廣州新電視塔工程施工總承包投標(biāo)技術(shù)文件【說明書+CAD圖紙】

廣州新電視塔工程施工總承包投標(biāo)技術(shù)文件【說明書+CAD圖紙】,說明書+CAD圖紙,廣州,電視塔,工程施工,承包,投標(biāo),技術(shù),文件,說明書,CAD,圖紙 第三章 頂部天線桅桿安裝方案 第一節(jié) 天線桅桿安裝總體技術(shù)路線 天線桅桿總高156米，上下分成兩部份。下部變截面格構(gòu)式90.8米，上部階梯箱型實(shí)腹式65.2米，總重約1300噸。結(jié)構(gòu)座落在樓層頂部轉(zhuǎn)換層上。 1.1 安裝難點(diǎn)及關(guān)鍵點(diǎn) 1）天線桅桿總高156米，并且處于454米的高空安裝，對(duì)起重設(shè)備、安裝工藝選擇提出很高要求； 2）如何解決結(jié)構(gòu)構(gòu)件的超高空的垂直運(yùn)輸，怎樣充分利用塔吊進(jìn)行桅桿的安裝是可研究的課題之一； 3）在采用提升或頂升工藝時(shí)，桅桿的重心高于提升（頂升）點(diǎn)，在桅桿提升過程中如何保持垂直度，以及克服風(fēng)荷載等是施工的關(guān)鍵； 4）采取必要的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)措施是保證提升（頂升）工藝可實(shí)施的前提； 5）在安裝桅桿過程中，如何解決登高和操作安全，亦是難點(diǎn)之一； 6）610m的桅桿頂部在風(fēng)荷載作用下隨機(jī)晃動(dòng)，且受日照影響大，如何解決桅桿整體垂直度控制和固定也是難點(diǎn)之一。 （詳見第一章之第三節(jié)有關(guān)章節(jié)） 1.2 天線鋼桅桿安裝的總體技術(shù)路線 在塔樓頂指定位置，布置一臺(tái)1200t·m（M900D）外附自升式（自立式）塔式起重機(jī)，進(jìn)行天線桅桿格構(gòu)結(jié)構(gòu)和臨時(shí)輔助鋼結(jié)構(gòu)的安裝；并在格構(gòu)結(jié)構(gòu)內(nèi)適當(dāng)部位(+480.0m)設(shè)置承重組裝平臺(tái)，分段組裝實(shí)腹式天線桅桿；設(shè)三組導(dǎo)輪和八根導(dǎo)軌作導(dǎo)向及抗風(fēng)糾偏裝置，以四組(八只)穿心式液壓千斤頂及鋼絞線為提升設(shè)備，由計(jì)算機(jī)多參數(shù)自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)實(shí)腹段天線的超高空連續(xù)提升，快速就位安裝。 1.3 天線鋼桅桿安裝技術(shù)路線的說明 1.3.1 格構(gòu)結(jié)構(gòu)的臨時(shí)調(diào)整與補(bǔ)強(qiáng) 根據(jù)最新版招標(biāo)圖，天線桅桿的結(jié)構(gòu)作了較大調(diào)整，最小截面格構(gòu)結(jié)構(gòu)為對(duì)邊距3.5m的八邊形，其上邊長(zhǎng)2.5m的正四邊形箱形桅桿已無法置于格構(gòu)結(jié)構(gòu)內(nèi)，為了實(shí)現(xiàn)實(shí)腹鋼桅桿的連續(xù)提升，快速就位，減少施工風(fēng)險(xiǎn)，擬在6.5m寬八邊形截面以上設(shè)置臨時(shí)鋼框筒結(jié)構(gòu)（采用Φ400鋼管）通過抱箍（避免焊接）與原4.5m及3.5m格構(gòu)結(jié)構(gòu)組成一體，不僅解決井字形平撐后裝及3.5m寬八邊形截面四角斜桿后裝造成的不完整，形成可靠的提升承重結(jié)構(gòu)，使實(shí)腹段鋼桅桿在格構(gòu)結(jié)構(gòu)內(nèi)順利組裝，而且該臨時(shí)結(jié)構(gòu)又可作為安全登高和操作腳手的支承結(jié)構(gòu)，一舉兩得。臨時(shí)鋼結(jié)構(gòu)在天線鋼桅桿安裝完成后，由塔吊拆除。 另外，由于設(shè)置滑道等要求，也增加了部分臨時(shí)結(jié)構(gòu)。詳見下圖： 圖3.3.1.1 格構(gòu)結(jié)構(gòu)臨時(shí)補(bǔ)強(qiáng)示意圖1 圖3.3.1.2 格構(gòu)結(jié)構(gòu)臨時(shí)補(bǔ)強(qiáng)示意圖2 1.3.2 利用塔吊進(jìn)行格構(gòu)結(jié)構(gòu)安裝的必要性. 盡可能利用塔吊來直接安裝或輔助安裝鋼天線桅桿是一個(gè)積極的思路，否則構(gòu)件的垂直運(yùn)輸將變的十分困難。塔樓安裝時(shí)布置的兩臺(tái)外掛塔吊因平衡壓鐵將與天線桿相碰，無法作全回轉(zhuǎn)作業(yè)，故須進(jìn)行塔吊的置換。利用兩臺(tái)外掛塔吊實(shí)現(xiàn)此種置換是容易實(shí)現(xiàn)的。置換后的塔吊座落在塔頂桁架上，經(jīng)驗(yàn)算桁架經(jīng)適當(dāng)處理后完全能承受塔吊傳來的施工荷載。塔吊改為自升式外附塔吊，以盡可能滿足吊裝高度和便于拆除。其安裝位置的確定，既要考慮到滿足天線桅桿的安裝，又要考慮到今后拆除的便利，施工時(shí)塔吊的起重能力為≤30t。 考慮到格構(gòu)部分結(jié)構(gòu)不宜進(jìn)行頂升或提升作業(yè)。故擬用塔吊分段或分件安裝至標(biāo)高+541.700處。塔吊隨著結(jié)構(gòu)安裝的高度而升高，并設(shè)附墻桿與桅桿連接，經(jīng)驗(yàn)算，此工況能保證結(jié)構(gòu)的安全和塔吊的正常使用。 1.3.3 鋼桅桿實(shí)腹部分連續(xù)提升安裝 實(shí)腹式天線桅桿一般內(nèi)部裝有天線設(shè)備，擬采用分節(jié)組裝、整體提升的安裝方法。即根據(jù)塔吊的起重能力和設(shè)備的允許條件分成若干段，由塔吊自下而上組裝于+480.000m格構(gòu)結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置的承重平臺(tái)上。為了適當(dāng)減少提升的距離，桅桿的頂端超過格構(gòu)段之上約18米。 實(shí)腹式一體化天線桿，結(jié)構(gòu)自身重160t，考慮設(shè)備重20t，總重約180t，采用“鋼絞線承重，液壓千斤頂集群作業(yè)，計(jì)算機(jī)同步控制”的提升工藝，即在適當(dāng)部位設(shè)置八只穿式液壓千斤頂，以鋼絞線作為動(dòng)力傳遞物，在計(jì)算機(jī)的控制下作連續(xù)垂直提升。液壓千斤頂?shù)呐渲锰嵘芰?yīng)為提升荷載的1.5倍以上；鋼鉸線的荷載為抗拉強(qiáng)度的三分之一以下。計(jì)算機(jī)可根據(jù)垂直度、油壓等多項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)實(shí)時(shí)控制和自動(dòng)連續(xù)作業(yè)。每小時(shí)提升速度6～12m。 天線桿提升過程中除結(jié)構(gòu)自重外，最敏感的荷載是風(fēng)荷載。為了保證高重心細(xì)長(zhǎng)桿在提升過程中的穩(wěn)定，不致傾斜，設(shè)置專用導(dǎo)輪導(dǎo)軌系統(tǒng)，以強(qiáng)制對(duì)中，確保提升過程中的垂直度控制和抗傾覆。導(dǎo)軌固定在格構(gòu)結(jié)構(gòu)的適當(dāng)位置，共設(shè)三組。在提升過程中，確保其中兩組同時(shí)工作。根據(jù)導(dǎo)輪對(duì)導(dǎo)軌的反力，應(yīng)對(duì)格構(gòu)結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部位作必要的加強(qiáng)。為了使天線桅桿提升至設(shè)計(jì)位置時(shí)能作臨時(shí)固定，天線桅桿底部須增設(shè)起嵌固作用的接長(zhǎng)段，接長(zhǎng)段長(zhǎng)為14.5米，待提升段與下部結(jié)構(gòu)可靠連接后，再行拆除。 天線桿提升前應(yīng)對(duì)組裝完畢的結(jié)構(gòu)和提升裝置作全面的檢查驗(yàn)收，并對(duì)提升階段的氣候條件作詳細(xì)跟蹤預(yù)測(cè)，選擇適當(dāng)?shù)臍夂驐l件（特別是風(fēng)速情況），才能實(shí)施提升。 天線桿的校正，利用事先設(shè)計(jì)于接長(zhǎng)段上的兩組導(dǎo)輪裝置，增加其液壓糾偏功能，進(jìn)行桅桿的垂直度校正，并用楔塊進(jìn)行臨時(shí)固定。天線桿垂直度的控制，在提升階段裝有垂直度傳感器，作實(shí)時(shí)檢測(cè)并將數(shù)據(jù)傳遞至計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制；在最終垂直度校正時(shí)，擬在天線桿的頂端和底端事先設(shè)測(cè)量標(biāo)志（正交的兩個(gè)方向），利用GPS進(jìn)行定位測(cè)量，并在周圍適當(dāng)位置設(shè)置經(jīng)緯儀進(jìn)行復(fù)測(cè)。值得一提的是天線桿的垂直度在陽(yáng)光照射下不斷變化。上海東方明珠電視塔天線桅桿安裝時(shí)，天線桿頂端日夜位移最大達(dá)300～400mm，而本工程對(duì)日照溫差的影響更為敏感，故應(yīng)選擇無陽(yáng)光直射條件下測(cè)校。 天線桿垂直提升工藝雖然是成熟的，但畢竟存在一定風(fēng)險(xiǎn)，尤其是氣候條件的影響尤為顯著。關(guān)鍵是縮短提升作業(yè)的時(shí)間，減少天氣變化的不確定性。我們采用實(shí)腹段天線桿一次連續(xù)提升，估計(jì)4～6小時(shí)即可完成，再加上校正和臨時(shí)固定，總共作業(yè)時(shí)間也不會(huì)超過10～12小時(shí)。相對(duì)于每節(jié)逐段頂（提）升的方法，時(shí)間成倍縮短，風(fēng)險(xiǎn)也大為減少，可確保提升安裝作業(yè)的安全可靠。 如果根據(jù)連續(xù)提升施工工藝要求，對(duì)天線桅桿的3.5m格構(gòu)結(jié)構(gòu)可作適當(dāng)調(diào)整的話，則整個(gè)天線桅桿的施工過程將更為完善和快速。 第二節(jié) 天線桅桿安裝技術(shù) 2.1 機(jī)械設(shè)備選用和布置 選用M900D外附自升式塔吊進(jìn)行安裝。 將先前拆除的M900D-2塔吊改裝成采用外附自升式進(jìn)行天線安裝，針對(duì)本工程天線的結(jié)構(gòu)形式而言是比較適合的。因?yàn)樘炀€桅桿下部格構(gòu)式高度達(dá)90.8米，如果塔吊固定，不采用自升，則由于受到吊裝高度限制，勢(shì)必部分格構(gòu)式結(jié)構(gòu)也將采用提升工藝。而格構(gòu)式結(jié)構(gòu)提升將大大加大提升的難度，同時(shí)還需分段組拼、分段提升，在如此高空，這樣施工無疑增加了相當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)，對(duì)工程進(jìn)度、質(zhì)量、安全都帶來不利。自升塔吊用畢還可降至一定的位置，便于塔吊的拆除。 2.1.1 機(jī)械平面布置 圖3.3.2.1 天線安裝機(jī)械平面布置 序號(hào) 機(jī)械設(shè)備名稱 數(shù)量 工況 位置 施工范圍 1 M900D-3外附塔吊 （由 M900D-2改裝） 1 巴桿50.4米 +448.550 轉(zhuǎn)換桁架 吊裝天線 2.1.2 塔吊的基礎(chǔ)形式 我們利用10米高的轉(zhuǎn)換桁架作為塔吊基礎(chǔ)，此時(shí)塔吊為自立式。局部進(jìn)行轉(zhuǎn)換加固后，經(jīng)過計(jì)算，完全滿足塔吊的荷載要求。隨著桅桿結(jié)構(gòu)安裝高度的不斷增加，塔吊轉(zhuǎn)為外附形式，并自升至預(yù)定位置，經(jīng)過計(jì)算，桅桿下部結(jié)構(gòu)亦能承受塔吊附墻傳來的施工荷載（詳見計(jì)算書）。 圖3.3.2.2 塔吊轉(zhuǎn)換框架示意圖 2.2 總體施工流程 2.2.1 在安裝下部格構(gòu)式天線時(shí)，M900D作為外附自升式塔吊，自身進(jìn)行爬升，并以已完成的天線作為依附結(jié)構(gòu)，直至安裝完格構(gòu)式部分。塔身總高68米。 圖3.3.2.3 第一階段 圖3.3.2.4 第二階段 圖3.3.2.5 第三階段 下部格構(gòu)式天線安裝立面圖 2.2.2 安裝至結(jié)構(gòu)標(biāo)高+541.700米，然后在已完成天線內(nèi)部組裝上部實(shí)腹式結(jié)構(gòu)，進(jìn)行提升。 圖3.3.2.6 實(shí)腹式拼裝立面圖 2.3 安裝實(shí)施技術(shù) 2.3.1 格構(gòu)式天線安裝 1）截面型式： 圖3.3.2.7 全部采用鋼管型式，立柱最大截面Φ1000×50。 2）構(gòu)件吊裝單元?jiǎng)澐? 由于塔吊當(dāng)時(shí)的吊裝性能最大為30噸，因此，吊裝單元重量不得超過此重量。 圖3.3.2.8 構(gòu)件吊裝單元區(qū)域劃分 a）區(qū)域1：底部16根斜立柱，由于單件都較重，進(jìn)行散件安裝； b）區(qū)域2：兩根立柱組成一個(gè)吊裝單元，地面組拼，整體吊裝；再將環(huán)向桿件補(bǔ)齊。其中+480.000處設(shè)組裝承重平臺(tái)，其上兩副井格對(duì)撐與滑道結(jié)構(gòu)結(jié)合，改為環(huán)狀內(nèi)撐。 圖3.3.2.9 c）區(qū)域3：兩根立柱帶一側(cè)斜桿、水平桿組成一個(gè)吊裝單元，地面組拼，整體吊裝。 圖3.3.2.10 d）區(qū)域4：吊裝方法同區(qū)域3，但斜桿與柱用螺栓臨時(shí)連接，待結(jié)構(gòu)（包括臨時(shí)結(jié)構(gòu)）形成后拆除，以滿足2.5m方形截面桅桿在格構(gòu)結(jié)構(gòu)內(nèi)組裝和提升完畢，待提升完畢再補(bǔ)裝斜桿及井格對(duì)撐。 圖3.3.2.11 3）由于頂部實(shí)腹式天線采用提升安裝，根據(jù)組裝和提升需要，須對(duì)格構(gòu)式天線局部進(jìn)行結(jié)構(gòu)加強(qiáng)。 2.3.2實(shí)腹式天線安裝 1）高空拼裝 為了充分利用塔吊的起吊高度，盡可能減小提升滑道長(zhǎng)度，并且考慮提升接長(zhǎng)段，我們將拼裝平臺(tái)搭設(shè)在+480.000平臺(tái)。 圖3.3.2.12 根據(jù)實(shí)腹段重量，結(jié)合塔吊起重量，將實(shí)腹段分成5-6段進(jìn)行拼裝。 天線桅桿+480.000標(biāo)高以上格構(gòu)段里面的水平桿件先不安裝，留出內(nèi)部空間。 圖3.3.2.13 同時(shí)由于箱型實(shí)腹段最大截面2500×2500，為了順利通過格構(gòu)段，從標(biāo)高+520.700～+541.700正八邊形（3500×3500）部分水平桿及斜桿也需后補(bǔ)，如圖： 圖3.3.2.14 2）整體提升 整體提升天線工藝，我們?cè)谏虾|方明珠電視塔天線安裝時(shí)已經(jīng)成功實(shí)施。為確保廣州電視塔天線安裝的安全可靠，成熟工藝的運(yùn)用至關(guān)重要。 a）提升接長(zhǎng)段設(shè)置 為了天線桿整體提升到位,即65.2米的天線箱形段全部伸出格構(gòu)段時(shí)的安全穩(wěn)定和最后的調(diào)整定位，在天線箱形段的下面必須安裝提升接長(zhǎng)段，接長(zhǎng)段的長(zhǎng)度為14.5米，提升接長(zhǎng)段的截面為2.0米×2.0米，接長(zhǎng)段最下面為提升底座。 為了天線箱形段通過天線格構(gòu)段的頂面，從標(biāo)高+541.700～+544.700部分結(jié)構(gòu)需后做，在提升到位，測(cè)量調(diào)整定位之后再補(bǔ)成一體。 圖3.3.2.15 b）提升設(shè)備設(shè)置 天線箱形段的整體提升前，先要在537.200標(biāo)高的格構(gòu)柱上安裝提升支架，在提升支架上安裝液壓提升器，承重鋼絞線通過液壓提升器下垂，然后通過鋼絞線錨具與箱形接長(zhǎng)段底部的提升底座錨固。提升時(shí)液壓提升器向上收起承重鋼絞線，使與鋼絞線錨固的提升底座托著天線箱形段上升，直至天線箱形段的安裝固定位置。 c）滑道導(dǎo)向輪設(shè)置 初步計(jì)算箱形段天線重心位置距提升底座底面約33米左右，由于是高重心提升（構(gòu)件重心在提升點(diǎn)之上），為保證提升時(shí)的安全穩(wěn)定，在天線格構(gòu)段的里側(cè)布置了八根滑道，在天線箱形段及提升接長(zhǎng)段的上下布置了A、B、C三檔導(dǎo)向輪，提升時(shí)每側(cè)導(dǎo)向輪與滑道之間有10mm間隙，保證天線箱形段既不會(huì)傾覆，又不會(huì)卡軌。在箱形段提升到位尚未與格構(gòu)段完全連接固定之前，由A、B兩檔導(dǎo)向輪（距離10米）來抵抗風(fēng)載荷等水平力，保證天線箱形段的安全穩(wěn)定。 圖3.3.2.16 提升立面工況 提升滑道及設(shè)備布置見圖3.3.1.1～2格構(gòu)結(jié)構(gòu)臨時(shí)補(bǔ)強(qiáng)圖。 圖3.3.2.17 實(shí)腹箱型接長(zhǎng)段及導(dǎo)輪設(shè)置 2.3.3 臨時(shí)輔助結(jié)構(gòu)的拆除： 天線鋼桅桿安裝完成后，用塔吊和輔助起重機(jī)具將臨時(shí)輔助結(jié)構(gòu)拆除。拆除過程自上而下，逐節(jié)進(jìn)行。因?yàn)榕R時(shí)結(jié)構(gòu)通過抱箍與桅桿連接，故能保證不損傷原有結(jié)構(gòu)，對(duì)有損傷的防腐涂層進(jìn)行修補(bǔ)，確保其耐久性。 2.3.4 自升外附式塔吊的安裝和拆除： 1）拆除外附式塔吊，則先進(jìn)行自身下降，再安裝一臺(tái)屋面吊QM-18于轉(zhuǎn)換桁架上，拆除塔吊。 圖3.3.2.18 立面布置 圖3.3.2.19 平面布置 2）再布置一臺(tái)QW-6，拆除QM-18。QW-6則人工散件拆除，從施工電梯運(yùn)下。 圖3.3.2.20立面布置 圖3.3.2.21平面布置 由于QM-18、QW-6的荷載遠(yuǎn)比M900D塔吊的荷載小，因此對(duì)原結(jié)構(gòu)的的影響要遠(yuǎn)比M900D塔吊。只需對(duì)QM-18、QW-6的固定進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)處理既可。 第三節(jié) 提升設(shè)備及計(jì)算機(jī)同步控制系統(tǒng) 提升設(shè)備為8臺(tái)400kN穿心式液壓千斤頂，共分為4組，每組2只，布置在+537.200標(biāo)高的格構(gòu)柱內(nèi)側(cè)4個(gè)正邊處（避開+541.700標(biāo)高格構(gòu)結(jié)構(gòu)和實(shí)腹結(jié)構(gòu)的連接部位，以便于連接節(jié)點(diǎn)的施工）。液壓油缸行程280mm。每組千斤頂配一臺(tái)泵源提供動(dòng)力，每臺(tái)千斤頂配有4根Φ15.24高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，左旋和右旋鋼絞線各2根，另外每臺(tái)千斤頂還配置安全錨一付，一旦千斤頂有故障，即可自動(dòng)鎖定鋼絞線，確保系統(tǒng)安全。 計(jì)算機(jī)液壓同步整體提升系統(tǒng)介紹: 由液壓同步提升設(shè)備（主要為提升油缸、液壓泵站組成）和計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(包括電氣系統(tǒng))兩部分組成。 3.1 液壓提升設(shè)備 3.1.1 提升油缸 計(jì)劃采用400kN級(jí)穿心式液壓千斤頂,見下圖。 錨具虛擬裝配 主油缸虛擬裝配 提升油缸實(shí)體 圖3.3.3.1 提升千斤頂模型圖 3.1.2 液壓泵站 液壓系統(tǒng)（液壓泵站）是提升設(shè)備的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)部分，其性能和可靠性對(duì)提升系統(tǒng)的性能影響極大。根據(jù)本工程特點(diǎn)，計(jì)劃采用如下的液壓系統(tǒng)： 型 號(hào) 額定壓力 額定流量 泵站功率 TX－P80 31.5 MPa 80 l/min < 50 KW 液壓泵站的布置方面，共布置4臺(tái)液壓泵站，每個(gè)吊點(diǎn)布置1臺(tái)，采用間歇式的作業(yè)方式，提升速度可達(dá)10m/h。 3.2 計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是同步提升的控制機(jī)構(gòu)，電氣系統(tǒng)則是同步提升的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)之間的聯(lián)系和中介。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過電氣系統(tǒng)采集液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)和吊點(diǎn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過運(yùn)算后發(fā)出控制指令，電氣系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的指令放大傳遞給液壓系統(tǒng)，使液壓系統(tǒng)按規(guī)定的程序和要求進(jìn)行提升作業(yè)。 控制機(jī)構(gòu) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 電氣系統(tǒng) 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 液壓系統(tǒng) 指令 驅(qū)動(dòng) 信息反饋 信息采集 圖3.3.3.2 同步提升系統(tǒng)的原理框圖 同步提升的控制功能主要包括由千斤頂集群動(dòng)作控制（順序控制）、吊點(diǎn)高差控制（偏差控制）、提升力均衡控制（偏差控制）、操作臺(tái)控制，以及安全控制等。 3.2.1 千斤頂集群作業(yè)的動(dòng)作控制 要控制4個(gè)吊點(diǎn)8個(gè)液壓千斤頂同步動(dòng)作，主要的動(dòng)作有上下錨具的緊與松，油缸的伸與縮，同時(shí)還要控制緊錨、松錨、伸缸、縮缸等各步動(dòng)作持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，保證提升載荷在上下錨具之間的平衡轉(zhuǎn)換。 因此，要通過傳感器不斷檢測(cè)錨具的狀態(tài)和油缸的位置，信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)后，經(jīng)判斷與決策，再由計(jì)算機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，開關(guān)錨具和油缸的電磁閥，實(shí)現(xiàn)集群控制。所以，這是一個(gè)位置反饋的閉環(huán)控制子系統(tǒng)。 3.2.2 吊點(diǎn)提升力的均衡控制 要保持提升的穩(wěn)定可靠，必須控制提升過程中各吊點(diǎn)的提升力，使之保持均衡。 為此，要通過傳感器不斷檢測(cè)各提升器的荷載，信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)后，經(jīng)計(jì)算與決策后，再由計(jì)算機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，調(diào)整各吊點(diǎn)的動(dòng)力載荷比。所以，這是一個(gè)壓力反饋的控制子系統(tǒng)。 3.2.3 桅桿在提升過程中的垂直度控制 提升前，在桅桿中設(shè)置垂直度傳感器，并進(jìn)行標(biāo)定，垂直度傳感器輸出的數(shù)字信號(hào)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理后，調(diào)節(jié)各提升點(diǎn)的提升速度，來保持天線桅桿的垂直度。 計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)可進(jìn)行多目標(biāo)控制，并進(jìn)行加權(quán)處理。由于天線桿的垂直度有導(dǎo)輪導(dǎo)軌系統(tǒng)基本保證，故在上海東方明珠電視塔的桅桿提升過程中是以提升力均衡控制為主進(jìn)行的。這樣做不僅提升順利，而且對(duì)導(dǎo)輪導(dǎo)軌系統(tǒng)的受力也是有利的。 3.2.4操作臺(tái)控制 操作臺(tái)控制的功能主要是：系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止、異常時(shí)的緊急停車；系統(tǒng)操作方式切換；系統(tǒng)工作時(shí)各類狀態(tài)、參數(shù)、數(shù)據(jù)等實(shí)時(shí)信息監(jiān)視；吊點(diǎn)偏差超限時(shí)報(bào)警，并決定采取停升、微調(diào)等措施；控制策略轉(zhuǎn)換或修正；系統(tǒng)設(shè)定值和控制參數(shù)修正；各類圖表打印；自動(dòng)存儲(chǔ)各類重要數(shù)據(jù)；歷史數(shù)據(jù)查閱、分析等。 系統(tǒng)狀態(tài)信息 系統(tǒng)控制指令 安全控制 總控制臺(tái) 監(jiān)控計(jì)算機(jī)安全控制 順序控制 操作控制 偏差控制 系統(tǒng)控制電路 液壓驅(qū)動(dòng)電路 傳感檢測(cè)電路 行程傳感器信息 各傳感器信息 電磁閥控制指令 比例閥控制指令 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 電氣系統(tǒng) 系統(tǒng)操作員 實(shí)時(shí)監(jiān)控的畫面：控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)狀態(tài)圖、吊點(diǎn)高度直方圖、系統(tǒng)控制量直方圖、偏關(guān)與控制量對(duì)比直方圖、吊點(diǎn)平面布置圖及偏差指示、偏差一時(shí)間曲線圖、各吊點(diǎn)數(shù)據(jù)表、系統(tǒng)工作數(shù)據(jù)表、PID響應(yīng)曲線圖、總體載荷分布圖、整體平衡度分析圖等。 圖3.3.3.3 同步提升系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)原理框圖 3.2.5 安全控制 1) 防止誤操作措施 電氣系統(tǒng)設(shè)置了各種安全閉鎖，防止手動(dòng)誤操作。 系統(tǒng)啟動(dòng)、停止、操作方式轉(zhuǎn)換等均用主控臺(tái)的硬旋鈕，不用監(jiān)控微機(jī)的鍵盤和鼠標(biāo)，防止誤觸鍵、碰撞等引致的誤動(dòng)作。 軟件具有各種檢驗(yàn)算法，防止操作者修改系統(tǒng)參數(shù)時(shí)誤操作。 2) 斷點(diǎn)保護(hù)措施 系統(tǒng)控制邏輯中設(shè)置了各種互鎖算法，確保在任何情況下以任何方式中斷系統(tǒng)運(yùn)行都不會(huì)引發(fā)系統(tǒng)紊亂。 系統(tǒng)的斷點(diǎn)保護(hù)功能，確保系統(tǒng)不會(huì)因停電或其它硬件故障引起的中斷而丟失數(shù)據(jù)?；謴?fù)供電后系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)斷點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)，并能自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)，決定從斷點(diǎn)處恢復(fù)運(yùn)行，還是從行程第一步重新運(yùn)行。 3) 數(shù)據(jù)鏡像備份 系統(tǒng)對(duì)重要數(shù)據(jù)自動(dòng)作在線的鏡像備份，數(shù)據(jù)損壞時(shí)自動(dòng)提示，便于操作者及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并恢復(fù)正確數(shù)據(jù)。 4) 抗干擾措施 在易受干擾的物理層面上采用抗干擾性能好的可編程控制器(PLC)。 信號(hào)線采取屏蔽措施。 采取電源抗干擾措施。 采取軟件抗干擾措施。 5) 系統(tǒng)連接的可靠性 系統(tǒng)的連接嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)范進(jìn)行，并采用各種接插件，做到簡(jiǎn)捷可靠。 6) 輔助檢測(cè)手段 為確保萬(wàn)無一失，在實(shí)際提升時(shí)采用與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)完全獨(dú)立的輔助檢測(cè)手段，防止傳感器和控制系統(tǒng)的意外故障。 第四節(jié) 天線桅桿安裝過程中的測(cè)量、校正和定位措施 4.1 測(cè)量 桅桿天線安裝是在塔樓結(jié)構(gòu)工程完成之后進(jìn)行的，首先利用核芯筒內(nèi)的投影點(diǎn)定位天線根部控制位置。在分段安裝過程中，逐節(jié)控制天線頂部空間坐標(biāo)，并時(shí)時(shí)校核。天線安裝測(cè)量控制以GPS控制和經(jīng)緯儀場(chǎng)外測(cè)校同步進(jìn)行。 天線桅桿整體測(cè)量校正宜選擇陰天或適當(dāng)時(shí)機(jī)進(jìn)行。以保證其測(cè)校精度。 天線桅桿箱形段在下面拼裝時(shí)可以在外圍用經(jīng)緯儀測(cè)量調(diào)整箱形段拼裝的垂直度，或在箱形段里面用天頂儀來測(cè)量調(diào)整箱形段的拼裝垂直度。 4.2 校正 天線桅桿箱形段提升到位后需要與下面的格構(gòu)段進(jìn)行對(duì)中定位和垂直度調(diào)整。此時(shí)在天線桅桿格構(gòu)段的頂面（+541.700標(biāo)高）與+537.2標(biāo)高處圍著箱形段四周設(shè)置調(diào)整千斤頂，通過+541.700標(biāo)高上的千斤頂進(jìn)行箱形段對(duì)格構(gòu)段的對(duì)中定位，通過+541.700標(biāo)高和+537.2標(biāo)高處的千斤頂協(xié)同操作進(jìn)行箱形段的垂直度的調(diào)整。 4.3 固定 一旦完成測(cè)量和定位工作，立即用預(yù)先準(zhǔn)備的鐵鍥和臨時(shí)定位板對(duì)天線桅桿進(jìn)行可靠固定，并連續(xù)進(jìn)行變截面過渡段的連接工作，減少天氣因素造成的施工風(fēng)險(xiǎn)。 第五節(jié) 安裝過程中的安全保證措施 5.1 提升工藝安全保證 整體提升的天線箱形段連同下面的接長(zhǎng)段、天線設(shè)備初步估算重量為180噸。準(zhǔn)備采用8臺(tái)400KN級(jí)的液壓提升器分四組布置在天線桿的四個(gè)正邊上，2臺(tái)提升器為一組，每一組提升器由一臺(tái)液壓動(dòng)力源供油。每只液壓提升器的額定提升能力為400KN，總提升能力為3200KN。每個(gè)液壓提升器穿4根Φ15.24的Ⅱ級(jí)低松弛鋼絞線，每根鋼絞線的破斷載荷為260KN，總共32根，總破斷載荷為8320KN。因此提升設(shè)備的能力為提升載荷的2倍，鋼絞線的破斷安全倍數(shù)為5.2，對(duì)于提升設(shè)備和提升承重系統(tǒng)來說是安全可靠的。在液壓千斤頂下部還設(shè)有安全錨具，一旦液壓千斤頂有故障，可由安全錨鎖定鋼絞線，確保系統(tǒng)安全，再行故障排除。 依靠格構(gòu)段內(nèi)的八根滑道與箱形段（包括接長(zhǎng)段）上下導(dǎo)向輪保證天線箱形段整體提升時(shí)的抗傾覆。 采用計(jì)算機(jī)控制同步提升系統(tǒng)，實(shí)時(shí)控制四個(gè)提升點(diǎn)相互之間的高差以及調(diào)整四個(gè)提升點(diǎn)的提升力。同時(shí)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)還具備安全監(jiān)測(cè)和報(bào)警功能。一旦系統(tǒng)異常，即自動(dòng)停止執(zhí)行，并顯示故障部位，從而保證提升時(shí)天線箱形段。姿態(tài)受控和整套提升裝置正常運(yùn)行。 5.2 安全操作腳手 5.2.1 操作平臺(tái) 由于天線箱形段提升到位后，要進(jìn)行對(duì)中和垂直度校正，在天線格構(gòu)段與箱形段之間要補(bǔ)缺結(jié)構(gòu)；在提升支架平面需要安裝提升液壓泵站和電氣控制設(shè)備，因此在天線格構(gòu)段+480.000、+487.250、+537.200搭設(shè)安裝操作平臺(tái)和提升設(shè)備平臺(tái)，方便操作，保證施工人員的安全。見下圖： +480.000操作平臺(tái) +487.2500操作平臺(tái) +537.200操作平臺(tái) 圖3.3.5.1 操作平臺(tái)圖 5.2.2 垂直登高腳手 由于天線安裝時(shí)處于超高空，并且結(jié)構(gòu)細(xì)長(zhǎng)，給垂直登高腳手的設(shè)置帶來一定難度。天線原有結(jié)構(gòu)截面除去實(shí)腹箱型截面后，已沒有多余空間設(shè)置登高腳手，勢(shì)必要圍繞結(jié)構(gòu)外圈搭設(shè)腳手。而我們進(jìn)行結(jié)構(gòu)加強(qiáng)后，正好可以利用加強(qiáng)區(qū)域設(shè)置登高腳手。人員在天線內(nèi)部上下行走、操作施工，人的心理感覺將比較安全。 從天線底部至+494.500環(huán)狀登高腳手 從+494.500至天線提升作業(yè)平臺(tái)環(huán)狀登高腳手 圖3.3.5.2 垂直登高腳手圖 5.3 提升階段氣象條件的選擇 俗話說：“天有不測(cè)風(fēng)云”，不正常的氣象條件對(duì)天線桅桿的組裝和提升作業(yè)具有極大的危險(xiǎn)性，盡快縮短組裝和提升時(shí)間，實(shí)現(xiàn)一次連續(xù)提升是規(guī)避不良?xì)夂虻母境雎?。同時(shí)在提升作業(yè)前，必須搜集近期和短期氣候變化的預(yù)測(cè)資料，選擇適宜提升的天氣狀況，如：晴好及風(fēng)力小于6級(jí)等。以確保天線桅桿超高空安裝的絕對(duì)安全。采用目前連續(xù)提升的方法，從提升到臨時(shí)固定，不超過24小時(shí)。我們?cè)诎才抛鳂I(yè)計(jì)劃時(shí)，已預(yù)留一周的時(shí)間，以選擇良好的氣象條件，并且確保工期如期完成。 第六節(jié) 桅桿天線安裝時(shí)結(jié)構(gòu)分析 6.1天線安裝過程結(jié)構(gòu)分析內(nèi)容 電視塔天線分為格構(gòu)段和實(shí)腹段，施工過程中也分為格構(gòu)段和實(shí)腹段兩部分安裝。格構(gòu)式部分由安裝于轉(zhuǎn)換桁架上的塔吊安裝完成。箱型天線部分先由塔吊分段吊裝到格構(gòu)部分天線內(nèi)部，拼裝完成后整體提升就位。安裝過程中，安裝在轉(zhuǎn)換桁架上的M900D塔吊可能會(huì)給結(jié)構(gòu)帶來一定影響，并且安裝過程中塔吊會(huì)有附墻桿連接到天線格構(gòu)部分，對(duì)這些過程進(jìn)行驗(yàn)算，確保安裝過程的安全進(jìn)行。 6.2計(jì)算工況 工況一：結(jié)構(gòu)安裝完畢后，外扶塔吊安裝到位，開始安裝天線格構(gòu)式部分 工況二：天線格構(gòu)式部分安裝完畢 工況三：天線箱型部分頂升到頂 圖3.3.6.1 工況一 圖3.3.6.2 工況二 圖3.3.6.3 工況三 6.3 荷載形式及組合 主要考慮塔吊荷載在天線安裝中給結(jié)構(gòu)帶來的影響，計(jì)算中考慮塔吊荷載、風(fēng)荷載及自重荷載的作用。 自重G 程序自動(dòng)生成 活荷載H 塔吊荷載、天線頂升荷載及施工活荷載 一臺(tái)M900D塔吊：自立式時(shí)豎向力2550KN，水平力330KN，彎矩13220KN*m。外附時(shí)豎向力3000KN，附墻水平力900KN。 風(fēng)荷載W 按公式計(jì)算，每層不同。廣州30年一遇的基本風(fēng)壓。按插值取0.35KN/m2，以頂層為例：=1.4×1.5×3.2×0.35=1.68KN/m2 。 荷載組合： 變形：1.0自重＋1.0風(fēng)荷載＋1.0活荷載 應(yīng)力：1.2自重＋1.0風(fēng)荷載＋1.4活荷載 1.2自重＋1.4風(fēng)荷載＋1.0活荷載 6.4 計(jì)算結(jié)果 1)工況一 考慮塔吊的最不利施工狀態(tài)。 塔吊四個(gè)支座各點(diǎn)上的力作用點(diǎn)如下圖： 圖3.3.6.4 塔吊反力作用點(diǎn) 考慮塔吊底部彎矩的對(duì)結(jié)構(gòu)影響的最不利施工狀態(tài)下： 支座一:Fx=85KN Fz=-3750KN 支座二：Fx=85KN Fz=567KN 支座三：Fx=85KN Fz=567KN 支座四：Fx=85KN Fz=2610KN （1）最不利工況變形： A、結(jié)構(gòu)豎向變形： 圖3.3.6.5 頂部結(jié)構(gòu)豎向變形 圖3.3.6.6 結(jié)構(gòu)豎向變形 結(jié)構(gòu)最大豎向變形104mm。滿足要求。 圖3.3.6.7 塔吊支座豎向變形 塔吊支座最大豎向變形4.5mm。滿足要求。 B、結(jié)構(gòu)水平變形： 圖3.3.6.8結(jié)構(gòu)水平變形 結(jié)構(gòu)頂部最大水平變形553mm。滿足要求。 最不利工況應(yīng)力分布如下： 圖3.3.6.9 結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布 圖3.3.6.10頂部桁架應(yīng)力分布 鋼結(jié)構(gòu)最大組合應(yīng)力150N/mm2<305 N/mm2，頂部桁架最大組合應(yīng)力61N/mm2<305 N/mm2，滿足要求。 塔吊支撐梁最大應(yīng)力63 N/mm2<315 N/mm2滿足要求。（塔吊荷載作用） 塔吊支座處拉桿最大應(yīng)力64 N/mm2<315 N/mm2滿足要求。 圖3.3.6.11 塔吊支撐處應(yīng)力分布 2）工況二 選取天線結(jié)構(gòu)部分，對(duì)天線做單獨(dú)計(jì)算。由于外附式塔吊附墻的水平力主要由第一道附墻承受，因此模型中只顯示第一道附墻。 (1) 最不利工況變形： A、結(jié)構(gòu)豎向變形： 圖3.3.6.12 結(jié)構(gòu)豎向變形 天線最大豎向變形6.7mm。滿足要求。 B、結(jié)構(gòu)水平變形： 圖3.3.6.13 結(jié)構(gòu)水平變形 天線最大水平變形83mm。滿足要求。 (2)最不利工況應(yīng)力： 圖3.3.6.14 結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布 天線最大應(yīng)力75N/mm2，滿足要求。 3）工況三 天線提升反力：天線提升對(duì)格構(gòu)段的作用力：豎向180噸（包括設(shè)備），水平力40噸（包括風(fēng)荷載和不同步提升所產(chǎn)生的）。 圖3.3.6.15提升反力下部作用點(diǎn) 圖3.3.6.16提升反力上部作用點(diǎn) (1)最不利工況變形： A、結(jié)構(gòu)豎向變形： 圖3.3.6.17 結(jié)構(gòu)豎向變形圖 結(jié)構(gòu)最大變形11mm。滿足要求。 B、結(jié)構(gòu)水平變形： 圖3.3.6.18結(jié)構(gòu)水平變形圖 天線格構(gòu)段頂部最大水平變形139mm。滿足要求。 (2)最不利工況應(yīng)力： 圖3.3.6.19結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布圖 天線最大應(yīng)力106N/mm2滿足要求。 綜上所述，桅桿天線在整個(gè)施工過程中是安全可靠的。 第七節(jié) 其它合理化建議 7.1現(xiàn)場(chǎng)連接接頭形式 天線桅桿格構(gòu)段和箱形段各桿件，各分段之間的連接是否能采用高強(qiáng)螺栓連接形式，以便在調(diào)整定位后能迅速固定，并且能保證防腐涂層完好，確保其耐久性。 7.2 表面涂裝 整個(gè)天線常年暴露在外，日曬雨淋，對(duì)表面涂裝要求很高，且考慮到平時(shí)維護(hù)的不便，因此，采用何種涂裝工藝須慎重考慮。 在上海東方明珠電視塔施工時(shí)，表面涂裝采用了鋁鋅復(fù)合涂層，從1994竣工至今外觀效果依然很好，尚未補(bǔ)涂過。在此，供設(shè)計(jì)參考。 7.3 鋼材選用 天線裸露在外，鋼材的選用也應(yīng)該加以適當(dāng)考慮，應(yīng)優(yōu)先選用耐腐性能良好的鋼材。上海東方明珠電視塔，采用了耐候鋼材，在此，也供設(shè)計(jì)參考。