液压同步提升及预应力网架施工工法

1中国建筑第六工程局有限公司企业级工法申报材料(2015年度)工法名称液压同步提升及预应力网架施工工法类别房屋建筑工程专业分类钢结构申报单位中建六局土木工程有限公司中国建筑六局科技与设计管理部2015年制2目录一、中建六局工法申报表...............................................................................3二、工法内容材料.........................................................................................13三、工程应用证明.........................................................................................53四、经济效益证明.........................................................................................55五、科技查新报告.........................................................................................57六、工程应用照片.........................................................................................653一、中建六局工法申报表4中国建筑第六工程局有限公司企业级工法申报表(2015年度)工法名称液压同步提升及预应力网架施工工法类别房屋建筑工程专业分类钢结构申报单位中建六局土木工程有限公司中国建筑六局科技与设计管理部2015年制5工法名称液压同步提升及预应力网架施工工法类别房屋建筑工程专业分类钢结构主要完成单位1、中建六局土木工程有限公司通讯地址天津开发区洞庭路66号邮编300457联系人王丽梅电话手机：139208891762、通讯地址邮编联系人电话手机：主要完成人姓名工作单位职务电话孙玉华中建六局土木工程有限公司项目执行经理18920705028刘勇中建六局土木工程有限公司项目总指挥13323430906石雅军中建六局土木工程有限公司工长18902187153高政中建六局土木工程有限公司项目生产经理15002273122于磊中建六局土木工程有限公司工长18642135212工法应用工程情况工程名称1、河北联合大学新校园建设工程之公共教学活动区及学院组团二工程-体育馆工程开竣工时间2014.11—未竣工工程所在地区河北省工程名称2、开竣工时间工程所在地区工程名称3、开竣工时间工程所在地区6工法关键技术名称、组织审定的单位和时间液压同步提升及预应力网架施工工法工法关键技术获科技成果奖励的情况工法形成企业技术标准情况原工法名称、完成单位、中建总公司级工法批准文号及工法编号(升级版工法填写此栏)7工法内容简述：本工法严格按总公司工法要求编制，共有十一项内容组成。钢网架是大跨度建筑工程中常采用的结构形式之一。具有重量轻，塑性和韧性好，制造简便，易于采用工业化生产，施工安装周期短等优点；网架结构能承受各方向的作用，具有较高的安全储备，整体性和稳定性好，空间刚度大，能有效承受非对称荷载、集中荷载和动荷载的作用，具有较好的抗震性能。杆件主要承受轴向的拉力和压力，能充分发挥材料的强度，节省钢材，且可适应不同跨度、不同平面形状、不同支承条件、不同功能需要的建筑物。体育馆屋盖采用的预应力弦支网架,将高强度钢丝束挂在网架结构的下部节点上,沿着屋盖短向方向进行张拉,使拉索与网架共同作用,通过在网架结构上施加预应力，在网架上引起一种向上力,以抵抗荷载产生的正向弯矩,提高网架的强度和刚度,减少结构空间,同时节约了钢材。液压同步提升技术是一项新颖的建筑构件提升安装施工技术，它采用柔性钢绞线和刚性立柱承重，采用液压提升器集群进行提升，通过传感监测和计算机集中控制，全自动完成同步升降、负载平衡、姿态校正、应力控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能，是集机、电、液、传感器、计算机和控制论于一体的现代化先进设备。结合现代化施工工艺，将成千上万吨的构件在地面拼装后，整体提升到预定高度安装就位，实现了大吨位、大跨度、大面积的超大型构件超高空整体同步提升，适合于各类复杂环境下的施工作业，且能缩短施工工期降低措施费，故具有广阔的前景。钢结构的制作安装施工首先是控制原材料质量，优质的材料是保证施工质量的前提，在体育馆网架杆件、焊接球采用Q345B钢，材料入场后进行原材验收，按着规范进行复试，只有保证材料质量才能进行下步工作。根据设计要求和现场实际条件，综合布设场地和确定制作顺序。河北联合大学体育馆主体结构形式为现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构体系，柱顶高度为21.2米，混凝土柱距8.4m,部分为4.2m。屋顶大跨空间部位采用钢管及焊接球、1670MPa强度预应力拉索构成的预应力弦支网架结构体系，总重约300t，其中A区提升重量210t，B区提升重量为56t，提升高度为22.75m。网架平面尺寸为105.9mx66.9m，沿长向两端悬挑，南北侧悬挑长度分别为15.14m和10.94m。屋面为双坡屋面，坡度10%。网架网格主要尺寸为2.8mX2.8m，部分为2.1mX2.1m，网架中部厚度2.2m，西侧悬挑边缘厚度从2.2m过渡到0.6m，东侧悬挑边缘厚度从2.2m过8渡到1.24m。A区施工场地作业面有限，结构布置复杂、两侧看台随坡加高，大型机械无法作业，如采用分块吊装、滑移法、整体顶升法等都较为困难。结合现场实际情况，本网架采用液压提升累积外扩施工方案，即A1区网架在地面拼装完成后，提升至看台累积外扩A2区网架完成后，整体提升至柱顶的施工工艺。该安装工艺比施工现场搭设满堂架体高空散拼安装节省费用、缩短工期，工程质量及安全风险易于控制。采用此种施工工艺，网架地面拼装提高了拼装质量，减少空中作业量，可大大节约工期、减少交叉施工，并大量地节约人力、物力，有效降低了施工成本，具有较好的社会效益。9关键技术及保密点（如有专利权，请注名专利号）：A区由于受施工现场制约，采用累积外扩分步提升的施工方法。网架安装完成后通过张拉6道预应力拉索使得网架挠度值达到设计要求，满足大跨度要求，节约用钢量，提高主体结构负荷能力。此工法保证了工程质量、降低了风险、节约了工期同时也降低了工程费用。大跨度钢网架液压提升及预应力张拉施工技术，结合了网架累计外扩和预应力张拉仿真计算及模拟、提升架受力计算及安装、网架拼装技术、网架累计外扩同步控制和预应力张拉控制等分项控制点，可以在施工前得到完整的施工环节各项参数，有利于控制各节点质量，做到风险预警，减少安全隐患，施工有章可循，施工人员可依据仿真数据和现场监控控制各节点施工。已申报专利四项：1、《一种大跨度异性钢网架与落地钢结构安装施工方法》201510779014.22、《一种大空间与阶梯看台处的异形钢网架安装施工方法》201510780398.X3、《复杂大跨度处异形钢网架安装施工结构》201520908692.X4、《复杂异形钢网架与钢骨架安装施工结构》201520907262.6技术水平和技术难度（与国内外同类技术水平比较）：随着我国经济的迅速发展，大跨度空间网架结构的社会需求和工程应用逐年增加。网架结构跨度的增大和造型的复杂化，提高了对空间网架结构的施工技术的要求。目前，预应力弦支网架结构中大跨度、大重量钢构件液压提升及预应力张拉技术也在蓬勃发展。钢结构设计形式的改进，网架结构的应用得到了很大的发展，各类精密检测仪器的应用，使得网架结构安装技术已经比较成熟。本工法通过对网架累计外扩和预应力张拉仿真计算及模拟、提升架受力计算及安装、网架拼装焊接技术、网架累计外扩同步控制和预应力张拉控制，满足复杂建筑环境要求，通过监控液压同步提升保证施工质量和安全，通过实时调整提升姿态满足结构变形要求，通过地面拼装，局部整体提升及看台处累计外扩提升，避免交叉施工，缩短施工周期，达到了节约经济成本的目的。10工法成熟、可靠性说明（当该工法应用工程少于2项时填写）液压提升通过提升设备的扩展组合，提升的重量、跨度、面积不受限制。调整精度高，构件可以在提升过程中的任意位置锁定，任意提升器亦可单独操作，有效提高了结构提升过程中安装精度的可控性。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。提升设备体积小、自重轻、承载能力大，特别适宜于大型设备的提升作业。提升过程十分安全，液压提升器通过液压回路驱动，动作过程中加速度极小，对被提升设备及提升框架结构几乎无附加动荷载（振动和冲击）。钢结构网架提升就位后，搭设拉索张拉操作平台，然后分级分批进行张拉，张拉分两级，每次同步对称张拉两榀拉索。通过在施工中应用本工法，钢网架施工质量得到了保证，安装精度得到了大幅提升，有效的缩短了施工工期，节约了工程成本。工法应用情况及应用前景：河北联合大学体育馆屋顶大跨空间部位采用预应力弦支网架结构体系。网架平面尺寸为105.9mx66.9m。单向空间网架，东西向坡度为10%，多点支承，网格主要尺寸为2.8mX2.8m，部分为2.1mX2.1m。总重约300t，安装高度21.7米，构件跨度大，安装精度高，重量重。所以，网架安装是本工程的重点、难点。解决方案：钢网架杆件采用工厂加工，现场地面散拼，分区分步提升，A区、B区共采用12套提升设备进行吊装，选择YS-SJ-75型液压提升器作为主要提升承重设备，其额定提升能力为75t。依据提升吊点及液压提升器的数量，共配置3台YS-PP-15型液压泵源系统。在A1分块设置8个提升平台（提升支架），每个提升平台设置1台YS-SJ-75型提升器；在B分块设置4个提升平台，每个提升平台设置1台YS-SJ-75型提升器。通过分区分步提升施工解决了网架整体安装的问题，减少了空中工作量，保证了网架质量，提高了施工效率。钢结构网架提升就位后，搭设拉索张拉操作平台，然后分级分批进行张拉，张拉分两级，每次同步对称张拉两榀拉索。从而达到施工工期短，成本低，施工质量好的目的。该工法采用了常规的施工设备和合理的施工工艺，对大跨度钢网架安装施工的推广应用做出了启示。11经济效益和社会效益（包括节能和环保效益）：现场安装工期短、占用场地小：钢网架依据现场实际条件分为四部分进行拼装，A区、B区、南北两侧悬挑网架，其中A区网架占整个网架面积的2/3是重中之重，且下部施工环境复杂，结合现场实际情况，采用A区液压提升累积外扩施工不但充分地利用了工作面，加快了施工进度，保证工程质量，更为其他工种作业创造了工作面，网架提升一定高度后，下部施工便即可投入。从而大大地缩短了整个工程的施工工期，与满堂脚手架施工方法相比，节约工期20天。环保节能，有效降低了施工成本，现场管理科学化、规范化、标准化、信息化，安全文明达标，对外展示中建品牌形象。同时锻炼和培养了一批专业技术人才，积累了丰富的施工经验和大量的技术资料，提高了项目的施工技术与管理水平，增强了企业的市场竞争能力，提升了企业在社会上的知名度和影响力。12主要完成单位意见：该工法采用了简单的施工设备和合理的施工工艺，对于网架液压提升及预应力安装施工有很好的推广应用前景。（如工法应用工程实例少于3项，对该工法关键技术可靠、成熟性补充意见如下：）第一完成单位公章第二完成单位公章2015年月日2015年月日工法评审意见：该工法在工程中成功应用，工法关键技术先进可靠，成熟，保证了工程质量符合标准规范和技术的要求，施工安全，符合环保要求，取得了良好的经济效益和社会效益，有很好的推广应用价值和前景。主审（签字）：副审（签字）：2015年月日13二、工法内容材料14液压同步提升及预应力网架施工工法完成单位：中建六局土木工程有限公司主要完成人:孙玉华刘勇石雅军高政于磊1、前言液压同步提升技术是一项新