大跨網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在整體同步提升過程及工作原理和鋼內(nèi)筒施工承載結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

{一}、大跨網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在整體同步提升過程及工作原理
我國對于整體提升施工技術(shù)的研究早期主要集中在橋梁工程的相關(guān)，而大跨空間鋼結(jié)構(gòu)的整體提升在理論計(jì)算和施工工藝等方面與橋梁工程還存在較大差別，再加上現(xiàn)代大跨度空間結(jié)構(gòu)的體系越來越新穎、規(guī)模越來越大、形式越來越復(fù)雜，使得很多鋼結(jié)構(gòu)的提升安裝工程無成功先例可循，較終導(dǎo)致了我國對于大跨空間鋼結(jié)構(gòu)整體提升施工技術(shù)的研究相對緩慢。
從20世紀(jì)90年代開始，我國著手對大跨空間結(jié)構(gòu)的整體提升施工技術(shù)進(jìn)行了研究，并較早在上海東方明珠廣播電視塔天線桅桿、北京西站1800噸鋼門樓的整體提升等幾個(gè)大型工程中了應(yīng)用，但受當(dāng)時(shí)我國經(jīng)濟(jì)水平、建筑業(yè)發(fā)展?fàn)顩r、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等多因素的制約，導(dǎo)致了整體提升施工的計(jì)算分析體系不夠完善、機(jī)械設(shè)備不夠、同步控制不夠準(zhǔn)、自動(dòng)化水平不高，整體施工技術(shù)水平較低。
進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著我國技術(shù)的進(jìn)步、建筑業(yè)的興起和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，整體提升施工技術(shù)在建筑業(yè)有了驚人的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)也成功應(yīng)用于提升過程同步性的控制，其中運(yùn)用計(jì)算機(jī)同步控制較為的項(xiàng)目有都機(jī)場A380機(jī)庫網(wǎng)架屋蓋的整體提升，圖書館萬噸鋼結(jié)構(gòu)整體提升以及體育場鋼屋蓋安裝整體提升、CCTV新址B標(biāo)段鋼結(jié)構(gòu)連廊等，這些一系列型、超復(fù)雜建設(shè)工程的順利實(shí)施標(biāo)志著我國整體提升施工技術(shù)日趨成熟。
大跨網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在整體同步提升過程中，需根據(jù)各作業(yè)點(diǎn)提升力的要求，將若干液壓千斤頂與液壓閥組、泵站等組合成液壓千斤頂集群，并在計(jì)算機(jī)控制下實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)，自動(dòng)完成同步升降、負(fù)載平衡、姿態(tài)校正、應(yīng)力控制、操作閉鎖、過程顯 示和故障警報(bào)等多種功能，在提升或移位過程中網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的姿態(tài)平穩(wěn)、負(fù)荷均衡。
(1)關(guān)鍵設(shè)備
目前，“液壓同步提升施工技術(shù)”己有多次應(yīng)用于大跨度屋面鋼結(jié)構(gòu)吊裝的成功經(jīng)驗(yàn)。在本工程中采用了液壓同步整體提升的新型吊裝工藝，并配合本工藝的性和創(chuàng)新性。
(2)技術(shù)及設(shè)備簡介
①液壓同步提升施工技術(shù)特點(diǎn)
通過提升設(shè)備擴(kuò)展組合，提升重量、跨度、面積不受限制并采用柔性索具承重。液壓提升器錨具具有逆向運(yùn)動(dòng)自鎖性，使提升過程，并且構(gòu)件可以在提升過程中的任意位置長期鎖定；液壓提升機(jī)械通過液壓回路驅(qū)動(dòng)，動(dòng)作過程中加速度小，對被提升構(gòu)件及提升框架結(jié)構(gòu)幾乎無附加動(dòng)荷載，比如振動(dòng)和沖擊。液壓提升設(shè)備體積小、自重輕、承載能力大，特別適宜于在狹小空間或室內(nèi)進(jìn)行大噸位構(gòu)件提升安裝。設(shè)備自動(dòng)化程度高，操作方便靈活，性好，，使用面廣，通用性強(qiáng)；液壓整體提升通過計(jì)算機(jī)控制各提升點(diǎn)同步，提升過程中構(gòu)件保持平穩(wěn)的提升姿態(tài)，同步控制；與土建施工的交叉作業(yè)少，能夠充分利用現(xiàn)場施工作業(yè)面，對工程總體工期控制有利。
{二}、鋼內(nèi)筒施工承載結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
液壓頂升機(jī)械采用鋼索式液壓提升煙囪施工方案，在施工前期主要需要進(jìn)行2項(xiàng)設(shè)計(jì)和改造：①承重平臺(tái)的設(shè)計(jì)或改造；②鋼內(nèi)筒吊裝段的設(shè)計(jì)。
1承重平臺(tái)的設(shè)計(jì)與改造
因提升裝置需安裝在混凝土外筒的上層來提升鋼內(nèi)筒，故通常需要將煙囪上層的檢修平臺(tái)改造為可承受單根鋼內(nèi)筒自重的承重平臺(tái)在鶴壁三期鋼內(nèi)筒施工中，承重平臺(tái)設(shè)置在220m平臺(tái)，承重平臺(tái)由4根主梁與4根次梁組成，考慮到鋼內(nèi)筒受力均勻，8根主梁和次梁均布放置煙囪外筒施工時(shí)，在筒壁預(yù)留8個(gè)施工孔用來擱置吊裝用主梁，預(yù)留孔的設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)院確認(rèn)次梁對稱擱置在主梁上方，次梁與主梁焊接由于單筒結(jié)構(gòu)決定了其施工面狹窄，為避免鋼內(nèi)筒在提升過程中與檢修平臺(tái)干涉，所有的檢修平臺(tái)全部待鋼內(nèi)筒就位后安裝在設(shè)計(jì)承重平臺(tái)時(shí)，鋼內(nèi)筒較大自重按1400塔慮，承重大梁的強(qiáng)度計(jì)算按照吊裝過程中可能出現(xiàn)的較惡劣工況考慮經(jīng)計(jì)算，承重大梁及承重平臺(tái)上其他設(shè)備總重大約60t加上鋼內(nèi)筒自重，則煙囪混凝土外筒壁需分別預(yù)制8個(gè)可分別承重260t的預(yù)留口用來安裝承重大梁改造設(shè)計(jì)后，承重平臺(tái)較原檢修平臺(tái)自重增加約20t。
2鋼內(nèi)筒吊耳的設(shè)計(jì)
鋼內(nèi)筒吊耳的設(shè)計(jì)主要考慮兩點(diǎn)：①鋼內(nèi)筒的整體剛度；②吊耳處的局部強(qiáng)度吊裝中，為了鋼內(nèi)筒的剛度，我們在吊裝段采用環(huán)形梁進(jìn)行整體加強(qiáng)，而在吊點(diǎn)處采取局部加強(qiáng)一吊裝段承受的較大重量為300t可采用4吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)，即用4個(gè)千斤頂提升；二吊裝段承受全部鋼內(nèi)筒的重量，則采用8吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)吊裝段整體采用環(huán)形梁結(jié)構(gòu)，這樣可增加其剛度，避免在吊裝過程中筒體變形過大由于下錨頭為傳力部件，其連接處將產(chǎn)生應(yīng)力集中，故在設(shè)計(jì)中與下錨頭接觸處需采用較厚鋼板，并在連接處相應(yīng)的環(huán)梁內(nèi)多加筋板可降低其局部應(yīng)力，以防止連接處壓潰變形。