5.1酒店顶部钢桁架安装方案

5.1.1液压同步提升系统组成

1.集群油缸系统

集群油缸系统作为整个提升工作的执行机构。根据整个大桁架的重量布置吊点及各吊点的油缸数量。液压油缸采用穿心式结构，额定提升能力为50t和t。液压油缸有上下锚锚具油缸及提升主油缸。通过上下锚锚具油缸的伸缩来控制锚具的松紧，上锚随主油缸一起运动。

下面以油缸的提升工况说明油缸的工作原理。详见附图“液压千斤顶上升、下降流程图”。

首先上锚紧，下锚停，油缸伸缸，张拉钢绞线，将负载通过钢绞线作用于上锚；

当油缸伸到底以后，下锚紧，油缸缩缸，上锚松，将负载由上锚转换至下锚；

油缸缩缸到底，上锚紧，下锚停，油缸伸缸，将负载由下锚转换至上锚，并且通过油缸伸缸将重物提升；

当油缸伸到底，一个行程结束，提升重物也随油缸伸缸提升一个油缸行程；

下锚紧，油缸缩缸，上锚松，将负载由上锚转换至下锚；

油缸缩缸到底，上锚紧，下锚停，油缸伸缸，将负载由下锚转换至上锚，开始新的一个行程，通过油缸伸缸将重物提升；

这样通过上下锚具负载的转换，油缸的伸缩，将重物随着油缸的伸缸动作逐步提升至规定高度。

集群油缸系统通过计算机控制系统对所有油缸的动作统一控制、统一指挥，动作一致（同时进行锚具的松紧，同时进行伸缩缸动作等），完成结构件的提升作业。

2.泵站系统

泵站系统作为整个液压同步整体提升系统的动力源，向油缸提供工作动力。通过泵站上各种控制阀的动作切换，控制油缸的伸缩缸及锚具的松紧动作。

3.钢绞线承重系统

提升油缸通过钢绞线、油缸的上下锚具、地锚和安全锚同提升结构件相连接。本工程使用的钢绞线为低松弛预应力钢绞线，每根钢绞线的破断承载能力为20t。根据提升力计算钢绞线数量。

4.传感器检测系统

传感器检测系统检测油缸位置、油压及各吊点高差等信号，将这些信号传送至计算机控制系统，作为计算机控制系统决策的依据。

5.计算机控制系统

作为液压同步整体提升系统核心的计算机控制系统，通过计算机网络，收集各种传感器信号，进行分析处理，发出相关指令，对泵站及油缸动作进行控制，确保提升工作的同步进行。计算机控制系统设置有手动、顺控及自动三种工作模式，以适应不同工况的需要。在手动状态，系统能够实现对某个或部分油缸的单独操作，以便对结构件进行姿态调整等动作。

5.1.2同步控制措施

液压同步整体提升技术通过对油缸动作同步控制及油缸伸缸速度同步控制来实现整个结构的同步提升。

1.动作同步控制

计算机控制系统对泵站相关控制阀统一发出指令，控制所有油缸的上下锚具同时松紧和油缸的伸缸缩缸同时动作。当所有的锚具都紧或都松以后，系统才能开始下一步动作。当所有油缸中的某一个油缸伸缸到底，所有油缸同时停止伸缸动作，以确保油缸动作一致。系统通过这些措施实现油缸的动作同步。

2.油缸伸缸速度同步控制

在同一吊点，所有油缸的伸缩缸管路并联，保证同一吊点的各个油缸伸缸速度一致。提升作业时，在所有吊点中设置一个主令吊点，其余吊点为跟随吊点。油缸的伸缩速度快慢通过调节相对应泵站比例阀的开度来实现。对主令吊点，设置一不变的比例阀驱动电流，保持比例阀开度恒定，以确保主令吊点油缸伸缸速度不变。跟随吊点通过激光传感器测量高差距离，计算机控制系统比较主令吊点同跟随吊点的高差，通过高差反馈信号来调节驱动跟随吊点相应比例阀开度的电流，进而调节跟随吊点油缸的伸缸速度，以保证跟随吊点同主令吊点油缸伸缸速度同步。以同样原理实现所有跟随吊点同主令吊点同步，确保结构件的同步提升。

3.提升轴线控制措施

1）油压千斤顶安装轴线偏差控制≤5mm；

2）桁架上弦扁担固定锚尺寸偏差≤5mm；

3）提升瞬间调整偏差≤3mm；

4）控制轴线综合偏差≤5mm，可用倒链进行水平轴线调整，用单点千斤顶微调调整标高，保证桁架准确就位。

4.设备故障排除方案

1）液压系统泄漏：更换相应密封圈；

2）控制阀卡涩：清洗控制阀，清洁油液；

3）异常情况紧急报警：在每个吊点设置有紧急停机按钮，一旦出现异常情况，可以实现全系统停机；

5.1.3提升点布置

1.提升范围：酒店桁架1、2、3、5及上下弦杆件、下部两侧吊挂结构、西侧直立网架Z05结构、第一道水平撑及斜十字撑。

2.提升点布置：共设置6个提升点。（见千斤顶布置平面图）

1）在桁架3、5与南北两侧楼梯筒的连接处设置4个提升点（1#～4#），各布置1台t液压千斤顶，共计4台。由于桁架本身强度较弱，不能做为提升作用点。在桁架上部及楼梯筒顶部做提升支架，见设计详图，简图如下所示。

提升点受力分布计算简图

根据重量分布，G1＝t，L1=24m；G2＝t，L2＝11.2m。

对T2点取矩得出T1=（G1×L1+G2×L2）/L1=（×24＋×11.2）/24＝.2t

T2=G1+G2-T1=+-.2=.8t

其中T1由1#～4#提升点千斤顶提供；T2由5#、6#提升点千斤顶提供。

整体提升设备能力计算表

4.楼梯筒提升牛腿设计

1）牛腿采用箱型截面大梁，截面尺寸为mm×mm，上盖板宽为mm，板厚30mm，

长度与楼梯筒同长，焊接在楼梯筒四根劲性柱顶预埋板上；牛腿挑出楼梯筒4.5m，在牛腿前端部做2根φ×8圆管斜撑，竖向高度为3.0m。

计算简图如下图所示

千斤顶、牛腿、钢绞线自重取10t

牛腿所受剪力Qmax=+10=t

2）提升牛腿根部弯矩计算

千斤顶、牛腿、钢绞线自重取10t

牛腿所受剪力Qmax=+10=t

A=.32mm2

X=（x30x+x30x+x2x)/.32

=/.32

=.13mm

I=2x30x/12+x/12+x/12+3.x(4-)/64+x30x2+x3

0x2+x2x2

=.81xmm4

W=I/X=28.06xmm3

Mmax=KxFxL=1.5xxx=.15xmm2

б=Mmax/W=.16/28.06=49.50N/mm2[б]=N/mm2安全

3）牛腿根部剪应力计算

τ=Qmax/A

Qmax=t=×N

τ=Qmax/A

=×/.32

=18.72N/mm2[τ]=N/mm2

K——安全系数，取1.5

fvw——对接焊缝抗剪强度设计值N/mm2

4）折算应力

由于牛腿根部同时受有较大的正应力和剪应力，按规范要求进行折算应力计算：

（б2+3τ2）1/2≤1.1[б]

б——正应力，取49.50N/mm2

τ——剪应力，取18.72N/mm2

1.1f——对接焊缝抗拉强度设计综合值，1.1×=N/mm2

（б2+3τ2）1/2=（49.+3×18.）1/2

=58.17N/mm2N/mm2安全

5.1.4桁架拼装

1.拼装台和侧向支架调整的设计

桁架在5层楼顶板拼装，因此，拼装时需要对结构进行支顶，以避免桁架重量作用在楼板上对楼板造成损坏。由于桁架拼装部位位于视像室桁架顶部，拼装平台的搭设要充分利用视像室桁架进行承重。

桁架拼装时，每个接口位置处设拼装台，为了保证拼装精度，利用塔式标准节改造的钢板凳做拼装台。钢板凳的四个腿通过埋件与地面固定，保证拼装时桁架不发生位移。

由于两层桁架高达8.0m，拼装时侧向不稳定，控制不好，桁架容易发生垂偏和侧弯。侧向采用缆风绳来控制侧向稳定和调整水平误差。并在桁架侧面设置侧向支架。

2.整体提升桁架的拼装顺序

桁架分为上下弦，按照由下向上，由两侧向中心的顺序拼装。为了保证最后拼装的杆件不因加工误差影响现场的累积误差而无法拼装，在桁架拼装前，对每个构件进行仔细的检验，根据结果，把加工误差分解在每个安装接口当中。

安装斜腹杆，桁架拼装完成

3.桁架拼装精度保证措施

1）要求厂方多供一套桁架端部预留的牛腿。地面拼装前，将提供的牛腿固定在楼梯筒

上，在地面与桁架安装相应位置形成拼装牛腿，确保在地面的拼装牛腿与安装牛腿误差在万分之一。通过拼装牛腿确保安装精度，保证了提升后就位工作顺利完成。拼装牛腿也可用桁架与楼梯筒相连的牛腿，做拼装定位牛腿使用时应注意焊口远离定位面。

2）拼装台要用高精度的仪器严格超平、放线。

3）侧向支架及缆风绳保证稳定，拼装期间不发生变形。

4）拼装时通过桁架与拼装台间斜铁控制起拱量。

5）桁架拼装时，下弦拼装完毕，及时安装桁架之间的下弦连接杆件，尽快形成稳定的整体。

6）桁架拼装过程中，当天拼装的构件要形成稳定体系。

7）桁架拼装完毕要先拧高强螺栓后焊接，焊接时先焊桁架，后焊桁架之间的连接杆件，先焊下弦后焊上弦。为了防止桁架在焊接其连接杆件时发生垂偏，在焊接前拉揽风与地面固定。

8）桁架在拼装和焊接过程中，使用高精度的测量仪器，配备高水平的测量人员监控桁架的变形情况，发现异常，及时找原因并采取有效措施进行调整。

5.1.5桁架提升

1.提升前要进行全面细致的检查，保证桁架与拼装胎架完全脱开。

2.提升过程监控

1）桁架拼装、焊接完毕，经检验合格后，进行试提升。试提升桁架离开胎架20cm后锁定，锁定所有千斤顶，停留一夜或12小时，观察桁架的变形情况。测量桁架的位移和垂偏变化情况，并和试提升前的结果对比。

2）在整体提升过程中，为防止发生意外，每个提升点位下安排一名人员监视该点的行走情况，发现有点位偏移、钢绞线切断、脱锚等现象时，及时通知操作人员发出指令停止提升，进行全面检查和维修后再继续提升。

3.整体提升到位后水平位移的调整

提升到设计标高后，千斤顶的上、下锚盘全部锁定，进行桁架的合拢工作。桁架停滞在半空中，靠千斤顶的锁力，垂直方向上绝对不会下滑，但水平方向上由于风的影响可能会发生微小的摆动，这样会影响桁架的安装精度。为防止上述情况的发生，提升到位后，利用倒链固定桁架，调整位移，使其符合设计状态，然后进行合拢。桁架合拢时，如果桁架偏移，利用千斤顶和倒链调整位移。合拢过程中可通过倒链调整各杆件的松紧程度，现场根据实际长度决定两端的焊缝间隙。

4.桁架3及桁架5提升过程及牛腿的安装

按照常规的施工方法，牛腿应该在与楼梯筒预埋件提前焊接，但为了配合整体提升，桁架的拼装误差便于调整，桁架两端与楼梯筒相连的4个牛腿提升到位以后再安装。桁架地面拼装时，未焊牛腿先用于地面相应位置做拼装定位牛腿使用。桁架拼装、焊接完毕，将牛腿拆下，临时固定在桁架弦杆上，提升时一起带上去。

牛腿在提升到设计标高并锁定后才允许安装。安装时采用倒链人工就位，在提升支架上焊吊耳，以便挂倒链。牛腿上焊一定数量的吊耳，以便用倒链调整牛腿就位。提升到位以后，根据现场实际情况，搭设操作平台，牛腿安装时根据实测桁架、钢柱之间的具体尺寸由技术人员决定牛腿与钢柱、桁架两个接口的间隙及错边量。牛腿安装就位以后，牛腿焊接要严格执行焊接工艺，同时要求先与楼梯筒预埋件焊接，后与桁架对接焊。桁架两端的对接口不准同时焊接。焊接时严禁在钢绞线上打火，焊接过程中严格监控桁架的变化情况，发现异常立即停止。

安装桁架斜杆

5.1.6酒店吊挂结构安装

酒店两层吊挂结构通过作用在桁架下弦的H型钢柱连接。在桁架提升到6.0m（层高4.0m，

考虑到网架拼装）后，进行首层吊柱及钢梁安装；安装完毕后，继续提升，到11.0m后，进行第二层吊柱及钢梁安装。随后，整体提升至设计标高。

5.1.7直立网架Z05结构整体提升方案见第2.5.3节内容；

5.1.8桁架提升见附图“桁架提升过程示意图（一～六）”

5.1.9水平撑及斜撑安装

1.水平撑及斜撑安装分为两个部分

1）第一道十字斜撑与水平撑根据设计图纸，与直立网架Z05编织在一起，网架提升后，无法进行斜撑与水平撑安装，因此在桁架提升到斜撑与水平撑高度后，与网架一起共同拼装。斜撑与水平撑拼装完成后，用顶部桁架做为受力点，用钢索将其挂在桁架上，不能使网架受力。

2）下部第二道、第三道十字斜撑与水平撑安装，等到顶部桁架主次梁全部安装完成，且铺完楼顶压型钢板后，在结构钢梁上固定设置2台8t卷扬机，选择6倍率滑轮组，利用顶部桁架做为受力点，在水平撑上设置4个吊点，将其安装到位。水平撑重49t；十字斜撑每根重15.6t，共四根组成十字斜撑。

水平撑安装完成后，十字斜撑同样利用卷扬机吊装。用揽风控制斜撑角度，将其安装到位。十字斜撑分开吊装，安装完一根后，安装另一根。

2.材料及技术要求

1）杆件钢管采用QB钢管，其抗拉强度、延伸率、屈服点、冷弯和碳、硫、磷的极限含量等均应符合《碳素结构钢》（GB－88）的规定。

2）螺栓球及套管采用45号钢制作，其抗拉强度、延伸率、屈服点、冲击韧性、硬度及碳、硫、磷的极限含量等均应符合《优质碳素结构钢技术条件》GB－88的规定，螺栓球锻造成型。

3）高强螺栓、紧固螺钉采用40Cr钢制作，其抗拉强度、延伸率、屈服点、冲击韧性、硬度及化学成分应符合《合金结构钢技术条件》GB－88的规定，还应符合《钢网架螺栓球节点》JG10－，《钢网架检验及验收标准》JG12-，《螺栓技术条件》GB38－76，《紧固件机械性能》GB.1～GB.3－SZ，《紧固件表面缺陷》GB.1—GB.3－86，《普通螺纹基本尺寸--粗牙普通螺纹》GBI的规定。

高强度螺栓采用性能等级为10.9级，螺钉的螺纹公差按GB的6g级，螺钉热处理后的硬度应为HRC36－42。

所有高强螺栓必须％的进行质量检验，并做好记录归档，检验合格后方可使用。

4）锥头、封板、支座采用QB，其抗拉强度、延伸率、屈服点、冷弯和碳、硫、磷的极限含量等均应符合《碳素结构钢》GB－88的规定。45号钢螺栓球与Q钢焊接，由于钢种不同，为保证焊接质量，批量焊接前，应做动荷载试验，达到等强度连接，采用低氢型E或E焊条，焊前应备好小型加热设备及夹具，球上孔用石棉绳填实（防止孔被氧化），被焊钢板应双面剖口，将球预热到30O度后再焊，焊后应回火，回升到度，恒温半小时，埋入生石灰中缓慢冷却。锥头或封板与钢管的连接必须采用自动焊接，焊缝采用完全焊透的坡口V型对接焊缝形式，以保证连接焊缝与被连接的杆件截面的焊接强度。

3.安装施工方案的选择

国内大型网架的安装已有很成熟的经验，但本工程网架型式比较特殊，特别是Z04、Z05区域，为竖向网架。根据本工程的特点，在Z01～Z03、Z06～Z08区采用搭设脚手架高空散装的方法；Z04区采用分段滑移的方法；Z05区采用整体提升的施工方法。

4.钢构件的复检和配套供应

为保证结构安装快速顺利地进行，构件必须经复检合格才能进入施工现场，构件复检的项目如下：

检查构件的几何尺寸、预留孔位置、螺孔直径与间距、焊缝坡口、临时固定连接；

核对构件的编号、方向、标记是否正确；

核对附件的数量、规格是否正确；

检查构件是否在运输过程中产生变形、损伤等；

由安装部门和制造部门联合进行现场复检，制造部门成立构件处理小组，对检查出的超差问题进行及时处理。

由于钢构件的种类、规格多，数量大，且全部构件均在制造厂生产，制造厂必须按安装计划配套供应至现场。为保证钢结构安装按流水顺序连续施工，必须搞好钢构件的配套工作。

构件安装之前，必须将高强螺栓等小件配套好，并随构件一起安装。

5.2.2施工工序

1.施工顺序：

以网架伸缩缝为边界将整个网架分成八个区，总的施工顺序为原则上以每个区为单位，网架从中心向两侧顺序安装。由于西侧舞台塔及剧院看台部分没有屋顶，直接利用网架做为屋顶，为使下道工序如装修等尽早插入，西侧网架尽早施工。

2.工序流程安排：

5.2.3酒店西侧直立部分网架（Z05）安装方案

1.此部分网架采用随酒店高层桁架整体提升方案安装，提升网架面积为m2，提升高度为m。

2.网架的上部外弦端点与桁架的下弦连接，内弦端点通过固定杆件（附加连接杆，与网架构件相同）与桁架间安装的临时附加次梁连接，加强网架平面外稳定性，在每个内弦节点均加以固定。

网架拼装脚手架搭设示意图

4.网架的安装由一侧向另一侧逐格推移拼装，内外弦同时安装，跟踪检测安装尺寸。在每个螺栓球上的各个杆件全部安装后，要及时检查螺栓是否拧紧到位，不可有松动和焊缝，并在做好临时固定点。各螺栓球支座要求平稳放置。网架在安装下一个网格时要复查前一个网格节点高强螺栓是否拧紧到位，不得有松动。网架构件全部安装完成后，检查每个螺栓球节点，测量轴线，标高，其偏差必须在允许范围内，然后焊接冒头，拧紧支座螺栓，待全部完成后，去掉临时支撑点。

5.网架随提升随安装，直至Z05网架全部安装完成后，整体提升至设计标高。

6.由于楼梯筒有外露水平撑及斜撑牛腿，为便于提升，网架两侧各一个网格不进行安装，待提升到位后，再将边界网架杆件与楼梯筒固定点连接。

7.由于提升部分网架面积较大，且提升工况与网架最终受力工况不符，网架本身平面外稳定性存在不稳定因素，为解决提升过程中，由于风荷载或其他因素影响，造成网架平面外失稳，在两侧楼梯筒做导向固定轨道，采用C20槽钢做导向槽，沿楼梯筒在提升高度范围内通长设置，随楼梯筒结构施工时安装完成，导向槽在高度上根据楼层高度，每两个楼层与楼梯筒混凝土内包钢梁做支撑架连接。网架利用最外端螺栓球螺栓孔安装导向滑轮，使网架提升时，在导向槽内滚动。保证了网架本身平面外的稳定。节点见下图所示。

滑移受力分析简图

牵引力F力计算书：

滑移网架重量G=m2×0.11t/m2=60.5t

滚动滑移系数μ=0.05,

滑移角度θ=15°

f=μ×G×sin15=0.t

由力的平衡原理可知：

牵引力F=f+G×cos15°

=0.+60.5×cos15°

=59.22t

使用两台卷扬机，每台卷扬机受力为29.6t。

2.滑移系统

1）滑移系统简介

楼梯筒滑移工装示意图

滑移系统采用单滑轨设置，滑移轨道设置五道滑轨水平三角支撑，与楼梯筒侧壁及西侧连接。根据计算选取滑移工装所用材料。滑轨由H型钢制作，在型钢凹槽内设置滚轮，网架拼装完成后，通过滚轮减小摩擦力，钢丝绳通过顶部固定在楼梯筒上的滑轮与网架连接。设置两台8t卷扬机，两个楼梯筒后边各设置一个，卷扬机固定在五层楼板上，通过在五层楼板固定的地滑轮将钢丝绳连接到卷扬机上。

为保证两台卷扬机同步提升，采取如下措施：

（1）使用相同型号卷扬机；

（2）使用共同的控制开关控制卷扬机的运行；

（3）保证两台卷扬机的容绳率相同，并保证卷绳长度相同。

2）滑移系统设计

Z04网架分段在地面将宽度方向网架拼装完成后，沿两条轨道提升。每次提升重量约60t。

轨道验算：

材料选用HM××15×11热轧H型钢，重量kg/m，W=cm3，受力简图如上

支撑钢柱验算：

钢柱材料选用φ×12钢管，

整体稳定验算

3.网架拼装与滑移

1）根据网架倾斜角度搭设拼装脚手架，一次拼装两个网格，网架拼装面直接设在滑轨面。