液壓同步滑移技術(shù)在電廠煤棚鋼網(wǎng)架施工中的應(yīng)用與實踐

液壓同步滑移技術(shù)在電廠煤棚鋼網(wǎng)架施

工中的應(yīng)用與實踐中國能源建設(shè)集團廣東火電工程有限公司廣東廣州510000摘要：南方某大型火電廠干煤棚網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝高度達到30.5?39m，縱向116m，橫向125m。結(jié)構(gòu)自重大，且桿件眾多，施工難度大，安全、質(zhì)量、工期不易保證。經(jīng)多方論證，本工程采用液壓同步滑移技術(shù)進行網(wǎng)架的組裝就位，大大降低了施工風險，保證了工程按期高質(zhì)量移交生產(chǎn)。本文詳細介紹了液壓同步滑移技術(shù)的設(shè)備、關(guān)鍵技術(shù)、施工方案以及相關(guān)的滑移節(jié)點構(gòu)造等。關(guān)鍵詞：干煤棚網(wǎng)架液壓同步滑移技術(shù)滑移設(shè)備及關(guān)鍵技術(shù)滑移節(jié)點構(gòu)造1工程概況南方某大型火電廠輸煤系統(tǒng)干煤棚屋蓋采用棋盤式螺栓節(jié)點網(wǎng)架，網(wǎng)架投影面積14500m2。干煤棚在橫向設(shè)有兩排屋面網(wǎng)架支撐柱，柱間跨度為85m（支座節(jié)點之間距離），兩邊各懸飄20m，支撐網(wǎng)架柱距16m，柱頂標高30.5m。柱截面2mX1.8m。網(wǎng)架支座以下四面開敞，無墻。屋面網(wǎng)架總重約1000t，采用同濟大學先進的液壓同步滑移技術(shù)進行安裝，大大降低了安裝施工難度，保證了施工質(zhì)量，降低了安全風險，滿足移交生產(chǎn)的工期進度要求。2液壓同步滑移設(shè)備及關(guān)鍵技術(shù)本干煤棚網(wǎng)架工程中，根據(jù)現(xiàn)場施工條件和鋼網(wǎng)架的外形特點，綜合技術(shù)經(jīng)濟分析高空散裝、液壓提升、液壓滑移組裝等多種方案，最終確認采用鋼網(wǎng)架液壓滑移安裝的施工工藝。借助縱軸的混凝土立柱作支撐，通長鋪設(shè)“工”字鋼梁、滑移軌道，在屋面網(wǎng)架的一端做臨時拼裝平臺，再在拼裝平臺上將混凝土散管件逐棉拼裝，然后利用液壓同步滑移施工技術(shù)將其每棉整體滑移到位。本施工工藝主要使用如下的設(shè)備：TJG-1000型液壓爬行器；TJV-30型液壓泵源系統(tǒng)；YT-1型計算機同步控制系統(tǒng)。2.1TJG-1000型自鎖型液壓爬行器TJG-1000型自鎖型液壓爬行器，能自動夾緊軌道形成反力，進而實現(xiàn)推移動力的設(shè)備。此設(shè)備不需設(shè)置反力架，省去了加固反力點的工作，且由于與被移的構(gòu)件為剛性連接，因此同步控制比較容易實現(xiàn)，就位的精度也比較高。圖1TJG-1000型自鎖型液壓爬行器3.2液壓同步滑移技術(shù)本工程中，采用TJG-1000型液壓爬行器作為滑移驅(qū)動設(shè)備。液壓爬行器本身為組合式的結(jié)構(gòu)，一端使用楔型夾塊與滑移軌道緊密連接，另一端與滑移網(wǎng)架鉸接連接，中間使用液壓油缸作為驅(qū)動力，從而實現(xiàn)驅(qū)動前進。TJG-1000型液壓爬行器使用的楔型夾塊，具有單向自鎖作用。當油缸逐漸伸出時，夾塊夾緊工作，自動鎖緊在滑移軌道上；油缸逐漸縮回時，夾塊不工作（松開），實現(xiàn)與油缸的同方向移動。

圖2TJG-1000型自鎖型液壓爬行器工作示意圖2.3計算機同步控制系統(tǒng)液壓同步滑移施工技術(shù)全程采用計算機進行控制。通過數(shù)據(jù)記錄、反饋和控制指令傳遞，可全自動實現(xiàn)同步動作、負載均衡、姿態(tài)矯正、應(yīng)力控制、操作閉鎖、過程顯示和故障報警等多種功能。行控制系統(tǒng)組態(tài)人機界面行控制系統(tǒng)組態(tài)人機界面3施工技術(shù)方案3.1網(wǎng)架滑移方案

干煤棚跨度縱向(A?B軸)116m，橫向(1?8軸)125m。nsl器nsl器l豪la?圖4干煤棚網(wǎng)架平面布置圖在橫向1?2軸線區(qū)域內(nèi)，依托混凝土立柱，搭設(shè)腳手架支撐結(jié)構(gòu)，使用大模板及安全網(wǎng)等制作拼裝平臺，并在A、B軸線混凝土立柱之間縱向搭設(shè)臨時鋼梁支撐，再在臨時鋼梁上方通長鋪設(shè)滑移軌道，滑移軌道設(shè)置2條；在1?2軸線的拼裝平臺上，首先組裝好前端2米寬8軸線外側(cè)懸挑部位、第一根網(wǎng)架(7?8軸)，共18m寬，組成一個獨立的穩(wěn)定體系，隨后在網(wǎng)架四個支座處安裝好液壓爬行器，連接泵源系統(tǒng)后開始設(shè)備調(diào)試，確認系統(tǒng)及設(shè)備正常后，開始同步啟動2條軌道上的4個TJG-1000型自鎖型液壓爬行器，向8軸方向進行滑移；4臺TJG-1000型自鎖型液壓爬行器，將網(wǎng)架同步頂推滑移，直至向8軸方向滑移16米，離開拼裝平臺位置，暫?；撇僮?；繼續(xù)在拼裝平臺位置拼裝好下一棉網(wǎng)架(6?7軸線的網(wǎng)架，16m寬)，并與前端網(wǎng)架按照設(shè)計要求連接在一起，同時A、B軸線軌道上的爬行器準備繼續(xù)頂推拼裝好的網(wǎng)架向8軸方向滑移；相同的，按照上述流程，當累積滑移至第3棉網(wǎng)架時，在第3棉網(wǎng)架后端的支座上再安裝第二套液壓爬行器，以便增加滑移的推動力，同步啟動兩條軌道上的兩套液壓爬行器繼續(xù)向8軸方向頂推滑移網(wǎng)架；按照上述流程重復(fù)，當累積滑移至第5棉網(wǎng)架時，在第5棉網(wǎng)架后端的支座上再安裝第三套液壓爬行器，以增加滑移推動力，而后啟動兩條軌道上的三套液壓爬行器繼續(xù)向8軸方向同步頂推滑移網(wǎng)架；三套液壓爬行器繼續(xù)同步累積滑移，直至最后一棉網(wǎng)架滑移到位，再將1軸線外側(cè)懸挑部位的網(wǎng)架(2米寬)拼裝到位；所有屋面網(wǎng)架滑移到位后，在每個支座處設(shè)置千斤頂，頂起屋蓋網(wǎng)架一定高度，拆除支座處的滑移軌道及支撐梁，再將屋蓋網(wǎng)架的支座落位于每根混凝土柱的支座上，完成整個網(wǎng)架的安裝工作。3.2滑移設(shè)備配置分析屋面網(wǎng)架累積分段滑移過程中，隨著滑移網(wǎng)架棉數(shù)的增加，需要的頂推力也逐級增大。所以，首先分析屋面網(wǎng)架在安裝工況下的支座反力，得出支座的摩擦力，根據(jù)各個支座的摩擦力大小與爬行器的推動力參數(shù)，合理配置爬行器數(shù)量。滑動摩擦力公式：F=uG式中：□—根據(jù)《簡明機械手冊》中材料的摩擦因素資料，動、靜摩擦因數(shù)為0.12?0.15間，考慮桿件的潤滑情況，滑移靜摩擦因數(shù)取0.2；G一滑移網(wǎng)架總重量，由于鋼網(wǎng)架的重約為1000t。滑動摩擦力為F=^G=0.2X1000=200t，則每條軌道所需的推進力各為F/2=100t。每臺TJG-1000型液壓爬行器的額定推力為100t，為保證足夠的余量，隨著推移網(wǎng)架累積摩擦力的不斷加大，逐漸增加爬行器數(shù)量。當滑移首棉網(wǎng)架時，共配置2臺TJG-1000型液壓爬行器（A、B軸線軌道各布置1臺）；當累積滑移至第3棉網(wǎng)架時，再在其后支座處續(xù)配2臺TJG-1000型液壓爬行器（A、B軸線軌道各布置1臺）；當累積滑移至第5棉網(wǎng)架時，再在其后端續(xù)配2臺TJG-1000型液壓爬行器（A、B軸線軌道各布置1臺）。3.3滑移軌道設(shè)置及節(jié)點構(gòu)造采用液壓頂推滑移屋蓋網(wǎng)架結(jié)構(gòu)方案時，需設(shè)置專門的滑移軌道，然后將滑移構(gòu)件放置于滑移軌道上，通過安裝在網(wǎng)架受力點上的滑移設(shè)備頂推滑移構(gòu)件，沿軌道由初始拼裝平臺位置滑移至設(shè)計位置就位。根據(jù)本工程混凝土結(jié)構(gòu)的特點，滑移軌道共鋪設(shè)2條，平行布置，分別在A、B軸線處的支撐柱及增設(shè)的臨時鋼梁上方。每條軌道長度116米（1軸線至8軸線及兩側(cè)外端懸挑長度），滑移軌道采用43KG/m鋼軌，用以提供爬行器的夾持反力點。滑移軌道鋪設(shè)于A、B軸線處的支撐柱及鋼梁上方，在支撐柱頂部設(shè)置連接件，保證軌道與支撐柱及鋼梁固定牢固?；栖壍琅c連接件及滑移鋼梁通過壓板固定，每間隔1米設(shè)置一組壓板。軌道壓板頂部與軌道上表面間距大于90mm。軌道底部與軌道梁的頂部間要墊實，保證無縫隙。在滑移操作前，先在軌道上表面涂抹黃油。根據(jù)本工程中滑移干煤棚網(wǎng)架的自重較大、滑移水平推力較大，選用支座底部增加設(shè)置滑靴的滑移方式。此節(jié)點選型，可增大滑移過程中傳遞垂直荷載的面積，減小對滑移軌道的局部壓強，增加滑移操作的安全性；因滑動摩擦系數(shù)比滾動摩擦系數(shù)大，導(dǎo)致滑動過程中摩擦制動力也比較大，這將有利于控制滑移過程中的位移速度。本工程采用液壓爬行器頂推網(wǎng)架滑移，設(shè)置了專用的頂推滑移作用點。頂推作用點的設(shè)計，同時考慮滑移軌道的形式和鋼網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)形式，并保證其能有效的傳遞水平摩擦力。根據(jù)該結(jié)構(gòu)特點，可在第1、第3及第5根的網(wǎng)架支座處安裝爬行器的支座，支座兩延長板的間距為120MM，孔中心距軌道上表面距離為410MM，開孔大小為100MM。具體的構(gòu)造詳見下圖。延長板］圖5滑移設(shè)備裝配構(gòu)造圖

圖6滑移設(shè)備裝配現(xiàn)場實際圖3.4滑移同步控制液壓同步滑移施工技術(shù)，全程采用計算機進行控制，通過數(shù)據(jù)反饋和控制指令傳遞，可全自動實現(xiàn)同步動作、負載均衡、姿態(tài)矯正、應(yīng)力控制、操作閉鎖、過程顯示和故障報警等多種功能。本工程中，將A軸線處的3臺液壓爬行器并聯(lián)，并設(shè)定為基準點即主令點A，將B軸線處的3臺液壓爬行器并聯(lián)并設(shè)定為從令點B，以實現(xiàn)同步控制操作的功能。詳見下圖。液壓爬行器TTG-1000漸M'U液壓爬行器TTG-1000漸M'U晅被即行器IJG-1000\圖7滑移控制點平面布置圖通過行程傳感檢測，獲得主油缸的位置信息；通過油壓傳感檢測，獲得各頂推點的頂推力信息；通過電機啟動信號反饋，獲得電機的運行狀況；通過電磁閥得電信號反饋，獲得閥的工作狀態(tài)；通過比例閥電流信號反饋，獲得液壓系統(tǒng)流量即頂推速度。計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將上述反饋和控制信號遠程、實時、可靠地反映到中央控制室的人機界面上：顯示當前系統(tǒng)運行狀態(tài)和參數(shù)（如油缸狀態(tài)，同步位移，負載油壓），記錄歷史數(shù)據(jù)和曲線（如推進速度，同步精度，頂推點負載等時間歷程曲線）。操作人員將通過點擊計算機人機界面：設(shè)定運行狀態(tài)、啟動泵源電機、切換控制模式、調(diào)整推進速度、暫停推進過程。3.5滑移保護系統(tǒng)（1） 液壓爬行器自動采取溢流卸載保護系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先通過計算得到的滑移頂推工況各頂推點的反力值，在計算機同步控制系統(tǒng)中，對每臺液壓爬行器的最大頂推力進行設(shè)定。當遇到頂推力超出設(shè)定值時，液壓爬行器自動采取溢流卸載，以防止出現(xiàn)頂推點荷載分布嚴重不均，造成對結(jié)構(gòu)或臨時設(shè)施的破壞。（2） 自鎖保護系統(tǒng)通過液壓回路中設(shè)置的自鎖裝置以及機械自鎖系統(tǒng)，在液壓爬行器停止工作或遇到停電等情況時，能夠長時間自動鎖緊滑移軌道，確?；凭W(wǎng)架的安全。3.6滑移過程監(jiān)測滑移過程中為直觀地監(jiān)測滑移的同步性和滑移狀態(tài)，初始滑移時以5厘米作為最小滑移單位，在軌道上做出標記，并進行編號?；七^程中隨時觀測各控制監(jiān)測點相對軌道上標尺偏差情況，隨時準確了解滑移狀態(tài)，并作好記錄。如發(fā)現(xiàn)同步偏差較大時，應(yīng)立即暫?；?，進行檢查、調(diào)整，通過對單臺爬行器進行點動控制，并分析初始滑移記錄數(shù)據(jù)，詳細分析記錄數(shù)據(jù)偏差的原因并在后續(xù)滑移施工過程中作相應(yīng)的調(diào)整。如果初始滑移狀態(tài)良好，滑移軌道標尺的單位可適當加大，以作為整個滑移過程中同步監(jiān)測的控制依據(jù)。4結(jié)論本工程中干煤棚網(wǎng)架結(jié)構(gòu)采用超大型構(gòu)件液壓同步頂推滑移技術(shù)進行施工，該方法具有如下的優(yōu)點：與傳統(tǒng)的卷揚機鋼絲繩牽引不同，在頂推滑移的啟動和制動時，不會因為有柔性鋼絞線的延伸而使得鋼網(wǎng)架出現(xiàn)整體的抖動，且液壓爬行器滑移過程的推進力及推進速度完全可測、可控、可調(diào)。計算機控制系統(tǒng)，通過傳感器檢測液壓爬行器的推進力及速度，控制各爬行器之間的協(xié)調(diào)同步，當有意外超載或同步偏差時，系統(tǒng)會及時做出調(diào)整并發(fā)出報警信號，從而保證滑移過程的安全可靠;液壓爬行器頂推滑移時，與牽引滑移方式不同，液壓爬行器與待滑移構(gòu)件間采取剛性連接，該連接方式對于滑移跨度及跨距較大、棉數(shù)較多的屋面網(wǎng)架時，其各滑移或頂推點的同步性控制較好，各棉屋面網(wǎng)架的支座就位準確性有保證;液壓滑移設(shè)備具有體積小、重量輕，可擴展組合、多點推拉，從而分散構(gòu)件、框架柱、滑移梁的受力荷載；滑移頂推反力由距構(gòu)件很近的一段軌道提供，因此對整條軌道的基礎(chǔ)處理要求低；滑移啟動、制動時的加速度極小，框架柱、滑移梁上不會有過大的動荷載，使得滑移臨時設(shè)施用量降至最??；網(wǎng)架拼裝平臺區(qū)域可借用原有的支撐柱、梁等結(jié)構(gòu)，使得臨時設(shè)施用量小，占地面積小，有利于施工成本的控制。液壓同步頂推滑移技術(shù)在南方某大型火電廠干煤棚網(wǎng)架施工中的成功應(yīng)用與實踐，為發(fā)電廠、煤礦、港務(wù)碼頭等處大跨度鋼網(wǎng)架的施工，提供寶貴的借鑒經(jīng)驗，具有廣泛的推廣應(yīng)用價值。參考文獻張伯熙.鋼結(jié)構(gòu)工程施工技術(shù)措施[M].