CN102936962A - 采用临时钢架支撑的倾斜悬挑钢结构施工方法 - Google Patents

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李强
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Abstract

采用临时钢架支撑的倾斜悬挑钢结构施工方法，在安装倾斜悬挑钢桁架(7)时，采用钢框架搭建临时支撑结构，将桁架(7)拆分为若干个吊装单元分段吊装，在分段节点处下方布置临时支撑，并在临时支撑上部，安装转换结构(4)，使钢桁架(7)在非受力状态下吊装后焊接组装，最后，拆除转换结构(7)和临时支撑。显著减少现有技术中对吊车的全程依赖，同时，也极大地改善了提高施工精准程度质量的控制条件。提高桁架准确就位和安装精度，保证了工程质量和安装及卸载的安全，具有结构简便、稳固性能高和安全可靠的优点，加快了施工进度，适用于大跨度、大重量及大倾斜角度的悬挑钢结构中，高空分段焊接安装并卸载的倾斜悬挑钢结构施工。

Description

采用临时钢架支撑的倾斜悬挑钢结构施工方法
技术领域
本发明涉及涉及国际专利分类E04G脚手架类建筑辅助设备技术或装置，尤其是采用临时钢架支撑的倾斜悬挑钢结构施工方法。
背景技术
随着大型建筑中越来越广泛的应用大跨度空间钢结构，虽然改进的施工技术不断公开，例如，中国专利申请201120572859用于钢结构的牛腿柱天沟支撑机构，包括牛腿柱，所述的牛腿柱的上端侧壁设有牛腿顶板，所述的牛腿顶板上设有天沟，所述的天沟中设有天沟拉条，所述的牛腿顶板的底部设有墙檩，所述的墙檩与牛腿柱相贴近；然而，因为，大跨度空间钢结构自身受力复杂，有时在铰长施工期会出现异常状况，例如，在结构施工过程中的受力状态与超出设计的状况，对此，按传统的结构设计方法进行设计，很难确保结构在施工过程中的安全。
在大跨度空间钢结构施工中，安装钢桁架部分十分重要，倾斜悬挑钢桁架尤其是其中较困难的部分。安装钢桁架采用吊车组对安装，以现有技术对于几十米甚至上百米跨度的钢结构，只能进行分段组装，这就必须在分段节点处进行对接拼装。常规方法是在分段节点下方搭设临时操作平台，通过吊车悬吊调整桁架位置，吊车持续悬吊待对接焊接完成后，才能移走吊车，施工时对接精度、劳动功效及吊车利用率都较低，易受天气和环境诸因素制约，在施工过程中所遇到的技术性难题很多。尤其对于倾斜悬挑结构，不但施工效率较低，无形中增加了危险因素及施工成本，影响施工进度，更难保证施工质量和精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用临时钢架支撑的倾斜悬挑钢结构施工方法，以减少施工中对吊车的持续以来，同时显著提高施工质量和精度。
本发明的发明目的是通过如下技术措施实现的：在安装倾斜悬挑钢桁架时，采用钢框架搭建临时支撑结构，将桁架拆分为若干个吊装单元分段吊装，在分段节点处下方布置临时支撑，并在临时支撑上部，安装转换结构，使钢桁架在非受力状态下吊装后焊接组装，最后，拆除转换结构和临时支撑。
本发明原理在于，通过计算桁架吊装单元各段节点处竖向位移值，并以此设计安装转换结构控制预调值。
本发明的有益效果是：显著减少现有技术中对吊车的全程依赖，同时，也极大地改善了提高施工精准程度质量的控制条件，提高桁架准确就位和安装精度，保证了工程质量和安装及卸载的安全，具有结构简便、稳固性能高和安全可靠的优点，加快了施工进度，适用于大跨度、大重量及大倾斜角度的悬挑钢结构中，高空分段焊接安装并卸载的倾斜悬挑钢结构施工。
附图说明
图1是本发明安装施工状态结构示意图。
图2是图1中的转换结构主视示意图。
图3是图2侧视结构示意图。
附图标记包括：钢柱1、钢梁2、支撑3、转换结构4、吊车5、钢索6、桁架7、基础8、加劲板9、钢板10、方柱11、方梁12、垫板13、千斤顶14。
具体实施方式
如附图1所示，施工方法包括如下步骤：
①、在倾斜悬挑梁桁架7下方确定施工临时支撑基础8；
②、将桁架7拆分为若干个可分段吊装单元，以相邻单元结合节点位置下方确定临时支撑分布位置；
③、基础8上部通过螺栓竖立安装一组钢柱1，这些钢柱1顶点沿桁架7下缘分布，这些顶点的连线与桁架7下缘线拟合，再在这些钢柱1之间不同高度水平安装一组钢梁2，再在钢柱1和钢梁2安装后形成的箱型分隔空间内的不相邻连接点之间安装一组支撑3；
④、钢柱2顶与桁架7各相邻分段单元连接处底部之间以千斤顶14顶起安放转换结构4，在转换结构4下方放置垫板13；
⑤、采用吊车5对桁架7进行分段单元吊装，利用钢索6上的手动吊葫芦对桁架7悬吊角度进行微调整，保持相邻分段单元结合紧密，同时，调整千斤顶14和垫板13，使转换结构4上端面与桁架7底面接触受力，完成桁架7吊装；
⑥、确定桁架7位置无误后移走吊车5及千斤顶14；
⑦、开始钢桁7各分段单元间以及与衔接建筑之间焊接；
⑧、待全部桁架7焊接完成并检验合格达到卸载条件后，使用千斤顶14顶起转换结构4受力，转换结构4与垫板13之间存在间隙后，分步移走垫板5，释放千斤顶14直至上部全部结构与桁架7底部脱离，移除转换结构4，然后，将临时支撑体系分解后拆除。
前述中，钢柱1顶部水平安装钢板10，同时，在该钢板10伸出的周缘下侧安装加劲板9，加劲板9与钢柱1顶部外周和钢板10伸出的周缘下侧间施焊接；
前述中，基础8顶面不高于桁架7根部高度。
前述中，基础8顶面水平安装钢板10，钢柱1底部安装在该钢板10上方。
前述中，如附图2和图3所示，转换结构4由加劲板9、钢板10、方柱11、方梁12构成，其中，转换结构4底部水平焊接钢板10，钢板10上部焊接垂直焊接方柱11，方柱11上部开水平方向贯穿方孔，其中穿过方梁12。而且，为加强结构强度，在方柱11根部外周缘与伸出的该钢板10上侧面间焊接劲板9，在两侧伸出的方梁12两端上下面与方柱11侧壁间焊接加劲板9。千斤顶14顶端支撑于从方柱11两侧伸出的方梁12两端下面，千斤顶14底端座于钢柱1顶面。
本发明中，钢柱1、钢梁2由工字钢制成，加劲板9、钢板10、方柱11、方梁12、垫板13均由钢板加工而成，支撑3采用钢管；钢柱1、钢梁2和支撑3之间采用高强螺栓固定或焊接连接；基础8为钢结构或钢筋混凝土结构，其中预埋高强螺栓与钢柱1柱脚螺栓连接；钢柱1顶部由加劲板(9)和钢板(10)焊接构成；另外，桁架7分段单元上部焊接牢固可靠吊环，吊环焊接位置经过计算，便于吊车5起吊角度接近桁架7安装角度。
本发明中，转换结构4中的方柱11顶部呈斜面，角度与桁架7倾斜角度一致，以增大接触面，保证了支撑的稳定性与对接位置精度。
本发明中，仅需在吊装桁架7分段单元时启用吊车，显著减少现有技术中对吊车的全程依赖，同时，也极大地改善了提高施工精准程度质量的控制条件。
本发明中，在钢柱1顶部与转换结构4之间采用不同厚度的垫板5和千斤顶14，既能调节转换结构4支撑高度，以准确控制支撑点标高，又能在焊接完成后进行卸载，方便转换结构4的移出；钢索6中部采用手动吊葫芦连接，能对桁架7的起吊角度进行微调节，保证倾斜角度的正确和转换结构4处均匀受力。
本发明应用后，将桁架7拆分为若干个吊装单元分段吊装，在分段节点处下方合理布置临时支撑，采用有限元软件计算各段节点处竖向位移值，安装转换结4构控制预调值，使钢桁架7在非受力状态下组装焊接，提高桁架7准确就位和安装精度，保证了工程质量和卸载的安全，加快了施工进度。
本发明中，倾斜悬挑钢桁架7在安装时，由于悬挑端倾斜受力、跨度较大，将桁架7拆分为若干个吊装单元分段吊装，在分段节点处合理布置临时支撑，计算各段节点处竖向位移值，安装转换结构4控制预调值，使钢桁架7在非受力状态下组装焊接，提高桁架7准确就位和安装精度，保证了工程质量和卸载的安全，加快了施工进度，具有结构简便、安全可靠的优点。
本发明针对桁架7结构在施工过程中的受力情况进行系统研究，利用仿真模拟的方法分析了桁架7结构在施工阶段的力学特性，以保证安全、经济、有效的完成建设工程。
本发明适用范围包括：跨度大、重量大、倾斜角度大的钢结构在高空分段组装焊接时，使用临时支撑对钢结构精确定位，提高焊接精度、施工质量和劳动效率。

Claims (9)

1.采用临时钢架支撑的倾斜悬挑钢结构施工方法，其特征是：在安装倾斜悬挑钢桁架(7)时，采用钢框架搭建临时支撑结构，将桁架(7)拆分为若干个吊装单元分段吊装，在分段节点处下方布置临时支撑，并在临时支撑上部，安装转换结构(4)，使钢桁架(7)在非受力状态下吊装后焊接组装，最后，拆除转换结构(7)和临时支撑。
2.如权利要求1所述的采用临时钢架支撑的倾斜悬挑钢结构施工方法，其特征在于，通过计算桁架(7)吊装单元各段节点处竖向位移值，并以此设计安装转换结构(4)控制预调值。
3.如权利要求1所述的采用临时钢架支撑的倾斜悬挑钢结构施工方法，其特征在于，施工方法包括如下步骤：
①、在倾斜悬挑梁桁架(7)下方确定施工临时支撑基础(8)；
②、将桁架(7)拆分为若干个可分段吊装单元，以相邻单元结合节点位置下方确定临时支撑分布位置；
③、基础(8)上部通过螺栓竖立安装一组钢柱(1)，这些钢柱(1)顶点沿桁架(7)下缘分布，这些顶点的连线与桁架(7)下缘线拟合，再在这些钢柱(1)之间不同高度水平安装一组钢梁(2)，再在钢柱(1)和钢梁(2)安装后形成的箱型分隔空间内的不相邻连接点之间安装一组支撑(3)；
④、钢柱(2)顶与桁架(7)各相邻分段单元连接处底部之间以千斤顶(14)顶起安放转换结构(4)，在转换结构(4)下方放置垫板(13)；
⑤、采用吊车(5)对桁架(7)进行分段单元吊装，利用钢索(6)上的手动吊葫芦对桁架(7)悬吊角度进行微调整，保持相邻分段单元结合紧密，同时，调整千斤顶(14)和垫板(13)，使转换结构(4)上端面与桁架(7)底面接触受力，完成桁架(7)吊装；
⑥、确定桁架(7)位置无误后移走吊车(5)及千斤顶(14)；
⑦、开始钢桁(7)各分段单元间以及与衔接建筑之间焊接；
⑧、待全部桁架(7)焊接完成并检验合格达到卸载条件后，恢复千斤顶(14)，使千斤顶(14)顶起受力，转换结构(4)与垫板(13)之间存在间隙后，分步移走垫板(5)，释放千斤顶(14)直至上部全部结构与桁架(7)底部脱离，移除转换结构(4)，然后，将临时支撑体系分解后拆除。
4.如权利要求1所述的采用临时钢架支撑的倾斜悬挑钢结构施工方法，其特征在于，钢柱(1)顶部水平安装钢板(10)，同时，在该钢板(10)伸出的周缘下侧安装加劲板(9)。
5.如权利要求1所述的采用临时钢架支撑的倾斜悬挑钢结构施工方法，其特征在于，基础(8)顶面不高于桁架(7)根部高度。
6.如权利要求1所述的采用临时钢架支撑的倾斜悬挑钢结构施工方法，其特征在于，基础(8)顶面水平安装钢板(10)，钢柱(1)底部安装在该钢板(10)上方。
7.如权利要求1所述的采用临时钢架支撑的倾斜悬挑钢结构施工方法，其特征在于，转换结构(4)由加劲板(9)、钢板(10)、方柱(11)、方梁(12)构成，其中，转换结构(4)底部水平焊接钢板(10)，钢板(10)上部焊接垂直焊接方柱(11)，方柱(11)上部开水平方向贯穿方孔，其中穿过方梁(12)。
8.如权利要求7所述的采用临时钢架支撑的倾斜悬挑钢结构施工方法，其特征在于，在方柱(11)根部外周缘与伸出的该钢板(10)上侧面间焊接劲板(9)，在两侧伸出的方梁(12)两端上下面与方柱(11)侧壁间焊接加劲板(9)。
9.如权利要求1所述的采用临时钢架支撑的倾斜悬挑钢结构施工方法，其特征在于，转换结构(4)中的方柱(11)顶部呈斜面，角度与桁架(7)倾斜角度一致。
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