CN104018680B - 一种大跨度实腹式弧形梁的提升方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大跨度实腹式弧形梁的提升方法，包括以下几个步骤：a、在提升单元的正下方布置拼装胎架，并通过拼装胎架将弧形梁拼装成提升单元；b、在弧形梁两端设置水平拉索，所述水平拉索穿过拼装胎架，所述水平拉索的两端分别与弧形梁的两端连接；c、在位于提升单元上方的主结构上设置垂直吊具，通过设置水平拉索和垂直拉索的方式，垂直拉索方便了弧形梁的提升操作，使之以简单的结构、便捷的操作提升直至其与主结构的下翼缘贴合，并且通过设置水平拉索的方式，通过张拉调整弧形梁整体的水平长度。

Description

一种大跨度实腹式弧形梁的提升方法

技术领域

本发明涉及一种弧形梁的提升施工方法，尤其适用于大跨度实腹式弧形梁的提升方法。

背景技术

目前，国内建筑业中钢结构工程发展迅猛，大跨度空间结构的建筑物的设计建造也越来越多。针对空间结构工程发展的要求，迫切需要具有与之相适应的结构安装施工技术。对于大跨度钢结构实腹弧形梁，现有的吊装方法通常是在施工时，先地面组装成4榀一组的结构单元，整体提升进行安装。

现有的吊装提升方式主要的不足之处在于：高空作业多、安装精度差、拱形弧度难以保持、安装周期长等，由于穹顶结构弧度大，安装高度高，在高空单件安装功效低，安装需采用大型起重机械，并且，现有施工技术中高支架搭设时间长，单榀实腹式弧形钢梁提升或是吊装时容易产生平面外失稳，安全风险大；另外，吊装的施工环境要求严格，在吊装的上升行程内，需要保证没有障碍物与之干涉，施工限制条件较为苛刻，并且对弧形钢梁的尺寸限制严格。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述不足之处，提供一种易于保持拱形弧度，施工周期短，施工限制条件较少、对弧形钢梁的尺寸限制较少的大跨度实腹式弧形梁的提升方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种大跨度实腹式弧形梁的提升方法，包括以下几个步骤：

a、在提升单元的正下方布置拼装胎架，并通过拼装胎架将4榀弧形梁拼装成一个提升单元；

b、在弧形梁两端设置水平拉索，所述水平拉索穿过拼装胎架，所述水平拉索的两端分别与弧形梁的两端连接；

c、在位于提升单元上方的主结构上设置垂直吊具，所述垂直吊具与提升单元之间设置有垂直拉索，所述垂直拉索的一端与垂直吊具连接，所述垂直拉索的另一端与提升单元连接；

d、将提升单元向上提升至拼装胎架上方预设位置后静置，并拆除拼装胎架；

e、继续将提升单元向上提升，直至提升单元的上翼缘与主结构的下翼缘距离50mm～100mm时停止提升，并进行人工测量、微调；

f、继续将提升单元向上提升，直至将提升单元的上翼缘提升至与主结构的下翼缘位于同一高度时停止提升，并安装螺栓将提升单元的上翼缘与主结构的下翼缘连接固定。

采用这样的方法，提升单元的拱形弧度容易保持和调节，结构提升时，穹顶结构不易倾覆，在地面拼装的施工高度最高位15米（约为拼装胎架高度），减少了高空作业，施工安全，并且地面拼装使用安装起重机械小，施工质量保证，节约机械费用，在地面拼装完成穹顶结构的全部结构安装施工，提高了安装功效，且在吊装就位后，提升单元与其上方的主结构之间的安装精度高。

通过设置水平拉索和垂直拉索的方式，垂直拉索方便了弧形梁的提升操作，使之以简单的结构、便捷的操作提升直至其与主结构的下翼缘贴合，并且设置水平拉索后，通过调整水平锁具的拉力值保持结构的弧度，即：通过张拉调整弧形梁整体的水平长度，按需进行水平方向的长度调节，保证了弧形梁在提升时产生的反弧变形、温度引起的伸缩变形、以及弧形结构安装时产生平面外失稳等情况下高强螺栓无法穿入主结构螺栓孔的问题，有利于弧形梁吊装就位以后的穿孔对准，并解决了吊装过程中遇到障碍物难以跨越的问题。

优选的，在步骤d至步骤f中，当提升单元在向上提升，且时提升单元至少一端的上方存在障碍物时，收紧水平拉索以缩减提升单元的水平长度、直至提升单元不与其上方的障碍物干涉后，再将提升单元向上提升，并在提升单元越过障碍物之后松放水平拉索。采用这样的方式，通过张拉水平拉索的方式调节提升单元的整体长度、并避免与提升行程中的部分障碍物发生干涉，环境适应能力更好，施工限制条件较少（靠近弧形梁端部的、上方的区域可存在一定的障碍物），相应的对弧形钢梁的尺寸限制较少。

优选的，所述步骤f中，在安装螺栓前，人工观测位于提升单元两端的上翼缘与主结构两端的下翼缘之间的间隙，并通过张拉水平拉索的方式进行调节，直至位于提升单元两端的上翼缘与主结构两端的下翼缘之间的间隙达到预设范围内。采用这样的结构，通过调整水平拉索张拉力大小、以调节整个提升单元在长度方向上的尺寸，具有调节方便、易于实施的有益效果，并且微调操作简便、尤其便于在高空中实施。

优选的，在步骤f中，安装螺栓将提升单元的上翼缘与主结构的下翼缘连接以后，通过焊接的方式将提升单元的上翼缘与主结构的下翼缘连为一体。采用这样的结构，通过张拉水平拉索的方式对提升单元与主结构上螺孔的相对位置进行微调对准，有利于高强度螺栓顺利对准穿入，并且解决了起吊过程中反弧变形、温度变形等因素致使螺纹孔错位难以装入的缺陷，使得螺栓能够顺利对准穿入、并有利于后续焊接工序顺利进行。

优选的，所述步骤f中，将提升单元的上翼缘与主结构的下翼缘连接固定以后，首先拆除垂直拉索，之后再拆除水平拉索。采用这样的结构据，有利于保持结构稳定。

优选的，所述步骤d中，首先加载水平拉索，之后再加载垂直拉索，加载值按照设计荷载的5%、10%、20%、30%、40%、60%、80%、100%逐级增加，每级加载之间至少预留10分钟的观察及检查时间。采用这样的方法，具有结构稳定等有益效果。

最优选的，所述步骤b和步骤c中，分别将水平拉索和垂直拉索通过L型耳板与弧形梁连接，所述L型耳板的数量为两个，两个L型耳板分别设置于弧形梁的两端，所述L型耳板上设置有垂直吊具和水平吊具；所述垂直吊具通过销轴铰接于L型耳板的上部，所述垂直拉索通过垂直吊具与L型耳板连接，所述水平吊具通过销轴铰接于两个L型耳板的相向侧，所述水平拉索设置于两个水平吊具之间，所述水平拉索连接有水平液压张拉装置。

采用上述方法，相比于现有的施工方法中、将拉索直接连接到提升单元的钢梁翼缘上的方式，可避免加载的过程中钢梁易产生永久性变形，无法进行修复，本发明通过改进吊装节点的形式，起到保护弧形梁的作用，尤其体现在通过设置L型耳板，能够避免垂直拉索和水平拉索因直接连接钢梁翼缘时、在加载的过程中钢梁易产生永久性变形，通过L型耳板间接连接拉索和钢梁翼缘，即保证了提升单元的主结构不发生变形，而且承载力还能加强。并且提升单元在提升时结构稳定，不会倾覆。

再者，现有的吊装提升方法中、通过吊具直接与弧形梁连接，吊装节点需要加固，待提升完成后加固点需要拆除，另外一般的提升吊具施工吊装节点处都需要做后补杆件处理，后补杆件需要其他设备吊装完成增加了施工成本；而本发明解决了后补杆件增加施工成本的问题，且对结构起到了加固的作用。

并且，现有的吊装提升方法中、吊装是靠耳板与主结构间的焊缝承载提升时结构自重和提升力，节点处极易变形，而本发明设置L型耳板以后，是靠L型耳板本身承载提升时的提升力，对提升单元节点变形影响非常小。

最优选的，所述弧形梁上设置有安装槽，所述L型耳板通过安装槽与弧形梁连接。采用这样的结构，具有连接稳定方便、易于拆卸等有益效果。

最优选的，所述弧形梁由若干个提升单元拼装而成，所述提升单元的下方设置有拼装胎架。采用这样的结构，具有结构简单、易于搭设的有益效果，有利于保证施工安全，而且不会影响到其他专业施工，使施工工期易于控制。

最优选的，所述水平液压张拉装置包括水平吊具和水平吊笼，位于弧形梁长度方向两端的两个L型耳板中，其中一个L型耳板通过销轴连接有水平吊笼，所述水平吊笼内设置有液压油缸，所述液压油缸一端与水平吊笼连接，所述液压油缸的另一端与水平拉索连接，水平拉索的另一端通过连接另一个水平吊具，该水平吊具通过销轴与另一个L型耳板连接。

最优选的，所述L型耳板的一端延伸至弧形梁上翼缘的上方、并通过销轴连接垂直吊具，所述L型耳板的另一端延伸至弧形梁下翼缘的下方、并通过销轴连接水平吊具。

最优选的，所述L型耳板，预先在加工厂内进行制作，并在施工现场在提升单元的两端开设卡槽，之后将L型耳板直接安装在提升单元的卡槽中，之后首先通过销轴安装水平拉索，再安装垂直拉索，提升时水平拉索和垂直拉索进行加力，所加载的力全部到L型耳板上，对主结构的上下翼缘不产生破坏力。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：通过设置水平拉索和垂直拉索的方式，垂直拉索方便了弧形梁的提升操作，使之以简单的结构、便捷的操作提升直至其与主结构的下翼缘贴合，并且通过设置水平拉索的方式，通过张拉调整弧形梁整体的水平长度，按需进行水平方向的长度调节，保证了弧形梁在提升时产生的反弧变形、温度引起的伸缩变形、以及弧形结构安装时产生平面外失稳等情况下高强螺栓无法穿入主结构螺栓孔的问题，有利于弧形梁吊装就位以后的穿孔对准，并解决了吊装过程中遇到障碍物难以跨越的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中相邻两个提升单元、以及拼装胎架的连接结构示意图；

图3为图1中L型耳板与弧形梁的连接结构示意图；

图中标记：弧形梁—1；L型耳板—2；垂直吊具—3；水平吊具—4；垂直拉索—5；水平拉索—6；提升单元—7；拼装胎架—8。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

如图1至图3所示，本实施例大跨度实腹式弧形梁的提升方法，包括以下几个步骤：

a、在提升单元7的正下方布置拼装胎架8，并通过拼装胎架8将4榀弧形梁1拼装成提升单元7；

b、在弧形梁1两端设置水平拉索6，水平拉索6穿过拼装胎架8，水平拉索6的两端分别与弧形梁1的两端连接；

c、在位于提升单元7上方的主结构上设置垂直吊具3，垂直吊具3与提升单元7之间设置有垂直拉索5，垂直拉索5的一端与垂直吊具3连接，垂直拉索5的另一端与提升单元7连接；

d、将提升单元7向上提升至拼装胎架8上方预设位置后静置，并拆除拼装胎架8；本实施例中，首先加载水平拉索6，之后再加载垂直拉索5，加载值按照设计荷载的5%、10%、20%、30%、40%、60%、80%、100%逐级增加，每级加载之间至少预留10分钟的观察及检查时间。采用这样的方法，具有结构稳定等有益效果。

e、继续将提升单元7向上提升，直至提升单元7的上翼缘与主结构的下翼缘距离50mm～100mm时停止提升，并进行人工测量、微调；

f、继续将提升单元7向上提升，直至将提升单元7的上翼缘提升至与主结构的下翼缘位于同一高度时停止提升，并安装螺栓将提升单元7的上翼缘与主结构的下翼缘连接固定。

本实施例的步骤f中，在安装螺栓前，人工观测位于提升单元7两端的上翼缘与主结构两端的下翼缘之间的间隙，并通过张拉水平拉索6的方式进行调节，直至位于提升单元7两端的上翼缘与主结构两端的下翼缘之间的间隙达到预设范围内。采用这样的结构，通过调整水平拉索6张拉力大小、以调节整个提升单元7在长度方向上的尺寸，具有调节方便、易于实施的有益效果，并且微调操作简便、尤其便于在高空中实施。

本实施例的步骤f中，安装螺栓将提升单元7的上翼缘与主结构的下翼缘连接以后，通过焊接的方式将提升单元7的上翼缘与主结构的下翼缘连为一体。采用这样的结构，通过张拉水平拉索6的方式对提升单元7与主结构上螺孔的相对位置进行微调对准，有利于高强度螺栓顺利对准穿入，并且解决了起吊过程中反弧变形、温度变形等因素致使螺纹孔错位难以装入的缺陷，使得螺栓能够顺利对准穿入、并有利于后续焊接工序顺利进行。

本实施例的步骤f中，将提升单元7的上翼缘与主结构的下翼缘连接固定以后，首先拆除垂直拉索5，之后再拆除水平拉索6。采用这样的结构据，有利于保持结构稳定。

本实施例中，当提升单元7在向上提升时，且提升单元7至少一端的上方存在障碍物时，收紧水平拉索6以缩减提升单元7的水平长度、直至提升单元7不与其上方的障碍物干涉后，再将提升单元7向上提升，并在提升单元7越过障碍物之后松放水平拉索6。采用这样的方式，通过张拉水平拉索6的方式调节提升单元7的整体长度、并避免与提升行程中的部分障碍物发生干涉，环境适应能力更好，施工限制条件较少（靠近弧形梁1端部的、上方的区域可存在一定的障碍物），相应的对弧形钢梁的尺寸限制较少。

本实施例的弧形梁1由若干个提升单元7拼装而成，提升单元7的下方设置有拼装胎架8。采用这样的结构，具有结构简单、易于搭设的有益效果，有利于保证施工安全，而且不会影响到其他专业施工，使施工工期易于控制。

本实施例中，在步骤b和步骤c中，分别将水平拉索6和垂直拉索5通过L型耳板2与弧形梁1连接，L型耳板2的数量为两个，两个L型耳板2分别设置于弧形梁1的两端，本实施例中，弧形梁1上设置有安装槽，L型耳板2通过安装槽与弧形梁1连接。采用这样的结构，具有连接稳定方便、易于拆卸等有益效果；L型耳板2上设置有垂直吊具3和水平吊具4；垂直吊具3通过销轴铰接于L型耳板2的上部，垂直拉索5通过垂直吊具3与L型耳板2连接，水平吊具4通过销轴铰接于两个L型耳板2的相向侧，水平拉索6设置于两个水平吊具4之间，水平拉索6连接有水平液压张拉装置，本实施例的水平液压张拉装置包括水平吊具4和水平吊笼，位于弧形梁1长度方向两端的两个L型耳板2中，其中一个L型耳板2通过销轴连接有水平吊笼，水平吊笼内设置有液压油缸，液压油缸一端与水平吊笼连接，液压油缸的另一端与水平拉索6连接，水平拉索6的另一端通过连接另一个水平吊具4，该水平吊具4通过销轴与另一个L型耳板2连接，本实施例的L型耳板2，预先在加工厂内进行制作，并在施工现场在提升单元7的两端开设卡槽，之后将L型耳板2直接安装在提升单元7的卡槽中，之后首先通过销轴安装水平拉索6，再安装垂直拉索5，提升时水平拉索6和垂直拉索5进行加力，所加载的力全部到L型耳板2上，对主结构的上下翼缘不产生破坏力。

采用上述方法，相比于现有的施工方法中、将拉索直接连接到提升单元7的钢梁翼缘上的方式，可避免加载的过程中钢梁易产生永久性变形，无法进行修复；发明的技术方案中，由于设置了L型耳板2，能够避免垂直拉索5和水平拉索6因直接连接钢梁翼缘时、在加载的过程中钢梁易产生永久性变形，通过L型耳板2间接连接拉索和钢梁翼缘，即保证了提升单元7的主结构不发生变形，而且承载力还能加强。并且提升单元7在提升时结构稳定，不会倾覆，通过设置水平拉索6和垂直拉索5的方式，垂直拉索5方便了弧形梁1的提升操作，使之以简单的结构、便捷的操作提升直至其与主结构的下翼缘贴合，并且通过设置水平拉索6的方式，通过张拉调整弧形梁1整体的水平长度，按需进行水平方向的长度调节，保证了弧形梁1在提升时产生的反弧变形、温度引起的伸缩变形、以及弧形结构安装时产生平面外失稳等情况下高强螺栓无法穿入主结构螺栓孔的问题，有利于弧形梁1吊装就位以后的穿孔对准，并解决了吊装过程中遇到障碍物难以跨越的问题。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种大跨度实腹式弧形梁的提升方法，其特征在于：包括以下几个步骤：

a、在提升单元的正下方布置拼装胎架，并通过拼装胎架将弧形梁拼装成提升单元；

b、在弧形梁两端设置水平拉索，所述水平拉索穿过拼装胎架，所述水平拉索的两端分别与弧形梁的两端连接；

c、在位于提升单元上方的主结构上设置垂直吊具，所述垂直吊具与提升单元之间设置有垂直拉索，所述垂直拉索的一端与垂直吊具连接，所述垂直拉索的另一端与提升单元连接；

d、将提升单元向上提升至拼装胎架上方预设位置后静置，并拆除拼装胎架；

e、继续将提升单元向上提升，直至提升单元的上翼缘与主结构的下翼缘距离50mm～100mm时停止提升，并进行人工测量、微调；

f、继续将提升单元向上提升，直至将提升单元的上翼缘提升至与主结构的下翼缘位于同一高度时停止提升，并安装螺栓将提升单元的上翼缘与主结构的下翼缘连接固定。

2.根据权利要求1所述的大跨度实腹式弧形梁的提升方法，其特征在于：在步骤d至步骤f中，当提升单元在向上提升时，且提升单元至少一端的上方存在障碍物时，收紧水平拉索以缩减提升单元的水平长度、直至提升单元不与其上方的障碍物干涉后，再将提升单元向上提升，并在提升单元越过障碍物之后松放水平拉索。

3.根据权利要求2所述的大跨度实腹式弧形梁的提升方法，其特征在于：所述步骤f中，在安装螺栓前，人工观测位于提升单元两端的上翼缘与主结构两端的下翼缘之间的间隙，并通过张拉水平拉索的方式进行调节，直至位于提升单元两端的上翼缘与主结构两端的下翼缘之间的间隙达到预设范围内。

4.根据权利要求3所述的大跨度实腹式弧形梁的提升方法，其特征在于：在步骤f中，安装螺栓将提升单元的上翼缘与主结构的下翼缘连接以后，通过焊接的方式将提升单元的上翼缘与主结构的下翼缘连为一体。

5.根据权利要求4所述的大跨度实腹式弧形梁的提升方法，其特征在于：所述步骤f中，将提升单元的上翼缘与主结构的下翼缘连接固定以后，首先拆除垂直拉索，之后再拆除水平拉索。

6.根据权利要求1所述的大跨度实腹式弧形梁的提升方法，其特征在于：所述步骤d中，首先加载水平拉索，之后再加载垂直拉索，加载值按照设计荷载的5%、10%、20%、30%、40%、60%、80%、100%逐级增加，每级加载之间至少预留10分钟的观察及检查时间。

7.根据权利要求1至6中任一所述的大跨度实腹式弧形梁的提升方法，其特征在于：所述步骤b和步骤c中，分别将水平拉索和垂直拉索通过L型耳板与弧形梁连接，每榀弧形梁L型耳板的数量为两个，两个L型耳板分别设置于弧形梁的两端，所述L型耳板上设置有垂直吊具和水平吊具；所述垂直吊具通过销轴铰接于L型耳板的上部，所述垂直拉索通过垂直吊具与L型耳板连接，所述水平吊具通过销轴铰接于两个L型耳板的相向侧，所述水平拉索设置于两个水平吊具之间，所述水平拉索连接有水平液压张拉装置。

8.根据权利要求7所述的大跨度实腹式弧形梁的提升方法，其特征在于：所述弧形梁上设置有安装槽，所述L型耳板通过安装槽与弧形梁连接。

9.根据权利要求7所述的大跨度实腹式弧形梁的提升方法，其特征在于：所述水平液压张拉装置包括水平吊具和水平吊笼，位于弧形梁长度方向两端的两个L型耳板中，其中一个L型耳板通过销轴连接有水平吊笼，所述水平吊笼内设置有液压油缸，所述液压油缸一端与水平吊笼连接，所述液压油缸的另一端与水平拉索连接，水平拉索的另一端通过连接另一个水平吊具，该水平吊具通过销轴与另一个L型耳板连接。

10.根据权利要求9所述的大跨度实腹式弧形梁的提升方法，其特征在于：所述L型耳板的一端延伸至弧形梁上翼缘的上方、并通过销轴连接垂直吊具，所述L型耳板的另一端延伸至弧形梁下翼缘的下方、并通过销轴连接水平吊具。