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主要设备 - 采用液压设备进行钢结构施工主要用于钢结构提升(顶升)、滑移、卸载等。
- 对应的液压设备分别是液压提升器、液压爬行器或牵引器、液压千斤顶。
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基本特点8 @* ~9 E0 W. n" f/ h1 ]$ F
- 液压设备运行平稳，可靠性好，速度一般控制在8~18m/h。
- 按既定的路线运行，一般偏移角度控制在5º。6 Y: B. V |! P/ I- ]
爬行器一般放置在轨道上，沿轨道运行；轨道可以是直线或曲率半径较大的曲线；; v' N9 x( c& z; Q: x! r$ D( c
提升器或牵引器通过钢铰线与随动结构相连，一般只能够直线运行；8 W2 H9 z- x" O: F, H m4 l% A
液压千斤顶一般直接与结构连接，自身运行方向固定，随动物体最大可倾斜5º。# `9 S; A, J4 I: i! ^
- 随动物体与液压设备一起构成机构，力学分析模型的约束较难设定。4 x- o; J8 u$ E% s5 Z! S @0 `
对于采用柔性连接(一般为钢铰线)的体系，可以考虑采用轨道限制其运行方向；
1 o9 d2 \, d& U) b5 l; } 由于运行缓慢，可以采用静力计算方法。. J/ d: e; Z- A0 T! {; L; b/ Q# {, S- _
- 可以采用计算机控制，同步性较好，可以在远离施工点进行监控。
- 局部荷载较大，局部承载点设计非常关键。
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液压提升7 v6 `4 Y i8 j6 s8 j2 w ?+ B
- 液压提升常用于大型龙门吊安装、桁架安装等。
- 长兴岛200t龙门吊安装过程说明。
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液压提升实例——龙门吊安装。
; @5 \2 r- Y1 t# u$ H3 {- 支撑塔架设计要点：* K/ |3 N5 V7 |( W
1. 风荷载取值：提升时间大约为7~15天，但塔架会重复使用，按10年重现期考虑。5 o8 q# |9 X z3 ^& ~ q+ r2 z* \
2. 组合系数取值适应：以恒载及风荷载为主要荷载，1.35恒载、1.2恒载+1.4风荷载
( _: M. `; T0 X# t# P, s 3. 由于塔架高度较高，一定要考虑其稳定性，但为了避免设计过大，要考虑缆风作用( v% m; M8 o/ d' s& Y8 f1 d
4. 要按格构式柱计算满足规范要求，同时要进行有限元分析，考虑与缆风的共同作用# K# Z' a9 H; s6 y0 ?7 W
5. 为了重复使用，考虑到加工与安装的方便，采用标准节与非标准节相结合的方式
( k& q3 f, h% W! k* ~' l: p4 A# r 6. 控制加工与安装偏差，避免产生过大的次弯矩。3 S( x5 g) y- g2 S$ ]
- 提升梁设计要点：
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1. 设计重量要满足吊装要求，但设计过大时，可以考虑采用双梁和分段；
5 @9 Q0 M0 {' o) [" R& @" B. S 2. 手算时要求满足强度、刚度、整体稳定性及局部稳定性的要求；1 w' j: z, E( Q. @* a: s! q4 k
3. 考虑油缸及支座处局部荷载过大，通过局部加劲加密满足局部强度及稳定性要求。
6 m' V8 N* a; A4 P* H6 [- 大梁主吊点设计及大梁本身加固：4 d, e7 |9 G# I4 U# [
1. 大梁上翼缘较薄，一般为14~20mm，但承载力要达到250t以上，吊点及大梁加固要统筹考虑。最好是在大梁设计时能够同时考虑大梁安装的要求 。; u+ W& T, e. B
2. 尽可能增加主吊耳的板件数量，减少板件厚度，吊耳板能够伸入大梁内部，能够连接到大梁侧面腹板上；+ \6 ]$ [ n4 W
3. 主吊耳的净截面满足承载要求，销轴抗剪强度与孔壁承压强度满足规范要求；+ T# S( l; F1 c: t7 f$ ?
4. 要对主吊耳与大梁加固的部分进行有限元分析，分析的范围至少是加固区域的3倍，约束条件要适当，采用板壳单元更为合理与实用。
# [# G' n! W9 D" b2 X- 滑移小车设计要点：& p& a1 s* ^" w! }
1. 要考虑小车与地面铺设钢板之间的摩擦，防止小车的前倾与后翻；
6 H4 i7 c. O$ s' f4 I 2. 除了局部强度及稳定性的要求外，要对小车进行有限元分析；5 E( b! E9 {3 Q2 S" x
3. 提升过程中，采用卷杨机牵引时要控制刚腿两个点的同步，与大梁提升密切配合。
+ k: K6 @& }$ {; |5 P! J2 W 主吊点与钢铰线锚具的连接 刚性腿滑移小车可以考虑采用成品的滑移小车代替。
7 V4 Q1 G8 k8 {$ H+ [6 `/ f 刚性腿滑移小车的安装 滑移实例——五棵松蓝球馆
) p: U# z; x3 d! ]( b 五棵松蓝球馆双向正交桁架 滑移过程：中滑道及树状支撑 - 五棵松蓝球馆滑移概述：# k" k0 g1 S0 \$ ^
1. 由于滑移过程缓慢，可以采用静力分析。
) J6 }+ s8 C5 x! |, A) B7 q- d1 q; N1 p 2. 通过计算，认为滑移过程中变形过大，因此增加中间滑道；
& v) A4 Q. j" p) `4 g 3. 采用三滑道六轨道，对滑移过程中的同步性要求较高；. s$ p; i7 x" b, ~, c
4. 由于桁架下弦标高不一致，因此采用树状支撑进行调平。3 v. E5 G" X$ N9 H# T/ {( Q
5. 爬行器的推力作用于树状支撑底部，因此将前后支撑连接起来，以保证滑移过程中的平稳性。
" |) j6 h, H" p v$ U( \ c6 S- 滑移分析要点：0 @3 M* D% T: |! S; D8 o% I) x
1. 爬行器的荷载作用为主动荷载，可以考虑采用杆件的初始应变进行模拟；当然最好开发一种新单元模拟。- F; C/ R, L" N& H
2. 对远离爬行器的位置施加水平约束。' K2 R# D# M( ]. h
轨道、树状支撑及爬行器 馆外拼装胎架 - 滑移安装方法的特点：5 F' V0 I, d5 o* e
1. 滑移过程可以通过爬行器推动，也可以通过油缸和钢铰线牵引实现。3 A2 }' S6 h9 _ F! E
2. 滑移安装时要求的作用面较少，较为稳妥，但难以铺开作业；% f' b' M) X% u* x, W! r$ {
3. 由于轨道面一般不为结构面，滑移就位后还要进行卸载。
: C& U: @% r5 r3 v 郑州机场钢结构滑移 卸载过程
# X- I) ]+ a$ k- 采用液压设备进行卸载的要点6 z8 E( u- A2 ?, _
1. 液压设备的选用与初始压力、卸载过程中的压力相关；# e2 H+ W/ C6 _2 D
2. 总卸载位移量要考虑结构初始变形、卸载完成之后的变形以及支撑部分的变形；# s+ Q$ K: o" {/ ^6 i* R% V9 I
3. 采用整体同步卸载比分块同步卸载有利，但要实现整体同步卸载要求每个卸载点的油缸有一个油泵供油。
. G$ C; |9 y$ v6 f: R; q- m: Y& h% r 4. 采用分块卸载时，要经过复杂的卸载分析比较才能够确定卸载顺序；
% N4 R1 h; a; Q$ I 5. 由于液压设备的位移量控制精度在5mm左右，因此一般要采用其它方法来控制单步卸载量；3 y6 |$ D! s4 d1 W3 Q; o
6. 为了保证卸载的同步性，每个点每一步的卸载量应该根据计算明确，并且以mm为单位进行控制；要根据确定之后的卸载量进行卸载分析。8 P m: w; f* N, ~
7. 采用力与位移的双重控制，前者通过计算机控制，后者通过人为(抽垫片)控制。( G6 q% Z! g9 Y" P/ `6 f2 o% c
卸载实例——国家体育场卸载
' F- x0 \9 `' d& Y3 T. v" [& W; e 国家体育场卸载之前 国家体育场卸载支撑点与顶升点 - 国家体育场卸载分析要点
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1. 软件选用：最好采用ANSYS，可以通过编程方式(ANSYS命令流：APDL语言)来完成整个过程分析，因为APDL可以实现多荷载步分析、自动提取结果；
6 u2 B' [/ ?& p8 b0 ]: x4 { 2. 应该考虑支撑塔架刚度的影响，支撑塔架本身也会变形，对卸载量有影响；$ |8 I1 `9 p" L, a. T
3. 油缸的顶升过程比卸载过程需要承受的荷载更大，在实际实施时顶升比下降要困难，因此顶升分析更要引起重视。- U3 b8 ?% O; u7 d* k
4. 由于顶升与下降过程中在支撑点与油缸之间存在荷载转移，前者为被动荷载，而后者为主动荷载。为了精确考虑两者的作用，开发一种新的单元会使分析更加精确；
+ @+ l, i) v4 z1 M! _& {& F& q 5. 结构在卸载过程的脱开，使卸载过程表现出非线性的特点，在分析时要特别加以注意；# G& z/ r& j5 x( d' L6 y% @
6. 卸载支撑点与油缸作用点的局部荷载较大，应该进行局部分析，一般尽可能使荷载作用于桁架内部加劲的位置。
! C. m0 j/ a+ V$ J6 y8 y 国家体育场支撑塔架上卸载点 国家体育场卸载点(200t油缸) 提升及滑移实例——烟台桥吊
& X6 k/ {7 l8 C, l+ ?! A* Z, L" t- 烟台莱褔士船厂2万吨多吊点桥吊的提升、滑移与卸载
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1. 采用大型混凝土立柱，两根横梁，横梁高度18m、宽度4.65m、长度130.6m，加上内部设备及外部的大型滑轮组重量为4200t，两根大梁分别提升的高度为74.5m和104.5m，然后滑移到支座位置；
- E5 Q# t% I# K; B$ C# \2 C 2.在混凝土立柱的中间有一凹槽，槽口内在混凝土顶部横架两根提升梁，梁上有4个350t液压提升器。大梁采用提升托梁托住，与提升器的钢铰线连。$ }; P6 m7 }3 {2 e1 S w2 F S# J/ t
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3. 大梁滑移是在滑移梁上进行的，滑移梁第一段两端在混凝土立柱的凹槽两边。因此大梁提升时带了滑移梁第一段。$ ^! D2 t, M4 I1 q) b
4. 提升托梁采用中间凸出1.3m高度，这样大梁底面高出支座顶面； |' [; n" ? J
5.滑移梁的顶面采用倾斜面，在滑移过程中大梁沿倾斜面逐渐下降，到达支座时滑移到支座顶面。8 X; z4 _# f4 R5 R( z+ a
6. 滑移采用钢铰线牵引。
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发表于 2008-7-26 11:25:42
