劲性柱顶板有三条焊缝连接，同时与劲性柱顶板前后钢板均有焊缝连接，有效的保证了节点强度。
b）立柱预埋件
采用30mm/Q345B钢板下焊钢筋作为预埋板，受压。
（4）反力架安装
a）精度要求及保证措施
悬挑水平箱形梁作为滑移轨道，是定位关键。
箱形梁垂直于东面桁架纵向，偏差不超过3mm，水平度偏差不超过1mm，绝不能产生阻碍滑移的下滑力。
具体措施如下：
用水平仪对箱形梁下方悬挑梁抄平，确保达到水平度要求，箱形梁安装后仍要抄平。
将东面桁架吊点中心点用激光垂准仪投射到反力架箱形梁上，以确定箱形梁定位。
b）焊缝要求
对于关键受拉焊缝采用超声波检测，确保焊缝有效强度。
如下图所示，即后拉杆与立柱、预埋件的焊缝，悬挑梁与立柱焊缝。
（5）滑移措施
滑移措施由滑移轨道箱形梁、滑移支座、反力支座、限位板、千斤顶组成。
轨道梁上需抹黄油以降低滑移摩擦系数。
根据相关数据，钢对钢润滑后静摩擦系数、动摩擦系数均不大于0.1。
吊点最大压力为80吨，摩擦系数取0.2，25t螺旋千斤顶可以满足要求。
要求四个千斤顶为同一型号，行程、大小一致。
滑移支座两侧限位板与支座间距5mm，保证滑移按要求轨迹进行。
滑移支座下表面四条棱边须倒角，减小滑移阻力。
滑移支座滑移前端设限位板（用角钢点焊即可），防止滑移距离过多。
反力支座和千斤顶提供滑移动力。
滑移同步须有一定保证。
滑移方向上在轨道梁侧面设刻度尺，四个吊点每过5mm均停下核对一次，确保同步。
另外四个千斤顶操作看指挥旗统一动作，旗子每挥一下则手柄下压一次。
如下图：
（6）提升器、钢绞线安装
a）南楼提升器及钢绞线采用塔吊安装，北楼提升器采用脚手架辅助安装，钢绞线人工安装。
b）精度要求及措施
提升器中心须与东面桁架上吊点中心投影重合，采用激光垂准仪找正。
c）提升器四周用定位板限位，定位板焊在滑移支座上。
7、反力架处土建结构的加固
吊装过程中，反力架支撑点处土建结构不能承受施工荷载，需对
相应梁进行加固后方能满足要求。
详见《大渡河梯调中心东面桁架提
升反力架支撑点土建结构加固方案》。
8、提升工况应力和滑移到位工况应力验算
提升中，桁架在四个吊点作用下悬空，经受力计算软件SAP2000验算，桁架构件应力比及变形均不超过许用上限，详见附页。
桁架提升到位后，待北端主梁与牛腿焊接完毕及未装钢梁安装完后，需切除吊装辅助钢柱以安装未装斜撑，应这个不利工况进行验算。
经验算，桁架构件应力比及变形均不超过许用上限，详见附页。
9、应力检测
应对提升工况的桁架及反力架支撑点附近土建结构设置一定数
量应力检测点，当检测应力达到报警上限值时检测人员应通知提升安装总指挥，达到许用上限值时应停止吊装，相关各方共同确定处理方案。
详见四川省建科院提供的应力检测方案。
10、提升前检查工作
（1）液压提升系统安装调试
1）检查泵站上个别阀或硬管的接头是否有松动，检查溢流阀的调压弹簧处于是否完全放松状态。
2）检查泵站启动柜与液压提升器之间电缆线的连接是否正确。
3）检查泵站与液压提升器主油缸、锚具缸之间的油管连接是否正确。
4）系统送电，检查液压泵主轴转动方向是否正确。
5）在泵站不启动的情况下，手动操作控制柜中相应按钮，检查电磁阀和截止阀的动作是否正常，截止阀编号和提升器编号是否对应。
6）检查传感器（行程传感器，上、下锚具缸传感器）。
按动各提升器行程传感器的2L、2L-、L+、L和锚具缸的SM、XM的行程开关，使控制柜中相应的信号灯发讯。
7）提升检查：
在安全锚处于正常位置、下锚紧的情况下，松开上锚，启动泵站，调节一定的压力（5Mpa左右），主液压缸及上锚具液压缸空载伸、缩数次，以排除系统空气并检查A腔、B腔的油管连接是否正确；检查截止阀能否截止对应的油缸；检查比例阀在电流变化时能否加快或减慢对应油缸的伸缩速度。
8）预加载：
调节一定的压力（2～3Mpa），使钢绞线处于基本相同的张紧状态。
（2）其他项目检查
1）构件焊接检查；
2）钢绞线质量检查；
3）提升框架加固检查；
11、提升试验
（1）加载要求
桁架提升一、四点分级加载压力表
南、北内侧④①点分级加载
40%
60%
80%
100%
泵站压力
压力（Mpa）
2.8
4
5.5
7
8.5
提升重量（t）
22
33
44
55
桁架提升二、三点分级加载压力表
南、北外侧③②点分级加载
40%
60%
80%
100%
泵站压力
压力（Mpa）
4
6
8
10
12.5
提升重量（t）
32
48
64
80
二、三吊点提升力控制不超过100吨，提升器压力不超过
12.5Mp，一、四吊点提升力控制不超过65吨，提升器压力不超过8.5Mp。
（2）提升下降
加载完并确认结构没有问题，开始提升，高度为桁架最低点（跨中）离地20mm，放置24小时以上，期间对桁架、反力架、反力架支撑点土建结构、加固措施进行全程检查，确认结构没有问题后，下降复原。
12、正式提升
（1）分级加载预提升
1）待检查工作无误和系统检测无误后正式提升，经计算，确定提升设备所需的伸缸压力（考虑压力损失）和缩缸压力。
2）开始提升时，两侧的伸缸压力逐渐上调，依次为所需压力的40%，加载完毕后检查液压提升系统及桁架结构的稳定性，在每级加载后都要作仔细全面的检查，在一切都正常的情况下，可继续加载到60%，80%，90%，100%。
3）桁架腾空20mm后停止提升，停止时间为1~24小时，对液压提升系统、结构系统进行全面检查，在确认整体结构的稳定性及安全性绝无问题的情况下，才能继续提升。
同时采用水平仪测量桁架水平度，标高低的吊点须提高，将四个吊点标高调到同一标高。
4）在同步提升过程中，提升过程中钢绞线保持竖直状态。
（2）提升过程的监控措施
1）在一切准备工作做完之后，且经过系统的、全面的检查无误后，现场安装总指挥发令后，才能进行正式提升。
2）根据预先通过计算得到的提升工况提升点反力值，在计算机同步控制系统中
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