CN102409864B - 一种钢桁架的施工方法及其吊装时使用的临时加固装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢桁架的施工方法及其吊装时使用的临时加固装置，其在钢桁架吊装前于钢桁架上增设临时加固装置，在钢桁架安装就位后拆除临时加固装置。临时加固装置包括两根交叉设置的支撑柱，临时加固装置安装到钢桁架上时，其安装于上、下弦之间，并且位于相邻的两根直腹杆之间，两根支撑柱的两端分别可拆卸地固定连接在上、下弦上，并且其中一根支撑柱与上、下弦的连接部位位于相应斜拉杆与上、下弦的连接部位附近。本发明在吊装钢桁架之前，通过临时加固装置对斜拉杆进行临时固定，使整体构件的受力体系不会出现异变，在斜拉杆完成张拉之前保证了结构的整体稳定性与安装质量精度，可提高钢桁架吊装时的安全性，节约工程造价，缩短工程周期。
Description
技术领域
本发明属于钢结构技术领域，尤其涉及一种钢桁架的施工方法及其吊装时使用的临时加固装置。
背景技术
钢桁架一般具有上弦及下弦，于上、下弦之间设有若干平行间隔的直腹杆，于相邻的两根直腹杆之间还设有斜拉杆。斜拉杆的两端分别连接在上、下弦上，并且其一端连接在上弦与其中一根直腹杆的连接部位附近，而其另一端连接在下弦与另一根直腹杆的连接部位附近。
钢桁架的施工过程中，首先，在地面将上弦、下弦、直腹杆及斜拉杆拼装并固定连接；然后，通过大型履带吊进行钢桁架的转移和翻身，使其移动至构件的起吊位置；之后，通过大型履带吊吊装钢桁架，使钢桁架安装到所需的位置。对于大跨度的钢桁架，在吊装的过程中，由于钢桁架的跨度较大（通常能达到49m左右），其斜拉杆的稳定性及刚度较差，履带吊勾吊钢桁架的吊点处应力集中，易使斜拉杆受压而发生弯曲或扭曲变形。
在某些结构体系中，例如钢屋盖为马鞍形车副式空间异形结构，各钢桁架分属不同空间位置，受力体系为非平面空间错位发散性体系，应力构造极为复杂。钢桁架的斜拉杆安装到位后的张拉引起的局部应力变化，会引起整个结构体系的应力重分布，因此，斜拉杆的变形会对结构的整体稳定性与安装精度造成很大的负面影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种钢桁架的施工方法，其可避免施工过程中钢桁架的斜拉杆发生变形。
本发明所要解决的另一个技术问题在于，提供一种钢桁架吊装时使用的临时加固装置，其可增强钢桁架吊装时的稳定性及刚度。
针对上述钢桁架的施工方法，本发明是这样加以实现的，该施工方法包括以下步骤：
a.在地面将钢桁架上弦、钢桁架下弦、钢桁架直腹杆及钢桁架斜拉杆拼装并固定连接；
b.提供至少一个临时加固装置，其包括两根交叉设置的支撑柱，将所述临时加固装置安装在所述钢桁架上、下弦之间，并且位于相邻的两根钢桁架直腹杆之间，使所述的两根支撑柱的两端分别可拆卸地固定连接在所述钢桁架上、下弦上，并且其中一根支撑柱与所述钢桁架上、下弦的连接部位位于相应钢桁架斜拉杆与所述上、下弦的连接部位附近；
c.将所述钢桁架移动至构件的起吊位置，并吊装所述钢桁架至所需位置；
d.所述钢桁架安装就位后，拆除所述临时加固装置。
进一步地，所述步骤a包括以下步骤：
a1.所述钢桁架上、下弦分别具有数段，在地面铺设垫凳，将钢桁架上、下弦数段放置于所述垫凳上，测量无误后，开始焊接所述钢桁架上、下弦；
a2.在焊接所述钢桁架上、下弦的同时，同步进行钢桁架直腹杆的拼装和焊接，焊接钢桁架直腹杆前进行测量校正定位。
a3.进行钢桁架斜拉杆的安装，在吊装所述钢桁架之前给所述斜拉杆施加预拉力。
进一步地，所述步骤a3中，所述钢桁架斜拉杆为单向斜拉杆，其预拉力不小于20KN。
进一步地，所述步骤b中，所述临时加固装置通过高强螺栓与所述钢桁架上、下弦固定连接。
进一步地，所述钢桁架通过钢桁架直腹杆将其分为七或八个间隔，所述钢桁架上、下弦之间的间距逐渐缩小；所述步骤b中，于所述钢桁架上安装有三个所述的临时加固装置，所述临时加固装置分布于从所述钢桁架端部最高处往最低处方向的第二至四个间隔。
针对上述钢桁架吊装时使用的临时加固装置，本发明是这样加以实现的，该临时加固装置包括两根交叉设置的支撑柱，所述临时加固装置安装到钢桁架上时，其安装于钢桁架的上、下弦之间，并且位于相邻的两根钢桁架直腹杆之间，所述的两根支撑柱的两端分别可拆卸地固定连接在所述钢桁架的上、下弦上，并且其中一根支撑柱与所述钢桁架的上、下弦的连接部位位于相应钢桁架斜拉杆与所述钢桁架的上、下弦的连接部位附近。
进一步地，所述临时加固装置安装到钢桁架上时，其中的另一根支撑柱的一端连接在所述钢桁架的上弦与其中一根直腹杆的连接部位附近，而其另一端连接在所述钢桁架的下弦与另一根直腹杆的连接部位附近。
进一步地，所述钢桁架的上、下弦上与所述支撑柱的连接部位设有连接耳板，所述临时加固装置安装到钢桁架上时，所述支撑柱通过高强螺栓与所述连接耳板相连接。
进一步地，其中一根支撑柱为通长，另一根支撑柱在与所述通长支撑柱的交叉处断开为两小段，并且与所述通长支撑柱于交叉处焊接在一起。
进一步地，每一支撑柱包括两根平行间隔设置的平行杆，于二平行杆之间连接有若干连接件，所述的两根支撑柱于交叉处设有一个所述的连接件。
与现有技术相比较，本发明在吊装钢桁架之前，通过临时加固装置对钢桁架斜拉杆进行临时固定，使整体构件的受力体系不会出现异变，在斜拉杆完成张拉之前保证了结构的整体稳定性与安装质量精度，可提高钢桁架吊装时的安全性，节约工程造价，缩短工程周期。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例中钢桁架的工装示意图。
图2是图1中临时加固装置与钢桁架配合的局部放大示意图。
图3是图2中直腹杆、斜拉杆及支撑柱与钢桁架上弦连接部位的局部放大示意图。
图4是图2中直腹杆、斜拉杆及支撑柱与钢桁架下弦连接部位的局部放大示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1至图4，是本发明一较佳实施例中钢桁架的工装示意图，本发明在钢桁架吊装前于钢桁架上增加设置至少一个临时加固装置，在钢桁架安装就位后再行拆除临时加固装置，这种方式可避免施工过程中钢桁架斜拉杆发生变形，从而增强钢桁架吊装时的稳定性及刚度。
本实施例中的钢桁架可用于构成钢屋盖，其包括上弦1、下弦2、多根直腹杆3及斜拉杆4。
上弦1与下弦2上下设置，并且上、下弦1、2之间的间距逐渐缩小。上弦1的截面呈凹形，下弦2的截面呈箱形，在结构完成卸载后，上、下弦1、2与屋面水平拉杆和檩条等支撑构件（图中未示出）共同承担屋面的各种荷载，使钢屋盖形成一个整体的稳定体系。
直腹杆3为竖直方向的圆管，其两端分别通过一连接板5与上、下弦1、2焊接固定。本实施例中，直腹杆3平行间隔设置，将整榀钢桁架分为七或八个间隔。
斜拉杆4为圆柱形钢杆，其位于相邻的两根直腹杆3之间，其两端分别连接在上、下弦1、2上，并且其一端连接在上弦1与其中一根直腹杆3的连接部位附近，而其另一端连接在下弦2与另一根直腹杆3的连接部位附近。本实施例中的斜拉杆4为单向高强度斜拉杆，在形成稳定的结构后，斜拉杆4受拉力。斜拉杆4需在吊装前施加一个预拉力，在钢桁架定位完成焊接后，再进行斜拉杆4张拉，使斜拉杆4达到设计的理论值。本实施例中，于上、下弦1、2上与斜拉杆4连接部位分别设有连接耳板6，连接耳板6可由多块钢板叠加而成，其厚度较厚，斜拉杆4的两端通过销轴7与连接耳板6连接，从而使斜拉4杆与上、下弦1、2连接起来，斜拉杆4的轴力可通过连接耳板6传递到上、下弦1、2上去，其中，销轴7可由钢材制成。对斜拉杆4施加预拉力时，可通过旋转连接耳板6，调节斜拉杆4中部的调节套筒（图中未示出），来使斜拉杆4处于一定的预拉力状态
临时加固装置包括两根交叉设置的支撑柱8，其中一根支撑柱8为通长，另一根支撑柱8在与通长的支撑柱8的交叉处断开为两小段，并且与通长的支撑柱8于交叉处焊接在一起。本实施例中，每一支撑柱8包括两根平行间隔设置的平行杆（图中未标示），于二平行杆之间连接有若干连接件82，两根支撑柱8于交叉处设有一个连接件82。上述临时加固装置可由型钢拼接面成，在现场拼接为交叉状后再安装到钢桁架上，平行杆及连接件82皆可采用槽钢，连接件82的两端可焊接在二平行杆上。
本实施例中于钢桁架上安装有三个临时加固装置，临时加固装置分布于从钢桁架端部最高处往最低处方向的第二至四个间隔，以提供钢桁架吊装时的稳定性和刚度，使其在地面翻身和高空吊装过程中，不至于造成钢桁架的斜拉杆4和上、下弦1、2扭曲或弯曲变形。
将上述临时加固装置安装到钢桁架上时，每一临时加固装置安装于钢桁架的上、下弦1、2之间，并且位于相邻的两根直腹杆3之间。两根支撑柱8的两端分别可拆卸地固定连接在上、下弦1、2上，并且其中一根支撑柱8与上、下弦1、2的连接部位位于相应斜拉杆4与上、下弦1、2的连接部位附近。本实施例中，上、下弦1、2上与支撑柱8的连接部位设有连接耳板9，连接耳板9可由钢板制成，支撑柱8通过高强螺栓10与连接耳板9相连接，从而将临时加固装置与上、下弦1、2连接起来，临时加固装置的轴力可通过连接耳板9传递到上、下弦1、2上去。
上述钢桁架在施工时，主要包括以下步骤：
首先，在地面将钢桁架的上弦1、下弦2、直腹杆3及斜拉杆4拼装并固定连接。首先在地面铺设数条通长的H型钢（图中未示出）当作拼装钢桁架用的垫凳，钢桁架的上、下弦1、2分别具有数段，将钢桁架的上、下弦1、2数段放置于垫凳上，测量无误后，开始焊接钢桁架上、下弦1、2；在焊接钢桁架上、下弦1、2的同时，同步进行直腹杆3的拼装和焊接，焊接直腹杆3前进行测量校正定位，焊接时采用对称焊接的方法进行焊接，严格遵循一定的焊接顺序进行焊接；以上工作完成后，进行斜拉杆4的安装，安装时，斜拉杆4的预拉力应不小于20KN。
然后，提供至少一个临时加固装置，将两根交叉的支撑柱8的两端分别通过高强螺栓10固定连接在钢桁架上、下弦1、2的连接耳板9上。本实施例中，从钢桁架端部最高处往最低处方向的第二至四个间隔内分别安装一个临时加固装置。
完成上述工作后，在地面用大型履带吊（图中未示出）进行钢桁架的移动和翻身，使其移动至构件的起吊位置，大型履带吊调整好方向就位后，再进行钢桁架的吊装，使钢桁架精确安装至所需位置。
最后，钢桁架安装就位后，拆除上述临时加固装置。
本发明在吊装钢桁架之前，通过临时加固装置对钢桁架斜拉杆4进行临时固定，并选定合理的吊装方案及斜拉杆4的张拉顺序，使整体构件的受力体系不会出现异变，在斜拉杆4完成张拉之前保证了结构的整体稳定性与安装质量精度，可提高钢桁架吊装时的安全性，节约工程造价，缩短工程周期。
上述临时加固装置的使用不受钢桁架的结构形式和连接耳板形状等限制，使用面较为广泛；同时，可通过修改型材截面和连接耳板厚度的方式，以满足不同结构斜拉杆4张拉的需要，可作为钢桁架吊装施工的常规工装进行推广。此外，上述临时加固装置所使用的连接板件可在加工厂进行制作，型材和高强螺栓10可在市场采购，型材在工厂里进行冲孔。临时加固装置便于安装和拆卸，可在钢桁架安装就位完成焊接后进行拆除，未来可当作一般性的刚性支撑做多次循环利用，从而可节省大量成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种钢桁架的施工方法，包括以下步骤：
a.在地面将钢桁架上弦、钢桁架下弦、钢桁架直腹杆及钢桁架斜拉杆拼装并固定连接；
b.提供至少一个临时加固装置，其包括两根交叉设置的支撑柱，将所述临时加固装置安装在所述钢桁架上、下弦之间，并且位于相邻的两根钢桁架直腹杆之间，使所述的两根支撑柱的两端分别可拆卸地固定连接在所述钢桁架上、下弦上，并且其中一根支撑柱与所述钢桁架上、下弦的连接部位位于相应钢桁架斜拉杆与所述上、下弦的连接部位附近；
c.将所述钢桁架移动至构件的起吊位置，并吊装所述钢桁架至所需位置；
d.所述钢桁架安装就位后，拆除所述临时加固装置。
2.如权利要求1所述的钢桁架的施工方法，其特征在于，所述步骤a包括以下步骤：
a1.所述钢桁架上、下弦分别具有数段，在地面铺设垫凳，将所述钢桁架上、下弦数段放置于所述垫凳上，测量无误后，开始焊接所述钢桁架上、下弦；
a2.在焊接所述钢桁架上、下弦的同时，同步进行钢桁架直腹杆的拼装和焊接，焊接钢桁架直腹杆前进行测量校正定位；
a3.进行钢桁架斜拉杆的安装，在吊装所述钢桁架之前给所述斜拉杆施加预拉力。
3.如权利要求2所述的钢桁架的施工方法，其特征在于，所述步骤a3中，所述钢桁架斜拉杆为单向斜拉杆，其预拉力不小于20KN。
4.如权利要求1所述钢桁架的施工方法，其特征在于，所述步骤b中，所述临时加固装置通过高强螺栓与所述钢桁架上、下弦固定连接。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的钢桁架的施工方法，其特征在于，所述钢桁架通过钢桁架直腹杆将其分为七或八个间隔，所述钢桁架上、下弦之 间的间距逐渐缩小；所述步骤b中，于所述钢桁架上安装有三个所述的临时加固装置，所述临时加固装置分布于从所述钢桁架端部最高处往最低处方向的第二至四个间隔。
6.一种钢桁架吊装时使用的临时加固装置，其特征在于，包括两根交叉设置的支撑柱，所述临时加固装置安装到钢桁架上时，其安装于钢桁架的上、下弦之间，并且位于相邻的两根钢桁架直腹杆之间，所述的两根支撑柱的两端分别可拆卸地固定连接在所述钢桁架的上、下弦上，并且其中一根支撑柱与所述钢桁架的上、下弦的连接部位位于相应钢桁架斜拉杆与所述钢桁架的上、下弦的连接部位附近。
7.如权利要求6所述的钢桁架吊装时使用的临时加固装置，其特征在于，所述临时加固装置安装到钢桁架上时，其中的另一根支撑柱的一端连接在所述钢桁架的上弦与其中一根直腹杆的连接部位附近，而其另一端连接在所述钢桁架的下弦与另一根直腹杆的连接部位附近。
8.如权利要求6所述的钢桁架吊装时使用的临时加固装置，其特征在于，所述钢桁架的上、下弦上与所述支撑柱的连接部位设有连接耳板，所述临时加固装置安装到钢桁架上时，所述支撑柱通过高强螺栓与所述连接耳板相连接。
9.如权利要求6所述的钢桁架吊装时使用的临时加固装置，其特征在于，其中一根支撑柱为通长，另一根支撑柱在与所述通长支撑柱的交叉处断开为两小段，并且与所述通长支撑柱于交叉处焊接在一起。
10.如权利要求6所述的钢桁架吊装时使用的临时加固装置，其特征在于，每一支撑柱包括两根平行间隔设置的平行杆，于二平行杆之间连接有若干连接件，所述的两根支撑柱于交叉处设有一个所述的连接件。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Steel truss construction method and temporary reinforcing device used in hoisting process of same Effective date of registration: 20180129 Granted publication date: 20140409 Pledgee: Bank of Beijing Limited by Share Ltd. Shenzhen branch Pledgor: China Construction Steel Structure Corp.,Ltd. Registration number: 2018440020010 |
|
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 3801, 38 / F, Zhongjian science and engineering building, No. 3331, Weilan Coast Community Center Road, Yuehai street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee after: China Construction Science And Industry Co.,Ltd. Address before: Shenzhen City, Guangdong province water building 518040 Futian District Tairan eight road building 17-19 Patentee before: China Construction Steel Structure Corp.,Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
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Date of cancellation: 20221207 Granted publication date: 20140409 Pledgee: Bank of Beijing Limited by Share Ltd. Shenzhen branch Pledgor: China Construction Steel Structure Corp.,Ltd. Registration number: 2018440020010 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20221221 Address after: Room 1908, Chengtou Xin Times Building, No. 2009, Pingshan Avenue, Liulian Community, Pingshan Street, Pingshan District, Shenzhen 518000 Patentee after: China Construction Steel Engineering Co.,Ltd. Address before: 3801, 38 / F, China Construction Science and engineering building, No. 3331, Weilan Coast Community Central Road, Yuehai street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee before: China Construction Science And Industry Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |