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超重不平衡网架整体顶升关键施工技术
1 主要技术内容
(1) 超重偏心复合结构整体顶升施工技术研究与应用
发明了一种十字托梁顶升过渡装置,使顶升点由一变四,有效地解决了斜放
四角锥网架无法直接顶升上弦球节点的难题,同时分散了顶升反力,提高了顶升
过程中结构稳定性及安全性。改进了传统的顶升工艺,创新采用了顶升支架与十
字托梁半球铰接,解决了网架 +上层门式刚架复合结构重心偏移显著、相邻节点
荷载相差较大的问题,保证顶升的安全稳定。
(2) 顶升过程找坡施工技术研究与应用
采用了顶升过程中的找坡技术,针对具有一定坡度的网架结构,通过顶升找
坡,解决了有坡网架在地面拼装时支撑胎架过高、高处作业困难的问题,提高了 施
工的安全性和便捷性。
2 技术指标
一汽丰田扩建工程总扩建面积 17460m 2,其中超重偏心组合式钢网架面积为
5040 m2,斜放四角锥网架,焊接球 -螺栓球混用,网架厚度为 2.4~2.724m ,坡度
3% ,坡差达到 1.8 米;网架东侧设置二层的设备机房,设备机房采用门式刚架,
门架支托坐落于网架上弦球节点上。
网架东西两侧承受的荷载相差较大,设备机房区域网架的球节点及杆件规格
普遍较大,造成网架自身重量偏心较大,接近 2/3 的重量集中在网架东侧 1/3 的
部分,相邻节点重量偏差超过近 10 倍,最大焊接球直径 800mm ,最小螺栓球为
100mm 。采用整体顶升施工,顶升总重量 680t 。
(1) 超重偏心复合结构整体顶升施工技术研究与应用
优化斜放四角锥网架结构顶升方法,建立了由网架自身、顶升架和柔性拉结
结构组成的伞骨固定式顶升稳定体系;研发了适用于顶升上弦球节点的顶升十字
托梁,解决了网架 +上层门式刚架复合结构重心偏移显著、相邻节点荷载相差较
大的问题,保证顶升的安全稳定。
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图 1 顶升十字托梁和 “ 三铰接 ” 顶升架
利用有限元仿真模拟技术,采用 MST 软件和 Midas Gen 软件进行双重计算
分析及校核,对顶升点的位置进行合理设置,优化拼装方式、杆件加固措施。
选择 100t/120t 液压顶升千斤顶,整体顶升重量为 680t ,经过计算,选择 18
个 100 吨油缸, 2台 120t 油缸,经过验算,符合规范要求。采用 PLC 多点同步
顶升液压系统和实时监控系统,实现平衡、安全与高效的网架顶升的目的。
(2) 顶升过程找坡施工技术研究与应用
利用拼装支撑点的高差进行网架初步的坡差调整,各顶升点利用初始节进行
工艺找坡,完成最终的坡差调整,同时完成下弦球到上弦球的受力转换,避免了 顶
升网架地面拼装阶段进行结构找坡带来的拼装胎架过高的问题,提高了施工的 安
全性和便捷性。
3 经济、环境、社会效果分析
(1) 经济效果分析
本技术节约了工期 29~45 天,减少了大型施工机械施工台班、人工等费用,
降低施工成本共计 85.3 万元。
(2) 社会效果分析
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本技术减少了高空作业,提高了施工安全性,在外部条件不利的情况下保质 保
量的完成了业主的工期节点,获得了业主、监理单位及社会各界的一致好评, 为
我公司带来了良好的信誉,为我公司今后承接同类项目创造了良好条件,拓展了市
场的竞争力,为今后同类工程的实施提供了有力的技术支持。
4 知识产权情况
该技术获得发明专利 2项、实用新型 10 项;工法 1项;核心期刊论文 2篇;
获得中建六局科学技术奖一等奖、天津市 2020 年度建设系统 QC 二类成果、天
津市建设系统优秀项目管理 -BIM 专项成果三等奖、中建总公司优秀施工方案、
中建总公司技术交流会优秀论文。
5 适用范围
该技术打破了目前国内传统网架结构的限制,适用于大跨度钢网架和以网架
为主体的复合结构的顶升施工,特别是重量不均衡的有坡网架,效果尤为显著。
6 已应用工程
本技术已在天津一汽丰田项目总装车
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