CN104947707A - 一种水平预埋件安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水平预埋件安装方法，该安装方法包括以下步骤：构建水平预埋件的支撑体系简化模型，并根据支撑体系简化模型对支撑体系的承载力进行验算，以确定支撑体系的制作参数；根据确定的制作参数，制作并安装支撑体系；将预埋件吊装到支撑体系上，并进行混凝土浇筑。本发明设计合理、施工步骤简单、施工质量与精度容易控制、使用效果好且不受预埋件形状限制，能解决现有预埋件埋置施工方法存在位置调整困难、安装精度不易控制、施工质量较差、支撑体系承载力不便验算等问题。

Description

一种水平预埋件安装方法

技术领域

本发明涉及建设工程技术领域，尤其涉及一种精度可控的用于设备基座等水平预埋件的安装方法。

背景技术

水平预埋件在工程中的高效率、高质量安装，历来是工程建设的重点与难点。通过国内外相关研究资料检索，目前常用的水平预埋件安装方法主要有三种：

1)在经纬仪与水准仪的实时测量下，把预埋件本身或其锚杆直接焊接于事先固定好的预埋铁件上，然后支模板浇筑混凝土。

2)对于尺寸较大的预埋件对其进行几何分解后逐个安装，然后用塞焊的方式连接分解的预埋件，最后支模板浇筑混凝土。

3)制作轻质模具，在模具的固定下浇筑混凝土预埋端头带螺纹的锚栓，预埋件安装于锚栓之上并通过调节锚栓上螺母的标高控制预埋件本身标高，最后支模板浇筑混凝土。

其中，第一种方法存在预埋件在位置调整困难且安装精度不易控制，以及焊接固定对结构有损伤等缺点；第二种方法虽然提高了安装速度，但拼装时预埋件本身的焊接变形分析需要借助计算机，分析方法繁琐不便施工现场操作；第三种方法增加了工序，加大了预埋精度的风险。同时上述三种方法存在共同的缺陷：无法对其支撑体系承载力是否满足要求做出验算。迄今为止，尚未见到采用定型钢模板与钢质调平块组成的支撑体系的形式经承载力验算合格后直接对水平预埋件进行安装的案例。

发明内容

本发明的目的在于提供一种施工效率高、质量好的水平预埋件安装方法。

为实现上述目的，本发明的一种水平预埋件安装方法的具体技术方案为：

一种水平预埋件安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

构建水平预埋件的支撑体系简化模型，并根据支撑体系简化模型对支撑体系的承载力进行验算，以确定支撑体系的制作参数；

根据确定的制作参数，制作并安装支撑体系；

将预埋件吊装到支撑体系上，并进行混凝土浇筑。

本发明的水平预埋件安装方法具有以下优点：

1)预埋件精度控制转变为定型钢模板的位置控制与钢制调平块的高程控制，精度控制变得更加容易，同时预埋精度有所提高。

2)安装支撑体系经力学简化后能够用简便公式验算，增强了安装的可靠性。

3)使得水平预埋件安装更加简捷化，节省了人工及机械使用费，同时缩短了安装工期。

4)应用适用范围广，不受预埋件形状限制。

附图说明

图1为本发明中的定型钢模板支撑体系的结构示意图；

图2为本发明中的定型钢模板支撑体系的工作原理示意图；

图3为本发明中的定型钢模板支撑体系的等效T型钢柱力学简化示意图；

图4为本发明中的定型钢模板的焊接示意图；

图5为本发明中的定型钢模板支撑体系的俯视图；

图6为本发明中的钢质调平块的调平操作示意图。

具体实施方式

为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的一种水平预埋件安装方法做进一步详细的描述。

如图1至图6所示，本发明的水平预埋件安装方法包括以下步骤：首先，构建水平预埋件的支撑体系简化模型，并根据支撑体系简化模型对支撑体系的承载力进行验算，以确定支撑体系的制作参数；其次，根据确定的制作参数，制作并安装支撑体系；最后，将水平预埋件吊装到支撑体系上，并进行混凝土浇筑。

进一步，如图1所示，本发明中的水平预埋件的支撑体系包括定型钢模板1和多个钢质调平块2。其中，多个钢质调平块2均匀分布在定型钢模板1的内侧面上，水平预埋件4置放在定型钢模板1内部，并由钢质调平块2支撑。

进一步，如图2所示，本实施例中，水平预埋件4的支撑体系中的定型钢模板1呈圆筒形，钢质调平块2呈长条形，数量为三个，且每个钢质调平块2都双面焊接于定型钢模板1的内侧面上。应注意的是，本发明中的定型钢模板1的形状是根据水平预埋件4的形状具体设定的，如本实施例中水平预埋件4为圆形，定型钢模板1便设计成圆筒形，而当水平预埋件4的形状为其他时，如方形，则定型钢模板1的形状也应相应地调整，如方形。

进一步，如图3所示，构建的水平预埋件的支撑体系简化模型为三根T形受力钢柱(图3中的F指示水平预埋件传递的重力，Q指示混凝土侧向压力)。其中，三根T形受力钢柱的下端铰支座连接，上端单向铰支座连接，水平预埋件的重量由三根T形受力钢柱承担。

进一步，根据上述支撑体系简化模型对支撑体系的承载力进行验算的步骤包括：

首先，对钢质调平块2和定型钢模板1之间的双面焊缝3进行验算，验算公式为：

$m*g/(3\×2\×0.7\×h_f\×l_w)\≤f_f^w;$

其中，m为水平预埋件质量，单位Kg；g为重力加速度；为角焊缝强度设计值，单位KN/mm²；l_w为单侧焊缝的计算长度，考虑起灭弧缺陷，按各条焊缝的实际长度每端减去h_f计算，单位mm；t_max为钢质调平块和定型钢模板中的较厚焊件的厚度，单位mm；t_min为钢质调平块和定型钢模板中的较薄焊件的厚度，单位mm；h_f为焊脚尺寸，单位mm；t₁为钢质调平块厚度；t₂为定型钢模板厚度。

其次，对T形受力钢柱的强度进行验算，验算公式为：

F/A_n+M_x/(γ_x*W_nx)≤f；

最后，对T形受力钢柱的稳定性进行验算，验算公式为：

$\left|\frac{F}{A}-\frac{{\mathrm{\β}}_{mx}{M}_x}{{\mathrm{\γ}}_x{W}_{2x}(1-1.25\frac{F}{N_{Ex}^{\′}})}\right|\≤f;$

其中，F为轴向压力；A、A_n为T形受力钢柱的截面面积和净截面面积；M_x为所计算构件段范围内的最大弯矩；为轴心受压构件的稳定系数；W_1x为受压最大纤维的毛截面抵抗矩；W_2x为受拉侧最外纤维的毛截面模量；γ_x为与W_2x相应的截面塑性发展系数；β_mx为等效弯矩系数；f为钢材的抗弯强度设计值；N'_Ex为欧拉临界力除以抗力分项系数γ_R。

进一步，根据上述确定的制作参数，制作并安装支撑体系的步骤包括：分别制作水平预埋件的支撑体系中的定型钢模板1与钢质调平块2；在预埋位置测量放线；支设定型钢模板1；调平钢质调平块2并焊接于定型钢模板1的内侧。

进一步，制作水平预埋件的支撑体系中的定型钢模板的步骤包括：利用机加工设备制作主板7，定型钢模板1由多块主板7拼接而成；在主板7上以主板的外侧四边为起点间隔焊接钢板肋，其中，如图4所示，水平方向的横肋5与主板7点焊，竖直方向的竖肋6与主板7满焊；利用钻孔设备对主板上的四边钢板肋进行钻孔，并在孔洞中插入U型卡或螺栓以实现多块主板7之间的联接加固，从而形成定型钢模板1。

进一步，在预埋位置测量放线和支设定型钢模板的步骤包括：按照水平预埋件的垂直投影及平面几何尺寸进行测量放线，并复核；将制作好的定型钢模板按照测量控制线进行支设固定，并通过吊垂线的方式控制定型钢模板的垂直度，以保证模板上口尺寸，定型钢模板支设时上口标高要大于水平预埋件的边缘底标高。

进一步，调平钢质调平块并焊接于定型钢模板的内侧的步骤包括：将每块钢质调平块的位置与定型钢模板上的竖肋保持一致，且多块钢质调平块应均匀分布在定型钢模板的内侧面上(如图5所示)；测量人员通过水准尺测量钢质调平块的高差并对操作人员发出高差指令，操作人员接到指令后通过立于钢质调平块旁边且紧靠定型钢模板的毫米尺的度量进行调节(如图6所示)，其中，钢质调平块上表面标高应与水平预埋件的边缘下口标高一致；将钢质调平块调平后双面焊接于定型钢模板的内侧。

进一步，将预埋件吊装到支撑体系上，并进行混凝土浇筑的步骤包括：按照上述步骤将支撑体系支设调平后，将水平预埋件进行吊装、平放于支撑体系内，然后再次复核标高、位置、平整度；复核无误后进行下一步的混凝土浇筑，其中，混凝土浇筑时应注意振捣密实，水平预埋件下部混凝土可掺入适当的膨胀剂以防止水平预埋件底部混凝土收缩产生缝隙，混凝土浇筑完毕后再次进行复测校核，至此水平预埋件安装结束。

下面以某综合楼工程直径2.1m、重量1.3t的设备基座水平预埋件的安装为例进行说明：

首先，按照定型钢模板支撑体系简化模型对支撑体系承载力进行验算。假定定型钢模板、钢质调平块与背肋材质为Q235B钢板，模板高度为1100mm，模板主材厚度为8mm、背肋板材厚度为6mm、背肋宽度为60mm，横肋间距为30cm、竖肋间距为25cm，定型钢模板为方弧形，共计4块，钢质调平块为10mm*10mm*30mm的长条，共计3个，定型钢模板与钢质调平块之间的焊缝焊脚尺寸为6mm；把上述相关参数带入上述公式中进行验算，验算结果表明此参数下组成的支撑体系承载力满足要求，支撑体系组件可以按此参数进行加工。

其次，按照验算参数对定型钢模板与钢质调平块进行加工。采用机加工设备对钢板进行加工；上述加工好的主板以外侧四边为起点焊接有一定间距的钢板肋，横肋间距30cm与主板点焊，竖肋间距25cm与主板满焊；采用钻孔设备对主板四边钢板肋钻孔，在孔洞中插入螺栓以实现定型钢模板之间的联接加固；采用机加工设备把钢质调平块加工成长条型10mm*10mm*30mm，钢质调平块10mm*10mm断面一端用机械打磨平整。

接着，预埋位置测量放线。按照圆形预埋件的位置垂直投影及平面几何尺寸进行采用仪器进行测量放线，首先用经纬仪找出预埋件中心点投影，以中心点为圆心画出圆形预埋件轮廓线并对其进行复核。

接着，定型钢模板支设。将上述加工的定型钢模板按照圆形轮廓线进行支设固定。通过吊垂线的方式控制所述定型钢模板垂直度，以保证模板上口尺寸(即预埋件平面尺寸)。所述定型钢模板支设时上口标高要大于预埋件边缘底标高，以防钢质调平块标高超出模板。

接着，钢质调平块调平并焊接于钢模板内侧。每块钢质调平块位置应与竖肋保持一致且三块钢质调平块连线接近等边三角形，预埋件顶标高为12.500m，预埋件边缘厚度为8cm，因此钢质调平块上口标高为12.420m，测量人员通过水准尺测量调平块的标高并对钢质调平块操作人员发出高差指令，操作人员接到指令后通过立于钢质调平块旁边紧靠模板的毫米尺的度量进行调节，此时误差精度由毫米尺精度控制。钢质调平块调平后按照选取参数双面焊接于定型钢模板内侧。

接着，预埋件的吊装。按照上述步骤将支撑体系支设调平后，对预埋件进行吊装平放于支撑体系内，然后再次复核标高、位置、平整度，无误后进行下一步。

最后，预埋件下混凝土浇注。混凝土浇筑前应注意预埋件上螺栓孔等使用空洞的保护性封堵，混凝土浇筑时应注意振捣密实，预埋件下部混凝土可掺入适当的膨胀剂以防止预埋件底部混凝土收缩产生缝隙。混凝土浇筑完毕后再次进行复测校核，至此预埋件安装结束。

本发明设计合理、施工步骤简单、施工质量与精度容易控制、使用效果好且不受预埋件形状限制，能解决现有预埋件埋置施工方法存在位置调整困难、安装精度不易控制、施工质量较差、支撑体系承载力不便验算等问题。

以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.一种水平预埋件安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

构建水平预埋件的支撑体系简化模型，并根据支撑体系简化模型对支撑体系的承载力进行验算，以确定支撑体系的制作参数；

根据确定的制作参数，制作并安装支撑体系；

将预埋件吊装到支撑体系上，并进行混凝土浇筑。

2.根据权利要求1所述的水平预埋件安装方法，其特征在于，水平预埋件的支撑体系包括定型钢模板(1)和多个钢质调平块(2)，多个钢质调平块(2)均匀分布在定型钢模板(1)的内侧面上，水平预埋件(4)置放在定型钢模板(1)内部，并由钢质调平块(2)支撑。

3.根据权利要求2所述的水平预埋件安装方法，其特征在于，钢质调平块(2)呈长条形，数量为三个，且每个钢质调平块(2)都双面焊接于定型钢模板(1)的内侧面上。

4.根据权利要求3所述的水平预埋件安装方法，其特征在于，构建的水平预埋件的支撑体系简化模型为三根T形受力钢柱，三根T形受力钢柱的下端铰支座连接，上端单向铰支座连接，水平预埋件的重量由三根T形受力钢柱承担。

5.根据权利要求4所述的水平预埋件安装方法，其特征在于，根据支撑体系简化模型对支撑体系的承载力进行验算的步骤包括：

对钢质调平块和定型钢模板之间的双面焊缝进行验算，验算公式为：

$m*g/(3\×2\×0.7\×h_f\×l_w)\≤f_f^w;$

其中，m为水平预埋件质量，单位Kg；g为重力加速度；为角焊缝强度设计值，单位KN/mm²；l_w为单侧焊缝的计算长度，考虑起灭弧缺陷，按各条焊缝的实际长度每端减去h_f计算，单位mm；t_max为钢质调平块和定型钢模板中的较厚焊件的厚度，单位mm；t_min为钢质调平块和定型钢模板中的较薄焊件的厚度，单位mm；h_f为焊脚尺寸，单位mm；t₁为钢质调平块厚度；t₂为定型钢模板厚度。

6.根据权利要求4所述的水平预埋件安装方法，其特征在于，根据支撑体系简化模型对支撑体系的承载力进行验算的步骤包括：

对T形受力钢柱的强度进行验算，验算公式为：

F/A_n+M_x/(γ_x*W_nx)≤f；

对T形受力钢柱的稳定性进行验算，验算公式为：

$\left|\frac{F}{A}-\frac{{\mathrm{\β}}_{mx}{M}_x}{{\mathrm{\γ}}_x{W}_{2x}(1-1.25\frac{F}{N_{Ex}^{\′}})}\right|\≤f;$

其中，F为轴向压力；A、A_n为T形受力钢柱的截面面积和净截面面积；M_x为所计算构件段范围内的最大弯矩；为轴心受压构件的稳定系数；W_1x为受压最大纤维的毛截面抵抗矩；W_2x为受拉侧最外纤维的毛截面模量；γ_x为与W_2x相应的截面塑性发展系数；β_mx为等效弯矩系数；f为钢材的抗弯强度设计值；N'_Ex为欧拉临界力除以抗力分项系数γ_R。

7.根据权利要求2或3所述的水平预埋件安装方法，其特征在于，根据确定的制作参数，制作并安装支撑体系的步骤包括：

分别制作水平预埋件的支撑体系中的定型钢模板与钢质调平块；

在预埋位置测量放线；

支设定型钢模板；

调平钢质调平块并焊接于定型钢模板的内侧。

8.根据权利要求7所述的水平预埋件安装方法，其特征在于，制作水平预埋件的支撑体系中的定型钢模板的步骤包括：

利用机加工设备制作主板(7)，定型钢模板由多块主板(7)拼接而成；

在主板(7)上以主板的外侧四边为起点间隔焊接钢板肋，其中，水平方向的横肋(5)与主板(7)点焊，竖直方向的竖肋(6)与主板(7)满焊；

利用钻孔设备对主板上的四边钢板肋进行钻孔，并在孔洞中插入U型卡或螺栓以实现多块主板之间的联接加固，从而形成定型钢模板。

9.根据权利要求8所述的水平预埋件安装方法，其特征在于，在预埋位置测量放线和支设定型钢模板的步骤包括：

按照水平预埋件的垂直投影及平面几何尺寸进行测量放线，并复核；

将制作好的定型钢模板按照测量控制线进行支设固定，并通过吊垂线的方式控制定型钢模板的垂直度，以保证模板上口尺寸，定型钢模板支设时上口标高要大于水平预埋件的边缘底标高。

10.根据权利要求9所述的水平预埋件安装方法，其特征在于，调平钢质调平块并焊接于定型钢模板的内侧的步骤包括：

将每块钢质调平块的位置与定型钢模板上的竖肋保持一致，且多块钢质调平块应均匀分布在定型钢模板的内侧面上；

测量人员通过水准尺测量钢质调平块的高差并对操作人员发出高差指令，操作人员接到指令后通过立于钢质调平块旁边且紧靠定型钢模板的毫米尺的度量进行调节，其中，钢质调平块上表面标高应与水平预埋件的边缘下口标高一致；

将钢质调平块调平后双面焊接于定型钢模板的内侧。