大跨度劇院屋架整體頂升施工方法

大跨度劇院屋架整體頂升施工方法摘要】本文以大跨度劇院膜結構屋架為例，介紹了整體安裝、頂升技術在鋼結構屋架整體提升改造中的成功應用?！娟P鍵詞】整體頂升；鋼結構屋架；液壓同步千斤頂1工程概況某大劇院工程作為國際雜技大劇院項目，作為省重點項目，可容納觀眾達到1600人。主要表演項目之一空中飛人的繩索與屋頂結構連接，表演舞臺在中央位置，建筑平面為一個三層圓形鋼構屋頂，支座標高13.673米，建筑總高度為43米,頂升部分第一層跨度40米。結構柱為28根圓形鋼柱，屋頂鋼結構構件為圓形構件焊接和栓接。本工程主結構采用管桁架結構形式，結構為弧形，曲度大，結構桿件多樣。第一層直徑達到40米，第二層直徑30米。采用常規(guī)作法，搭設腳手架高度超過50米，對架體的穩(wěn)定性和承載力要求很高，安全隱患大，施工成本的增加。高空作業(yè)伴隨風荷載增大，安裝和吊裝難度隨之增大，頂升到設計高度。水平方向的平整度控制是一個關鍵因素，直接影響整體結構與立柱的安裝精度。另一個原因工期緊張給施工增加很大難度。采用拼裝完成整體吊裝，吊裝機械要求型號大，場地狹小不利于支設，吊升過程容易發(fā)生晃動，安全隱患大，對安裝過程增加難度。通過對比整體頂升方案優(yōu)于傳統(tǒng)方案。2整體提升工藝本工程主要施工方法為：在投影位拼裝中心區(qū)域部分構件，逐步安裝完成二、三層構件；預頂升完成，對構件進行垂直頂升。利用吊車補裝外圈構件，直至安裝、焊接完成。屋頂建筑高度為26米，頂升重量300噸（中間三層主桁架部分），頂升高度17米。千斤頂采用DS770，行程0.77米，1.0米x1.0米標準柱，該結構采用28根圓柱支撐整個屋頂結構，為了在頂升過程中達到平衡穩(wěn)定，采用對稱，每隔一個軸一個頂點，采用14個頂升點頂升。在33節(jié)標準節(jié)（25.4米）高度的情況下，承載力可達72噸，合計承載能力1008噸。3工藝流程施工準備T投影位拼裝中心鋼構T安裝頂升設備T把中間區(qū)域鋼構頂升略高于設計標高T補充安裝外延部分結構T調(diào)整軸線位置、安裝支座附件T預卸載T測量整體撓度及安裝偏差T節(jié)點防腐補漆T拆除頂升設備T結構分部驗收。4、主要頂升施工要點A、 在地面安裝底層鋼構，每個主節(jié)點采用工字鋼做臨時支撐，基坑內(nèi)四組頂升設備適當時間布置；底層鋼構安裝完成，加設另外9個臨時頂升點。B、 通過計算使用14組頂升設備，其中5組770型（正式頂升使用），9組過渡頂升設備（小行程液壓油缸，行程80MM），其它臨時支撐按需布置。C、 初始頂升，使桁架底部離地1.6米，置換大油缸（770型）。D、 正式頂升前，調(diào)整桁架的軸線位置及整體的平衡；頂升過程中，調(diào)整頂升架的垂直度。E、由于本工程空間結構復雜測量定位難度大，使用全站儀測量操人員在構件上方架設棱鏡困難，采用反光片代替棱鏡。施工人員能方便的讀取數(shù)據(jù)。F、操作人員在中央控制室通過液壓同步計算機控制系統(tǒng)人機界面進行液壓頂升過程及相關數(shù)據(jù)的觀察和（或）控制指令的發(fā)布。相鄰頂點高差超過2mm,信息系統(tǒng)及時將信息反饋于電腦，電腦系統(tǒng)自動報警，人為控制電腦進行整體調(diào)平。各支點頂升觀測數(shù)據(jù)如表通過數(shù)據(jù)分析得出如下表G、頂升到設計標高停止頂升，各軸線與圓柱安裝連接完畢，進行卸載，通過計算機控制液壓系統(tǒng)，先卸載20%，觀察5分鐘后再將剩余卸載完畢。卸載完畢通過觀測，整個頂升過程達到了預期效果，提高了安裝的精確度。4頂升同步質(zhì)量控制措施鋼結構的設計和結構外形尺寸的保證：屋面結構呈弧形，線條復雜，沒有特定規(guī)律，保證鋼結構外形曲線平滑是本工程的關鍵控制點之一，并且鋼架的高空原位拼裝難度大，拼裝精度要求高，吊裝安裝螺栓孔就位是關鍵，做好過程測量控制至關重要。在吊裝過程中尤其要控制穩(wěn)定性。（1） 技術人員通過計算機控制整個頂升過程，電腦與液壓頂升泵程序連接保證每個液壓系統(tǒng)的配置參數(shù)一致；液壓系統(tǒng)為液壓千斤頂提供動力，并執(zhí)行計算機控制系統(tǒng)發(fā)出指令。數(shù)據(jù)傳感系統(tǒng)提供頂升過程中數(shù)據(jù)的測量和收集，并同步傳輸?shù)诫娔X終端。電腦終端通過反饋的數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)提示或報警功能。（2） 支座的標高的調(diào)整用精密水準儀進行控制。整體標高控制在±2mm范圍內(nèi)。測量控制點定位在支座點的上表面，保證支座標高位置和水平位置符合設計和規(guī)范要求。根據(jù)以上要求，制定如下的控制方法：（1） 結構構件的監(jiān)測以構件中心線為基準點進行監(jiān)測。每個節(jié)點準確坐標點按照設計院提供的圖紙用全站儀進行定位。（2） 在計算機的控制下，其余液壓頂升器分別以各自的位移量來跟蹤對比，根據(jù)兩點間位移量之差進行動態(tài)調(diào)整，保證各點在頂升過程中始終保持同步。液壓泵源系統(tǒng)為液壓頂升器提供液壓動力，在各種液壓閥的控制下完成相應動作。頂升系統(tǒng)由頂升支架、液壓頂升千斤頂、頂升鏈接桿、液壓泵站、PLC控制總臺等組成，每臺液壓泵站控制一臺頂升千斤頂，PLC總控制臺通過每臺千斤頂上的位移傳感器控制著該油路電磁閥的開通或關閉，通過泵站上的油壓表讀取該路的油壓，從而換算出該路頂升力值，千斤頂安裝在頂升支架的底部對角線交點上，通過頂升架、連接螺栓和銷釘將千斤頂和頂升支架連接在一起。頂升過程中，經(jīng)過上、下托架受力置換，液壓油缸上行，交替加設標準節(jié)。5安全措施（1） 施工前，對所有頂升設備進行校驗檢測達到使用要求。（2） 配備專職電工檢查各電線路是否正常，嚴禁帶電作業(yè)及無證人員上崗。（3） 現(xiàn)場配備專職安全員旁站，頂升區(qū)域內(nèi)不予許有人員。（4） 每個節(jié)點處設一根纜風繩，避免大風天氣對屋架結構造成破壞。6結束液壓整體頂升技術的主要特點是對原結構破壞很小，安裝風險隱患控制在最小，且工期短造價低,降低人工及物資成本10%以上，效果較為顯著。本次工程的成功實施，獲得業(yè)主的一致好評，提高了施工安全的整體性，節(jié)省了工期，提高了安裝精度。對施工安