孙嘉宏、韩子豪、付贵恒
中建八局发展建设有限公司 山东省青岛市 266000
摘要：本研究以青岛某项目钢结构雨棚的拼装和提升为对象，主要研究了各构件在提升过程中竖向传递坐标精度的控制技术，大面积多点位提升系统协同提升技术，大坡度双曲面结构构件安装技术和大跨度钢结构提升精度控制，为大坡度毂节 点形式的钢结构施工和大型钢结构整体提升提供案例参考。
关键词：毂型节点、大型钢结构、双曲面钢结构、大坡度钢结构、整体提升、钢结构
0 引言
住建部发布的《建筑业10项新技术》中提及到了“钢结构与大型设备计算机控制整体顶升与提升安装施工技术”，而毂节点钢结构是国内近几年新推广的结构形式，本工程集成了以上两项重要施工技术，其结构独特，设计新颖，施工难度较大。本研究从钢结构构件的拼装焊接到整体提升系统的部署、建立再 到整体提升的就位，全过程应用计算机进行受力计算，对以后此类型的施工有了借鉴意义。
1 项目简介
研究项目的结构形式为单层网格结构，支撑体系为生根于土建结构基础的劲性钢骨柱，单层壳体网格结构依托于树形钢支承坐落于钢骨柱之上，工程形状为双曲面，且相邻构件施工高差较大。整体长度方向为186m，宽度方向为53m，结构自身最大标高为41米，投影面积约6265㎡，整体结构呈“大鹏展翅”形式。
此种结构形式在我国目前还处于起步阶段，可参考的案例本就极少，且本工程的体量和跨度都较大，所以在项目的实施阶段，我们从以下几个方面进行了重点分析和优化：钢结构设计的研究和优化；构件的优化；大坡度双曲型构件的拼装和焊接；毂节点构件的定位和精度控制；大面积多点位整体提升系统协 同提升管理；提升完成后分级卸载控制。
施工思路为：首先进行地上拼装，然后整体提升到设计高度。为合理施工，共分成三个施工区域，中间部位为提升中区，一次提升后向两侧继续拼装，拼装完成后进行二次提升，并与南、北两侧进行空中对接，再进行整体提升，一齐达到设计高度。因为采用了多次提升、两侧同时对接的施工方式，在构件拼装和提升过程中的精度控制尤为重要，为了达到施工要求，所有构件在拼装时要求定位偏差不大于4mm，提升的速度控制在了每小时3米，一共29米提升了约10小时，安全准确，一次提升 成功。
2 整体拼装提升方案设计
为方便施工管理，划分为三个施工区域，从南到北依次为提升南区、中区和北区，施工部署如下：
（1）在地面上搭设出操作架，由于本工程结构呈不规则分布，相邻构件施工高差较大，所以操作架的搭设高度也按照结构变化进行调整。操作架搭设验收完成后，在操作架上进行梁毂构件的拼装，第一次提升区域拼装完成后开始进行第一次提升，提升高度为8.3米，共设置14个提升塔架和18个提升器，提升重 量为420吨。
（2）第一次提升完成后，已搭好的操作架继续向南北延伸，直至完全覆盖提升中区，并开始进行南北延伸区域的拼装。拼装完成后进行第二次提升，提升高度为10米，提升塔架和提升器不变，提升重量为530吨。
（3）在上述工作进行中，同时进行提升南区和提升北区的操作架和结构构件的施工，并在与提升中区的交接处预留两排构件当做对接消差带，用于二次提升完成后进行对接和消除提升等其他过程造成的偏差。对接完成后进行所有区域的整体提升， 提升高度为10.7米，共使用22个提升塔架和26个提升器，提升重量为1400吨。
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图2-1 整体提升前施工部署
采用计算机模拟技术对每次提升进行受力分析，使结构的起拱度及挠度符合要求。比较计算结果与提升过程，挠度模拟计算结果（18mm）与桁架在提升过程中的实际挠度（20mm）基本接近。
3 多点位协同提升系统组成
3 .1 液压提升器
集群提升器系统是整个提升工作的主要执行者。在工程施工前，根据钢结构的自重、所有辅助构件的重量，保证提升过程中的稳定，确定提升吊点的位置和各吊点的反力，由此确定各吊点所用钢绞线的根数。
本工程所用穿芯式液压提升器的额定提升力为135吨，可同时穿9根1860级钢绞线。提升器由上锚、下锚和天锚组成，提升上锚用来负责提升，提升过程中锚具卡死钢绞线并带动其往上行走，每个提升行程结束后锚片脱开，下移就位；提升下锚：每个提升行程结束后锚片紧固，防止钢绞线下移，待上锚重新就位并锁住后锚片脱开，等待再次提升；提升天锚：是提升器的安全措施，紧固后钢绞线只可以从上方外出，无法下移。
所有提升器上面带有行程监控装置和压力传感装置，可以在计算机控制中心处看到每个提升机的行程距离和提升压力，并接受控制中心的统一调控。
3.2 液压泵源系统
液压泵源系统：通过高压油管和电缆与液压提升器连接，为提升器提供动力，接受控制中心的指令对多台或单台液压提升器进行控制和调整并反馈数据。通过泵站上各种控制阀的动作切换，也可以控制千斤顶的伸缩缸及锚具的松紧动作。
3.3 高压油管
连接液压泵源系统与液压提升器，输送具有一定压力和温度的石油基，使用液压泵源系统可以调节油管的供油压力。
3.4 提升钢绞线
钢绞线上部与提升器连接，从上到下依次穿过提升器的天锚、上锚、下锚，下部与固定在钢结构上的地锚连接。本工程使用钢绞线为直径17.8mm的1860级低松弛预应力钢绞线，破断拉力不小于36t，每个提升器最多可以同时固定9根钢绞线。
3.5 计算机控制中心
作为液压同步整体提升系统核心的计算机控制中心，通过计算机网络，收集各种传感器信号，并在操作界面上进行显示。控制人员根据各项系数，发出相关指令，对液压泵源系统进行控制，从而控制液压提升器进行各种动作。主控计算机根据各个 传感器的位移检测信号及其差值，构成“传感器－计算机－泵源系统－提升器控制阀—液压提升器－传感器”的闭环系统，控制整个提升过程的同步性。
4 控制措施分析
（1）构件拼装、焊接完成后，经验收合格进行试提升，使所有在操作胎架上放置的构件离开操作胎架，并留置12小时进行观 察，根据规范要求和本工程的实际情况，测量整个结构和提升塔架的变化情况，尤其是钢结构的挠度变化，便与提升前计算机模型受力变化情况进行对比分析。
（2）为保证每个构件的安装精度和提升后构件坐标的准确，每次提升预留10cm左右进行微调，调整完成后进行临时焊接固定并拉结缆风绳。提升完成后进行标高、坐标的观测，前七天每天进行测量，数据无明显变化后每周观测一次。
（3）根据计算机受力分析模型，在提升前选取4个变形最大的 位置设立监测点，在提升过程中，使用全站仪监测各监测点的位移、标高，发现监测点水平偏移或提升高度偏差超过控制值，及时通过计算机控制系统进行调整。
5 结论
通过以上施工技术的应用，降低了主体钢结构用钢量，减少了施工成本，节约资金约850万元。同时项目钢结构工程施工质量、施工进度、施工安全等方面均取得了非常好的成绩，为我国毂节点形式的钢结构以及大型钢结构提升技术积累了宝贵经验，为今后我国钢结构工程施工水平的进一步提高起到了重要的推动作用。
参考文献
[1]李云峰.一种空间网壳结构毂型节点受力性能研究[D].河北：河北建筑工程学院.2019年
[2]金锋.大跨度钢结构整体提升关键问题探析[J].中国设备工程，2020,（16）.89-98
[3]范金奇，王山峰，吴辉辉.大型钢结构施工策划重难点施工技术[J].施工技术，2019，（S1）.32-37