北京中建建筑科学技术研究院 SQD型松卡式千斤顶及其成套技术 一、前言 北京中建建筑科学技术研究院(原中建一局科研所)隶属于中建一局集团,本着“发展施工技术,造福于全人类”的宗旨,自1988年起十余年来,致力于SQD型松卡式千斤顶及其成套技术的研究、开发和应用。SQD型松卡式千斤顶及其配套技术,先后获得了四项国家专利,1994年被列为国家级新产品、同年又列为建设部科技成果重点推广项目,1995年被列为国家级科技成果重点推广项目。从单一的SQD—90—35型松卡式千斤顶逐步开发出SQD—90—35f型、SQD—160—100s.f型松卡式千斤顶、SQD—5000型液压千斤顶和SQD—60—10L及SQD—60—10L.Z型拉拔检测仪等系列产品。千斤顶的承载力从几吨到几百吨、液压行程从10mm到400mm、工作油压从10Mpa到63Mpa。以这些产品为核心已逐步形成了“松卡大顶滑模(爬升)施工成套技术”、“大型储罐或(钢桅杆等)液压提升成套技术”、“横跨双楼通讯塔整体液压提升施工技术”、“大型设备或特大型设备的液压顶升、下降就位成套技术”、“特大型钢网架结构的‘滑柱顶网’施工成套技术”以及“钢筋锚固力拉拔检测技术”。下面分七个方面作一简单介绍。 二、松卡大顶滑模施工成套技术(包括电脱模技术) 松卡大顶滑模施工成套技术是以SQD—90—35型松卡式千斤顶(简称松卡大顶,该顶的结构合理,支承杆采用Φ48×3.5钢管且可随时抽拔,卡紧性能和密封性能好、操作简便、现场处理打滑及更换卡块既快又方便,较普通的滑模千斤顶更具特色)为主体,已在全国各地以及印度等国家的上百个滑模工程施工中应用,并创造了一系列的新纪录:在山东电缆厂滑模施工中创造了三天半滑一层(6m层高、框架结构)的最快速度;在北京西客站14#住宅楼滑模施工中创造出了高层建筑中使用千斤顶最少的纪录(>4m2/台);在北京18m筒仓滑模施工创造了支承杆50m高,一次性全部拔出回收的纪录,并创造了3.21m最大间距的纪录;在河南永厦两个连体煤仓滑模施工中创造了36.5m高滑模施工既不漏油,又不换千斤顶,也不更换卡块的纪录;在丹东电厂240m烟囱滑模施工中,做到了既不漏油、又不换千斤顶,一滑到顶的纪录等等。因此松卡大顶滑模施工成套技术在日趋成熟的同时,不断地创造出新的业绩,保持了国内领先水平的地位。同时电脱模技术的成功应用,解决了滑模施工中难以涂刷隔离剂、砼粘结模板难以清除的难题。总之,松卡大顶配以电脱模技术使滑模施工质量更有了保证。 电脱模技术是通过插入新浇混凝土的电极棒(正极)和钢模板(负极)之间的电场对水分子的电解、电渗作用,在模板和混凝土之间形成水气层,实现阻隔已浇筑的混凝土与模板之间粘结的一种脱模技术。它适用于钢模板或其它导电体制成的模板进行的混凝土施工,该项技术是通过DT.AI-40/12型电脱模器来实现的。电脱模技术的主要优点是:电脱模器体小轻便、操作简单、安全,且省力、省电、经济性好;模板上不需涂刷隔离剂,便于清洗、保养;不污染混凝土表面、不影响混凝土强度,且有早强作用等。 三、大型储罐倒装法液压提升施工成套技术 大型储罐倒装法液压提升施工成套技术是以SQD—160—100s.f型松卡式千斤顶(承载力为16t,液压行程为100mm)为主体,配以不同型号的液压泵站、液压管路以及专用提升架等配件,组成大型储罐液压提升成套设备。可适用于各种类型大型储罐(拱顶罐、浮顶罐、内浮顶罐等)的液压提升施工。“大型储罐倒装法液压提升施工成套技术”已广泛应用于北京东方化工厂、南京杨子石化公司、天津津国石油储运工程、上海高桥化工厂、上海国际机场(浦东)、上海卡博特工程、九江石化总公司、大连西太平洋石化公司、辽河油田、深圳、玉门、大庆、安徽、江苏、浙江、福建、湖南、陕西等省市以及斯里兰卡等国的上千台各种类型的钢制的几千立方米至几万立方米储罐的液压提升施工和旧储罐改造施工。经各项工程广泛使用,证明该项技术确实具有集中控制、操作简便、安全可靠(不下坠)、准确控制焊缝间隙和随时调整提升高度的优点,可确保工程质量,同时可以节省劳动力、降低成本,经济效益显著等等。总之,达到国际先进水平的大型储罐倒装法液压提升施工成套技术,深受广大用户欢迎。 四、特大型钢网架结构的“体外滑柱顶网”施工成套技术 “滑柱顶网”施工,就是在地面拼装钢网架,然后在柱子滑模施工的同时,将特大型钢网架整体顶升到安装位置(柱顶)。 由我集团总承包的北京展览馆扩建工程西展厅系螺栓球节点网架结构,其结构形式为四角锥,网架平面形状为异形,面积为3855.5m2。整个网架长71.5m、宽55m,网架自重加上附件等总荷载为350t,整个网架由26根Ф800的柱子支承,柱顶标高为9m。本工程的三面均与原建筑物相连,场地窄小;年初开工,要求建国五十周年前建成使用,时间紧迫。在这种情况下,采用了我院提供的120台SQD―90―35型松卡大顶及其液压系统进行了“体外滑柱顶网”施工。该方法不需要另外设置专用的提升钢架,只要有Ф48×3.5mm脚手架钢管作支承杆就可以了。在体外滑模施工26根Ф800mm柱子的同时将整个网架一起带上去,柱子滑升到多高,网架就带到多高,不需要单独柱子或搭设提升施工专用钢架。这种“体外滑柱顶网”施工在国内尚属首次,并取得了圆满成功,确保了国庆前建成并圆满举办了建国五十周年成就展。这一事实充分说明了“滑柱顶网”施工法具有如下优点:将柱子的滑模施工与整个网架(包括通风设备等)的顶升施工紧密结合同时进行,既加快了施工速度,又取得了良好的经济效益;钢网架在平地(或低空)组装,质量容易保证,且减少了大量的高空作业;施工现场用工量少,且文明、干净、安全;“滑柱顶网”施工方法特别适用于时间紧、场地窄、柱顶较高的钢网架结构。 总之,“滑柱顶网”施工法,具有良好的经济效益和社会效益,将广泛应用于体育馆、展览馆、机库或候机楼等钢网架的建筑施工中。 五、液压提升技术的拓展 1. 水塔之水柜的液压提升施工 SQD—90—35型松卡式千斤顶主要用于工程建筑物(或构筑物)的滑模(即爬升)施工,由于该千斤顶的上、下卡头具有交替卡紧支承杆的特性,爬升高度不受限制,将它倒置后就可用于水塔水柜的液压提升施工。北京、天津、邢台、邯郸、四川、绵阳等各地均采用SQD—90—35型松卡式千斤顶进行了液压提升不同容积(100m3~500m3)
的水柜,均取得了圆满成功,并创造了滑模千斤顶中实际承载力达到11t多(支承杆为Φ48×5的无缝钢管)的最高纪录。 2. 钢桅杆液压提升施工 我集团承建的北京嘉里中心工程中,首次采用北京中建建筑科学技术研究院提供的“钢桅杆液压提升成套设备”,圆满完成了该中心办公楼和酒店楼顶处的4根钢桅杆的液压提升施工,并取得良好的社会效益和经济效益。 办公楼顶的2根钢桅杆,每根长36米(重23.88吨),提升高度17.68米,就位高度129.07米;酒店楼顶的2根钢桅杆,每根长30米(重19.9吨),提升高度20.37米,就位高度80.22米。 办公楼顶钢桅杆在1998年初完成液压提升施工,每根净提升时间约为9.8小时,同年8月进行酒店楼顶的钢桅杆提升时,简化了施工工艺,每根钢桅杆的平均净提升时间约为5.5小时;实际提升速度可达每小时4-5米。 由4台SQD―160―100s.f型松卡式千斤顶及其成套设备组成的“钢桅杆液压提升成套设备”,值得在高层建筑工程的钢桅杆、钢尖塔等液压提升施工中推广应用。 3. 横跨双楼通讯塔整体液压提升施工技术 采用SQD型松卡式千斤顶及配套设备和相关技术,将辽宁省高级人民法院大楼工程(简称高法工程)的横跨双楼通讯塔于2000年11月17日平稳、安全、顺利地整体同步提升到71.2米的高度,巍然屹立在相距43米之远的两幢高楼的屋顶之上,这是我国建筑史上一个新的壮举。 辽宁高法工程是一座设计精巧、创意独特、结构严谨的综合性智能双楼大厦,它是辽宁省的一项重点工程。大厦位于沈阳北站金融开发区,它将成为沈阳市迈向二十一世纪的标志性建筑。 由我集团城建的通讯塔是体现大厦现代化的一个重要标志物。横跨大厦之上的通讯塔是由主塔柱、副塔柱和钢尖塔三部分组成的钢结构,其施工、安装具有高、大、精和险的特点: 高:塔体总高55.8米,塔尖标高达到127米,净提升高度达43.9米。 大:塔柱投影长度67.186米,整塔全高55.8米,该塔为四角锥体,体积4万立方米,重达151吨的庞然大物。 精:该塔由多种变截面结构组成,且采用高强螺栓和焊接进行高精度的高空组装和空中对接,提升高度必须精确。 险:该塔横跨两幢高楼的屋顶上(两楼间距43米,同楼塔座距离51.6米),塔整体从+27.3米提升到+71.2米即提升高度达到43.9米,且塔的四端与墙体间距小于20厘米,提升过程必须平稳,因而难而险。 经专家多次对几种施工方案的综合论证,决定采用整体同步液压提升方案,在两幢楼顶的两端塔座处分别设置提升钢架,在每处设置六台SQD—160—100s·f型松卡式千斤顶(每台顶的承载力为160kN、提升杆为直径32毫米圆钢),共计24台千斤顶。在两幢楼顶上各设置一台液压泵站,两台泵站之间用电控装置进行连接,使泵站既可统一控制,又可分别控制即可以四个端头(四个提升点)同时进行提升,又可以使某一个端头单独进行提升。根据实际需要可以单个顶进行调整,特别灵活。因而提升高度控制可以做到非常精确(1—2毫米),正常提升速度每小时可达2.5—3米。从而将该塔平稳、安全、顺利地从标高+27.3米提升到+71.2米处就位。整个提升过程中始终比较平稳(晃动量一般在2—4厘米),虽遇到6—7级大风也照常进行。该塔就位精度达到轴线偏差5毫米,垂直度偏差5毫米的理想效果。 本整体液压提升施工取得圆满成功的事实,充分证明SQD型松卡式千斤顶的应用又拓展了一个新的领域。 六、大型设备液压顶升技术的应用与发展 1. 冷却塔的液压顶升就位 我集团承建的招商大厦的第17层(屋顶层)已安装好的3台冷却塔及钢架(长15m多、宽8m多、20余吨的庞然大物)由于设计变更,需将塔及钢架整体顶升后放置56号大工字钢,塔吊无法吊装,手压千斤顶无法同步,容易造成个别千斤顶超载而失败,这就成了难题。 我们采用12台SQD—160—100s.f型松卡式千斤顶(按承载力需要4台就可解决问题,由于屋面楼板承载力所限,需要12台同时工作)及其配套设备,将3个冷却塔及钢架整体顶升起710mm,在56号大工字钢(高560mm)就位后,又将其整体平稳地落下,圆满地完成了顶升就位安装任务,从而顺利、安全、平稳地解决了这个施工难题。 2. 大型化工设备的顶升就位 1998年初为了适应市场对超大型设备(尤其是大型化工设备)安装施工的需要,研制成功了四台“SQD—5000型液压千斤顶及其配套设备”。经过一系列的试验和改进,使该千斤顶及其配套设备全面达到了市场需求的五大特点:额定承载力大,5000kN;额定油压高,63Mpa;液压行程长,400mm;自重轻,仅640kg;液压阀组能起节流和调速作用。 沉降器和再生器是亚洲最大规模的大庆油田化工总厂年生产能力为180万吨重油催化裂解装置(ARGG装置)中两大关键设备。其中沉降器钢架(包括汽提段)长10.8m、宽7.0m、高47.2m、重666.6吨;再生器钢架(包括再生器下段、烧焦管在内)长、宽均为10.8米、高53米、重1050吨,比沉降器更重、更大、更高。目前国内尚没有能将它们整体吊起行走就位的起重设备,只能依靠特制的500吨的双桅杆将它们竖起,然后用卷扬机将它们分别从离就位约8米和11米处牵引到预定位置(比正式就位位置高出770毫米),再采用4台SQD—5000型液压千斤顶及其配套设备将它们顶升后,撤走排子,然后下降达到就位位置。我院采用此套设备分别于7月18日和9月30日在沉降器和再生器钢架液压顶升、下降就位施工中都做到了平稳、安全、可靠,并取得了圆满的成功,为国庆49周年献上了一份厚礼。这标志着北京中建建筑科学技术研究院在超高压技术的研究方面跨上了一个崭新的高度。 七、钢筋锚固力拉拔检测技术的开发和应用 在旧房改造工程中,旧砖墙墙体装修时,往往需要将一定粗细的钢筋插入旧砖墙的缝隙中一定深度,然后采用胶粘剂将其粘结锚固住;在玻璃幕墙的工程中,往往预埋了许多膨胀螺栓;还有些因业主要求或设计变更,需要增设结构钢筋。以上这些钢筋和膨胀螺栓的锚固力能否达到设计要求,均需要对它们进行现场检测。为了适应这些钢筋(或膨胀螺栓)锚固力的拉拔检测的要求,我们研究开发出了SQD-60-10L型和SQD-60-10L.Z型松卡式钢筋锚固力拉拔检测仪(简称6T拉拔仪),这两种拉拔检测仪主要用于Φ20以下的钢筋(或膨胀螺栓)的锚固力的检测。对于Φ20和Φ20以上的钢筋锚固力的检测,我们则采用SQD-200-100s.f型松卡式钢筋拉拔检测仪(简称20t拉拔检测仪)来进行。 6T拉拔仪型体轻巧、操作和携带方便、检测快捷,尤其在墙体上使用更显出其优越性。全套设备仅重14kg,其中拉拔千斤顶,由于设计油压高(50Mpa),因而小巧,仅重1.7kg、3.05kg。无论放在水平面上,还是放到墙面上都很方便。 我院采用上述拉拔检测仪,在我集团承建的北京民族文化宫等旧砖墙改造工程的多种规格的钢筋锚固力检测、在庄胜广场等玻璃幕墙预埋件以及各种规格的膨胀螺栓锚固力的检测中进行了应用,都取得了很好的效果。对于Φ20以上钢筋锚固力的检测也开展了不少锚固力检测工作。 八、结束语 我们将根据市场的需要,继续开发SQD型液压千斤顶系列的新产品(拟开发的有25t、10t等提升千斤顶及6t滑模、爬模千斤顶,提升杆有圆钢的、钢管的、还有钢绞线的),在不断开拓的道路上誓以“精湛的技术、可靠的质量、满意的服务”竭诚为施工技术的发展贡献一份力量!
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