CN106592984A - 一种大跨空间结构高位等标高带柱滑移结构及方法 - Google Patents

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叶翔
张伟
王垒
施元强
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杨林
胡广龙
王柏森
马国良
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Abstract

发明属于钢结构建筑领域，具体涉及一种大跨空间结构高位等标高带柱滑移结构及方法，包括支撑钢柱和支撑钢柱垂直固定连接的柱间梁，柱间梁上铺设有滑移轨道，滑移轨道上滑动设置有被滑移钢柱，被滑移钢柱的两侧固定设置有滑靴，一侧的滑靴与滑动设置于滑移轨道上的液压顶推器连接。本发明以解决大跨空间结构屋盖重心高，实腹柱无侧向支撑的情况下稳定性差，难以实施柱底滑移的难题。

Description

一种大跨空间结构高位等标高带柱滑移结构及方法
技术领域
发明属于钢结构建筑领域，具体涉及一种大跨空间结构高位等标高带柱滑移结构及方法。
背景技术
历经我国建筑体系的大力推广和行业多年的蓬勃发展，钢结构已然成为建筑体系中不可或缺的一部分，结合其强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强的诸多优点，钢结构多用于大跨度、超高层和超重型的建筑物中。
随着新技术新工艺的应用，累积滑移施工技术已逐渐被行业所广泛应用于大跨空间结构施工中，目前该技术主要用于屋盖结构平整、柱底或柱顶标高一致的结构中，而遇到屋盖结构高度起伏大、柱顶支座高度小或柱底标高不统一的特殊情况，往往采用设置临时滑移胎架或改变屋盖标高以提升作业面高度的方法进行滑移施工，第一种施工方法，不但大大增加了临时措施带来的经济成本，而且屋盖滑移到位后需要补装后装段，施工难度大，对接精度低，结构成型质量难以保证；第二种施工方法，屋盖滑移到位后需要整体顶升后再卸载落位，高空施工难度大，对施工安全极为不利。因而，累积滑移施工技术在适用性、经济性以及安全性方面还有待发展和改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大跨空间结构高位等标高带柱滑移结构及方法，以解决大跨空间结构屋盖重心高，实腹柱无侧向支撑的情况下稳定性差，难以实施柱底滑移的难题，以及柱顶屋盖支座不规则起伏或支座高度较小的情况下，难以实施柱顶滑移的难题。
为实现上述目的，本发明具体提供的技术方案为：一种大跨空间结构高位等标高带柱滑移结构，包括支撑钢柱和支撑钢柱垂直固定连接的柱间梁，柱间梁上铺设有滑移轨道，滑移轨道上滑动设置有被滑移钢柱，被滑移钢柱的两侧固定设置有滑靴，一侧的滑靴与滑动设置于滑移轨道上的液压顶推器连接。
进一步，相邻所述被滑移钢柱之间水平设置有水平系杆和相互交叉设置有交叉系杆，水平系杆和交叉系杆位于被滑移钢柱外周面上的同一连接点；其中水平系杆下缘与所述滑靴固连。
进一步，所述被滑移钢柱与滑移轨道连接处设置有过轨洞口，该过轨洞口与所述滑移轨道匹配；所述支撑钢柱与被滑移钢柱之间设置有扩大封板。
一种大跨空间结构高位等标高带柱滑移方法，包括如下步骤：（1）确定滑移工作面，以滑移工作面为界将钢柱分为被滑移钢柱和支撑钢柱；
（2）被滑移钢柱底部的过轨洞口在工厂切割完成，滑靴和被滑移钢柱在工厂组拼完成，一同发货至现场；
（3）支撑钢柱、柱间梁和滑移轨道安装到位后，在滑移拼装区进行第一个滑移单元的高空组拼，包含被滑移钢柱和滑靴、水平系杆、交叉系杆、屋盖结构以及液压爬行器；拼装完成后，向前滑移一个步距；
（4）继续在拼装区进行第二个滑移单元的高空组拼，并与上一个滑移单元进行对接，拼装完成后，向前滑移一个步距；
（5）循环进行步骤四直至完成上部结构的累积滑移施工；
（6）滑移至目标位后，进行被滑移钢柱垂直度及上下钢柱水平位移差校核调整。
进一步，其中步骤六中：所述被滑移钢柱校核调整后，检查无误后进行被滑移钢柱与下部柱顶处扩大封板全熔透焊接；然后割除滑靴、滑移轨道，补焊滑移开设的过轨洞口，割除滑移施工临时稳定性措施，完成滑移施工。
本发明的有益效果：该发明通过累积滑移施工技术，使屋盖拼装始终保持在一个固定区间，提高了拼装精度的可控性，降低了拼装场地处理和胎架倒用等施工成本；通过全自动液压爬行系统，实现了人工与机械智能的融合，缩短了施工工期，降低了人工成本；通过累积滑移技术，解决了建筑下部大面积地下室或大面积土建结构而导致的吊机无法进入施工的问题，降低现场施工难度。
附图说明
图1 为本发明的结构轴测示意图；图2 为本发明的结构侧面示意图；图3 为本发明的滑移节点侧面详图；图4 为本发明的滑移节点轴测详图；图5 为本发明底部支撑钢柱和被滑移钢柱关系示意图；图6 为本发明底部支撑钢柱顶部的扩大封板示意图；图7 为本发明被滑移钢柱底部的过轨洞口示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施案例对本发明进一步说明：
参见图1-7实施案例详解：一种大跨空间结构高位等标高带柱滑移结构，包括支撑钢柱1和支撑钢柱1垂直固定连接的柱间梁2，柱间梁2上铺设有滑移轨道3，滑移轨道3上滑动设置有被滑移钢柱4，被滑移钢柱4的两侧固定设置有滑靴9，一侧的滑靴9与滑动设置于滑移轨道3上的液压顶推器10连接。
相邻所述被滑移钢柱4之间水平设置有水平系杆8和相互交叉设置有交叉系杆7，水平系杆8和交叉系杆7位于被滑移钢4柱外周面上的同一连接点；其中水平系杆8下缘与所述滑靴9固连。
所述被滑移钢柱4与滑移轨道3连接处设置有过轨洞口6，该过轨洞口6与所述滑移轨道3匹配；所述支撑钢柱1与被滑移钢柱4之间设置有扩大封板11。
一种大跨空间结构高位等标高带柱滑移方法，包括如下步骤：（1）确定滑移工作面，以滑移工作面为界将钢柱分为被滑移钢柱4和支撑钢柱1；
（2）被滑移钢柱4底部的过轨洞口6在工厂切割完成，滑靴9和被滑移钢柱4在工厂组拼完成，一同发货至现场；
（3）支撑钢柱1、柱间梁2和滑移轨道3安装到位后，在滑移拼装区进行第一个滑移单元的高空组拼，包含被滑移钢柱4和滑靴9、水平系杆8、交叉系杆7、屋盖结构5以及液压爬行器；拼装完成后，向前滑移一个步距；
（4）继续在拼装区进行第二个滑移单元的高空组拼，并与上一个滑移单元进行对接，拼装完成后，向前滑移一个步距；
（5）循环进行步骤四直至完成上部结构的累积滑移施工；
（6）滑移至目标位后，进行被滑移钢柱垂直度及上下钢柱水平位移差校核调整，所述被滑移钢柱校核调整后，检查无误后进行被滑移钢柱4与下部柱顶处扩大封板全熔透焊接；然后割除滑靴9、滑移轨道3，补焊滑移开设的过轨洞口6，割除滑移施工临时稳定性措施，完成滑移施工。
所述大跨屋盖结构5存在两种结构特性而导致无法在柱顶进行滑移施工。结构特性一：所述屋盖结构高度起伏较大，通常呈折形或波浪形，导致柱顶标高各不相同；结构特性二：所述屋盖结构与下部支撑钢柱的支座高度小于500mm，导致工作空间过小。
所述支撑钢柱1和被滑移钢柱4均为大跨屋盖结构5的支撑柱，为了解决柱顶标高不一致或支座高度过小的问题而在高位进行截断，使滑移施工作业面在同一水平面上。
所述被滑移钢柱4在施工过程中同大跨屋盖结构5一同进行滑移施工。
所述支撑钢柱1和柱间梁2一同组成滑移施工的下部支撑系统。
所述交叉系杆7为被滑移钢柱4的侧向支撑系统，沿滑移方向逐间布置，提高上部滑移结构在滑移方向的刚度和稳定性。
所述水平系杆8设置于被滑移钢柱4的底部，使得顶推力只在底部直接传递，实现顶推力自平衡，避免柱底顶推力产生附加弯矩影响结构安全。
所述钢柱过轨洞口6设置于被滑移钢柱4的底部，过轨洞口大小根据滑移轨道7确定，洞口上侧和左右两侧离滑移轨道的距离均应≥10mm，确保滑移轨道能顺利穿过被滑移钢柱；通过开设过轨洞口，在滑移施工过程中被滑移钢柱起到屋盖跨度方向的侧向限位作用，提高施工安全性能。
所述滑靴9设置于每根被滑移钢柱4的两侧，下部落于滑移轨道7之上，滑靴底部标高低于钢柱过轨洞口6上侧约10mm～15mm，使被滑移钢柱与滑移轨道脱空，防止滑移施工过程中对结构产生损伤。
所述液压爬行器6与滑靴9通过顶推耳板相连接，是整个滑移施工过程中的动力系统，与液压动力系统、计算机控制系统、位移传感器以及压力传感器等设备配套使用。液压爬行器在滑移过程的推进力及推进速度完全采用计算机系统操控，通过楔型夹块的单向自锁功能，自动锁紧滑移轨道，利用中间的液压油缸驱动结构爬行，通过传感器实时监测施工动态。
所述扩大封板11设置于支撑钢柱1顶部，封板半径=钢柱半径+1.5t（t为封板厚度），用于调节滑移施工完成后被滑移钢柱（4）与支撑钢柱1之间的水平偏差。
通过钢柱过轨洞口6和滑靴9，使被滑移钢柱4和支撑钢柱1之间预留的对接缝隙≤15mm，被滑移钢柱滑移施工到位后直接与底部支撑钢柱进行对接，最后割除滑靴和滑移轨道，补装过轨洞口处的瓦片，解决了传统滑移施工工艺中，结构滑移位后需要补装后装段或需要高空落位的技术难题。
以上对本发明的具体实施进行了介绍。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改，等同替换和改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种大跨空间结构高位等标高带柱滑移结构，其特征在于：包括支撑钢柱和支撑钢柱垂直固定连接的柱间梁，柱间梁上铺设有滑移轨道，滑移轨道上滑动设置有被滑移钢柱，被滑移钢柱的两侧固定设置有滑靴，一侧的滑靴与滑动设置于滑移轨道上的液压顶推器连接。
2.根据权利要求1所述的一种大跨空间结构高位等标高带柱滑移结构，其特征在于：相邻所述被滑移钢柱之间水平设置有水平系杆和相互交叉设置有交叉系杆，水平系杆和交叉系杆位于被滑移钢柱外周面上的同一连接点；其中水平系杆下缘与所述滑靴固连。
3.根据权利要求1所述的一种大跨空间结构高位等标高带柱滑移结构，其特征在于：所述被滑移钢柱与滑移轨道连接处设置有过轨洞口，该过轨洞口与所述滑移轨道匹配；所述支撑钢柱与被滑移钢柱之间设置有扩大封板。
4.一种大跨空间结构高位等标高带柱滑移方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）确定滑移工作面，以滑移工作面为界将钢柱分为被滑移钢柱和支撑钢柱；
（2）被滑移钢柱底部的过轨洞口在工厂切割完成，滑靴和被滑移钢柱在工厂组拼完成，一同发货至现场；
（3）支撑钢柱、柱间梁和滑移轨道安装到位后，在滑移拼装区进行第一个滑移单元的高空组拼，包含被滑移钢柱和滑靴、水平系杆、交叉系杆、屋盖结构以及液压爬行器；拼装完成后，向前滑移一个步距；
（4）继续在拼装区进行第二个滑移单元的高空组拼，并与上一个滑移单元进行对接，拼装完成后，向前滑移一个步距；
（5）循环进行步骤四直至完成上部结构的累积滑移施工；
（6）滑移至目标位后，进行被滑移钢柱垂直度及上下钢柱水平位移差校核调整。
5.根据权利要求4所述的一种大跨空间结构高位等标高带柱滑移方法，其特征在于，其中步骤六中：所述被滑移钢柱校核调整后，检查无误后进行被滑移钢柱与下部柱顶处扩大封板全熔透焊接；然后割除滑靴、滑移轨道，补焊滑移开设的过轨洞口，割除滑移施工临时稳定性措施，完成滑移施工。
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