重庆液压提升方案

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目录

一、 工程概况…………………………………………………………………………………3 1. 工程简介……………………………………………………………………………………3 2. 主要技术参数………………………………………………………………………………3 3. 液压提升技术………………………………………………………………………………3 二、 施工方案………………………………………………………………………………….4 1. 总体布置原则………………………………………………………………………………4 2. 钢屋盖的提升安装…………………………………………………………………………4 3.

提升系统配置……………………………………………………………………………8

三、提升平台反力值计算……………………………………………………………………..11 四、施工前期准备工作及几点问题…………………………………………………………..18 五、施工组织体系……………………………………………………………………………..20 六、施工日期…………………………………………………………………………………..21 七、提升前检查工作…………………………………………………………………………..21 1. 液压提升系统安装调试…………………………………………………………………..21 2. 其他项目检查……………………………………………………………………………..22 八、正式提升………………………………………………………………….,………………22 1. 分级加载预提升…………………………………………………………………………..23 2. 提升过程的监控措施……………………………………………………………………..23 九、安全文明施工……………………………………………………………………………..23 十、应急预案…………………………………………………………………………………..24 1. 现场设备故障应急预案…………………………………………………………………..24 2. 自然环境影响应急预案…………………………………………………………………..25 3. 意外事故应急预案………………………………………………………………………..25 十一、 附表…………………………………………………………………………………..26

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一、 工程概况 1. 工程简介:

本工程中钢结构屋盖共分为两块，分别分布在E～M轴/1～10线区域及E～M轴/19～28线区域。单块钢屋盖重量约450吨，两块钢屋盖总重900吨。钢屋盖垂直安装高度位于+64.80米～+70.80米之间，其中钢屋盖支座位于+63.30米标高。

砼框架分别位于E～2/F轴/1～2（27～28）线区域、M～K轴/1～2（27～28）线区域及E～M轴/10～19线区域。其平面位置的间断分布，使得钢结构屋盖整体提升成为可能。

钢结构屋盖主要受力构件为外围的钢桁架4、9和9a；内部的钢桁架2～8和10～11。其余构件均连接（或一端连接）在以上钢桁架上，并形成整体钢屋盖受力体系。钢屋盖整体提升到位后对口焊接完成。

2. 主要技术参数 钢屋盖长：56m 钢屋盖宽：41.7m 钢屋盖高: 6m

钢屋盖单重(共两件)：450t（总重900t） 提升高度：70.8m 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；

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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； 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，通过跳频扩频通讯技术传递控制指令，全自动完成同步动作、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

“液压同步提升技术”采用液压提升器作为提升机具，柔性钢绞线作为承重索具。液压提升器为穿芯式结构，以钢绞线作为提升索具，有着安全、可靠、承重件自身重量轻、运输安装方便、中间不必镶接等一系列独特优点。

液压提升器两端的楔型锚具具有单向自锁作用。当锚具工作（紧）时，会自动锁紧钢绞线；锚具不工作（松）时，放开钢绞线，钢绞线可上下活动。

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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，提升重物则一步步上升或下降。

上升过程下降过程上锚紧下锚紧伸缸拔下锚缩缸拔上锚非同步伸缸下锚紧上锚紧非同步缩缸伸缸拔下锚同步缩缸

二、 施工方案 1. 总体布置原则

1）满足钢结构屋盖整体同步提升的载荷要求； 2）应使每台提升器受载均匀；

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. 钢屋盖的提升安装 1） 施工总体流程

①． 将63.3m砼框架顶部的屋盖钢结构安装完毕，将利用此钢结构搭建提升平台。

②． 整体提升的钢结构屋盖构件在地面散件拼装成型，需后装的杆件预留，待提升就位时安装（见提升平面布置图 图一）。

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图一

③． 利用已安装的屋盖钢结构搭建提升平台及制作液压提升设备支座牛腿。

在70.8m高度利用已安装的1号（Φ550×16）、2号（Φ550×16）、6号（Φ550×16）、7号（Φ550×16）、8号（Φ550×16）、10号（Φ550×16）、12号（Φ426×20）、13号（Φ273×10）、14号（Φ426×20）、15号（Φ273×10）、16号（Φ550×16）和18号（Φ550×16）钢构管设计液压提升器支座（其标号见液压整体提升吊点平面布置图，和甲方所提供的以“N”形式开头的标号相对应，以下不在赘述）。

在70.8m高度需要制作提升梁支座的12个钢管以同样管径加高2500mm，以满足提升要求，在提升过程中应保证吊点稳定和牢靠。

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④． 按照提升要求及钢屋盖安装要求设计并制作下吊点提升吊具；在钢屋盖4层断开处利用桁架弦杆制作下吊点吊具，在提升过程中使4层弦杆同时受力，提升到位后，主桁架相贯焊接同时应保证斜次桁架焊接完毕后方可卸载（见下吊具设计图）。 ⑤． 安装液压提升设备及控制设备；

⑥． 对地面拼装的构件断开处进行局部加固处理，并安装下吊点提升吊具；

⑦． 在下吊点提升吊具上安装提升地锚，通过专用钢绞线连接液压提升器和地锚；

⑧． 液压设备的安装及控制设备调试完毕，预张紧时，对64.8m构件断开处对构件进行临时加固，当64.8m断面钢管刚受力时，张紧停止，然后对66.6m、69.0m及70.8m处断面钢管进行临时加固，在屋盖整体提升过程中，使整个断面形成整体受力； ⑨． 整体液压同步提升屋盖钢结构，至安装高度附近； ⑩． 保持钢结构屋盖空中姿态，液压提升系统点动微调，配合主桁架弦杆对口就位； ?． 安装预留的后装杆件；

?． 钢结构屋盖整体卸载落位，拆除液压设备及控制设备，整体液压同步提升作业结束； 2） 流程图

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63.3砼框架屋盖框架安装需整体提升钢框架地面拼装搭建提升平台、安装提升支座设计制作提升下吊点吊具安装液压提升设备及控制设备加固桁架弦杆断面并安装下吊具钢绞线连接提升器和下吊具调试设备并预张紧钢屋盖框架整体提升钢屋盖框架提升到位后微调对口焊接安装安装预留的后装杆件卸载、拆除液压及控制设备

提升安装流程图

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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TJ-600型液压提升器为穿芯式结构，中间分别可穿过18和7根钢绞线，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。每台液压提升器最大设计提升重量为200t和60t。

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，直径为15.24毫米，抗拉强度为1860Mp，破断力为26.3吨。

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. 本工程中每块钢结构屋盖提升区域总重约G＝450吨，不均匀受载及动载系数取1.3。整个钢结构屋盖的重量分布按照基本均布考虑。屋盖整体提升计算重量为：450吨×1.3=585吨。

③. 每块钢结构屋盖共设12组提升吊点，其中：2、6两吊点各配置1台TJJ-2000型液压提升器；其余均设置TJJ-600型提升器，整体控制同时可实现每台提升器都可以实现单独控制。 ④. 每台TJJ-2000型液压提升器可配置18根钢绞线，1点和2点两吊点提升器配置15根钢绞线，其余10个提升点TJJ-600型提升器每个配置7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

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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：585/100=5.85吨。单根钢绞线的荷载系数为：26.3/5.85=4.49。提升地锚采用配合设计和试验的规格。 ⑤. 据相关设计规范和以往工程经验，液压提升器工作中采用如上荷载系数是安全的。 1） 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； ? 在计算机控制系统的控制下，保证钢结构屋盖在整个提升过程中的整体稳定和姿态。 ②. 提升过程监控措施

? 为使结构整体提升过程中，各台液压提升器的吊点载荷可控可测，计算机通过控制，对提升过程进行调整；

? 根据预先通过计算得到的提升工况结构支座反力值（应该知道每个提升点的反力值），在计算机控制系统中，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，提升器自动停止提升，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

? 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

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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。 ③. 控制原理

提升控制原理详见同步控制原理图：

A吊点B吊点C吊点传感器工控机调制器比例阀提升器YC钢结构钢结构YA提升器比例阀调制器工控机传感器工控机调制器比例阀提升器YB钢结构A/DA/D相敏解调相敏解调主令信号-YB'YA'+YA'+-YC'相敏解调A/D传感器

同步控制原理图

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④. 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3～4米/小时。 三、提升平台反力值计算 1. 有限元建模

提升平台反力值计算及强度分析

提升吊点平面示意图

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8#、10#、16#、18#吊点平台立面图

12#、14#吊点平台立面图

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13#、15#吊点平台立面图

8#、18#吊点的受力情况，根据设计方提供的数据，考虑1.5的系数，吊点的计算提升反力F1?346.9?1.5＝520 kN。

10#、16#吊点的受力情况，根据设计方提供的数据，考虑1.5的系数，吊点的计算提升反力F2?420?1.5＝630 kN。

根据实际情况，加载在12#、14#吊点的加载反力为300kN，考虑1.5的系数，吊点的计算提升反力F3?300?1.5＝450 kN。

根据实际情况，加载在13#、15#吊点的加载反力为150kN，考虑1.5的系数，吊点的计算提升反力F4?150?1.5＝225 kN。

1#、#7吊点的受力情况，根据设计方提供的数据，考虑1.5的系数，吊点的计算提升反力F5?303?1.5＝454.5 kN。

2#、6#吊点的受力情况，根据设计方提供的数据，考虑1.5的系数，吊点的计算提升反力F6?713.5?1.5＝1070.3 kN。

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各吊点具体形式如CAD设计图所示。 2、有限元计算理论反力值 2.1、建模

依方案整体提升钢屋盖桁架。依此为基础，实体建模。CAD及实体建模图如下。

提升构件平面图（四层）

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提升平台实体平面图

提升平台实体立面图

2.2、加载

在提升平台悬挑1600mm的位置加载计算提升反力，具体数值

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见工况分析。

模型加载重力加速度g?9.8ms2。 底座处x、y、z三向约束。 加载的反力数据由程序运算得出。 2.3、运算，结果 反力数据：

支座反力计算结果如下表 表（1）

节点编号 932 935 944 947 956 959

理论提升力（kN)

624.2 217.8 -260.2 795.7 705.8 -258.3

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支座反力分布图

结构应力图

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结构位移图

2.4、结论

有限元计算得出的支座反力如前表。由此数据可知，负值的支座处需要做加固处理，否则整个提升平台将发生倾覆。 提升平台最大位移在悬挑牛腿处，值为5.5mm。

提升平台的最大应力值为101MPa，材质符合提升工况的要求。 所以，在对支座作加固处理后，提升平台符合提升工况的要求。 四、 施工前期准备工作及几点问题

1. 细化施工组织中的工装措施，完成制造图设计，配合构件的工程制作；

2. 提升支座设计制作； 3. 地锚吊具设计制作；

4. 钢框架屋盖下吊点吊具设计制作；

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5. 导向架的设计和制作；

6. 提升框架面积大，考虑提升过程中的风力影响； 7. 提升断面位置确定；

8. N55、N163、N4716、N5061的提升梁支座加固； 9. 63.3m支座加固； 10. 提升下吊点设置及加固

提升下吊点设置在钢桁架4、9和9a两端的上弦杆上，通过专用吊具与上、下四层弦杆连接固定。

钢桁架端部因整体提升需要预留一段，导致水平及垂直支撑杆件无法安装。为控制钢桁架端部的刚度和变形，方便就位安装，应对端部进行整体加固处理。采用沿提升吊点中心线方向安装临时加固杆件的加固方式，将钢桁架上下弦杆连为整体，必要时加设部分斜撑杆件。

钢桁架上弦杆提升下吊点处应根据提升反力进行局部验算，必要时应进行局部加固处理。加固方式视计算结果而定。 11. 钢屋盖整体提升预留空间

钢结构屋盖在地面整体拼装时，应考虑整体提升时，构件与砼框架等已有结构的预留空间。对于砼框架上外伸的牛腿、钢筋等，应尽量考虑后施工和弯曲，减少对整体提升的影响；砼框架柱新增边宽最大275mm，整体提升构件最边缘与砼框架的预留间隙约100－125mm，还应考虑提升施工时间当地的最大风力和构件摆幅，对于可单独安装、两端分别与提升构件和砼框架区域连接的杆件应考虑预留后装。

12. 提升平台设置

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提升平台设置在砼框架上已安装钢结构的顶部附近，安装标高约+70.80米。提升平台中心线应与钢框架柱中心线重合，平台后部通过设置拉杆与钢框架节点固定。在已经安装好的钢框架上搭建平台，放置泵源系统。另外一侧的泵源系统则放置在水泥屋面平台上。 13. 已有钢结构框架加固

钢结构屋盖整体提升时，已安装钢结构框架受力与设计工况不完全相同。应根据提升工况对钢结构框架进行工况验算，并根据计算结果相应加固处理。

五、 施工组织体系

技术顾问 液压提升总负责 液压系统 承重系统 电器系统 安全系统 后勤保障 作业组

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负责人

六、 施工日期

现场职责 现场提升总指挥 现场负责、技术顾问 现场管理、技术顾问 现场负责、安全顾问 液压系统 电器系统 承重系统 施工日期为2005年 月 到2006年 月 七、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。

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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)，伸缩提升油缸：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； 八、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%，在一切都正常的情况下，可继续加载到60%，80%，90%，100%。

3） 设备腾空后停止提升，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。

4） 在同步提升过程中，密切注意地面水平滑移情况。确保提升

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与滑移配合默契同步，提升过程中钢绞线保持竖直状态，避免钢绞线摩擦损坏，避免产生侧向力。 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，现场安装总指挥检查并发令后，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，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，提升器自动采取溢流卸载，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。

3） 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。

4） 在提升过程中，注意观测系统的荷载变化情况等，并认真做

好记录工作。

5） 在提升过程中，地面测量人员要测量各吊点离地的高度。 6） 提升过程中应密切注意提升地锚、钢绞线、提升器、安全锚、

液压泵站、计算机控制系统、传感检测系统等的工作状态。 7） 通讯工具专人保管，确保信号畅通。 九、 安全文明施工

1） 要在职工中树立安全生产第一的思想，认识到安全生产文明 施工的重要性，做到每天班前教育、班前检查、班后总结，所有施工人员，必须严格遵守现场条令及我研究中心有关外场作业安全规章制度。

2） 所有施工人员要按方案作业要求严格培训，施工前所有施工

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人员要对施工方案及工艺进行了解，熟悉操作过程和具体步骤，合格后方可上岗，进入现场要遵守纪律。

3） 吊装时，施工人员不得在构件、起重臂下或受力索具附近停留。

4） 钢绞线在安装时，地面应划定安全区，应避免重物坠落，造成人员伤亡；提升前，应进行全面清场，被提升构件内不得有坠落物，提升空间内不得有障碍物；在提升过程中，应指定专人观察地锚、安全锚、提升器、钢绞线、缆风绳的工作情况，若有异常现象，直接通知现场总指挥。

5） 在施工过程中，施工人员必须按施工方案的作业要求进行施工。如有特殊情况进行调整，则必须通过一定的程序以保证整个施工过程安全。

6） 高空作业人员经医生检查合格，才能进行高空作业。高空作业人员必须带好安全带，安全带应高挂低用。 7） 禁止在风速五级以上进行安装工作。

8） 通讯工具专人保管，确保信号畅通。非电器人员不得私自动电，现场要配备标准配电盘，现场用电要设专职电工。电缆的敷设要符合有关标准规定。 十、应急预案

1. 现场设备故障应急预案 1） 液压提升器故障

本次提升所使用的TJ-2000型提升器，配有上下两道安全锚，提升过程中如油缸发生漏油等故障，必要时可将安全锚锁死，然后更换油缸。 2） 泵站故障

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泵站一些漏油故障只需几分钟更换垫圈即可，如电机出现故障必要时可在高空维修。 3） 油管损坏

提升过程中，如油管爆裂，提升器上的液控单向阀自动锁死，更换油管即可。 4） 控制系统故障

本次提升使用的电器系统稳定性高，一些简单故障现场即可调试，必要时更换控制系统。

本套液压提升设备可靠性好、自动化程度高、现场操作方便，设备每次出厂都经过严格检修、试验，且出现故障不会对总体安全造成影响。

2. 自然环境影响应急预案

雨天停止高空作业，大雨停止现场作业，如遇大风天气，停止提升，同时张好抗风缆风绳。 3. 意外事故应急预案

施工人员熟悉施工程序的同时，技术交底、安全检查和必要的安全设施也是相当重要的。焊接、切割施工部位放置防火设施，对施工人员教授必备的紧急救护措施。如遇紧急事故及时报警，并通报业主进行紧急处理。

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十一、附表

附表一： 液压控制提升系统检查 序号 检查项目 更换密封件，油缸耐压试验，泄漏试验，油缸启动压力试验 检查情况 负责人签字 包括油缸解体检查，1 油缸检修与实验： 2 3 4 泵站检修与试验：泵站耐压试验、泄漏检查，可靠性考核 现场油管连接泵站与油缸检查，泄漏检查 电器控制系统检修与试验：包括遥控装置，启动柜，电源柜的检修与调试，电器系统和各种传感器现场安装状况，设备功能状况 5 6 7 钢绞线安装情况：钢绞线质量状况，左右旋安装情况，上下垂直情况， 地锚安装情况：穿孔正确否、锁定情况检查 系统整体调试：液压系统加载状况，电器系统信号是否正确，操作功能是否齐全 8 9 试提升情况：试提升油缸压力 Mpa，估计提升重量 KN，状况检查 在正式提升阶段：检查泵站工作情况，油缸工作情况 负责人： 日期：

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附表二：泵源系统检验表格 检验项目 油箱液位 定量泵变量头 流量检测 锚具换向阀 主缸换向阀 截止阀检测 截止阀反复得电、失电， 伸缩缸立即停止或立即启动 比例阀检测 泵站耐压检测 31.5Mpa压力下反复冲击多次并保压5分钟 检验日期 负责人 调节比例阀开口大小 主缸伸缩缸速度有变化 各部位无泄漏 检验方法 检验标准 检验结果 备注 观测液位计 显示读数正常 观测变量头 刻度调到所需流量 流量计检测流量 达到标准流量 松紧上下锚具缸 换向正确 调节伸缩缸压力 伸缩缸正常 第 27 页 共 31 页

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附表三：提升器出厂前检验表格

油缸编号 通孔 天锚 锚具缸 液压锁 螺丝 备注 检验日期： 负责人：

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附表四：提升器试验数据记录表

项 目 编 号 最低启动压力（MPa） 有 杆 腔 内泄漏量（ml/min） 提升缸无 杆 腔 外泄漏（活塞杆处不成滴为合格） 液压锁台架试验 耐压 试 验 上锚缸 下锚缸 提升缸 上锚缸 下锚缸 提升缸 空载 满载 备 注 试验日期： 试验人：

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附表五：安装设施检查

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 检查项目 检查情况 日期 检查人 负责人 记录： 日期： 第 30 页 共 31 页

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附表六：施工用机械设备表

序设备（材料） 号 1 变频泵站 2 提升器 3 地锚吊具 4 5 钢绞线 6 销轴 7 地锚 8 10 11 12 13 控制器 油管箱 规格 TJ-2000 TJ-2000 数量 4 7 6 63m 6 6 备注 100 Φ15.24 标准 标准 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

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附表六：施工用机械设备表

序设备（材料） 号 1 变频泵站 2 提升器 3 地锚吊具 4 5 钢绞线 6 销轴 7 地锚 8 10 11 12 13 控制器 油管箱 规格 TJ-2000 TJ-2000 数量 4 7 6 63m 6 6 备注 100 Φ15.24 标准 标准 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

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