CN110439289A - 大跨度转换钢桁架体外张拉预加载施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了大跨度转换钢桁架体外张拉预加载施工方法，利用大跨度转换桁架拼装支撑胎架来兼作预加载的功能，桁架拼装完成后，通过支撑模式转换到预加载模式：支撑模式：采用钢管结构作为桁架拼装支撑胎架，通过液压穿心千斤顶对胎架柱脚牛腿的顶升，来控制和调整支撑点的标高。预加载模式：将穿心千斤顶的位置转换到胎架柱脚牛腿上方，变成液压同步张拉装置，在胎架柱脚设置地锚，通过钢绞线为桁架预加载。本发明构思巧妙，操作简单易行，安全稳定，通过油压控制支撑力及预加载的大小，通过行程传感器来精确控制位移，保证了转换钢桁架施工最终完成后的状态与设计状态保持一致，在大跨度钢桁架支撑预加载施工上有着广泛的应用前景。

Description

大跨度转换钢桁架体外张拉预加载施工方法
技术领域
本发明属于钢结构工程施工技术领域，具体涉及一种大跨度转换钢桁架体外张拉预加载施工方法。
背景技术
近年来，高层和超高层建筑发展迅猛，作为转换层一种形式的转换钢桁架由于其重量轻、施工简便、延性和抗震性能好等特点，适用于建造多高层大跨度结构。而转换钢桁架在上部大荷载作用下，不可避免的要发生下挠变形，由此产生桁架端部有效支撑长度的减少、局部压应力的增大及桁架承载力降低，同时会导致前后施工界面裂缝。通过对合理起拱的钢桁架预加载消拱，可以利用板的拱效应作用在约束便捷产生水平挤压力，进而可避免在边界薄弱面产生裂缝。
目前在解决大跨度转换桁架变形通常采用施加体外预应力的方法，传统的体外预压加载方法目前多为沙袋、砼块等重物预压方式，这种方式需要程序复杂、耗费人工较多，施工措施量大，安全操作难度大。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种大跨度转换钢桁架体外张拉预加载施工方法，利用大跨度转换桁架拼装支撑胎架来兼作预加载的功能，桁架拼装完成后，可通过支撑模式转换到预加载模式，可以两种使用方法，设计巧妙，操作简单，安全稳定，保证了转换钢桁架施工最终完成后的状态与设计状态保持一致，且解决了施工前后因变形引起的界面裂缝等不利影响。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
大跨度转换钢桁架体外张拉预加载施工方法，包括支撑状态与预加载状态；
所述转换钢桁架拼装支撑状态包括以下步骤：
转换钢桁架高空分段拼装时，在其下弦搭设钢管支撑胎架；
钢管支撑胎架底部插入套管中，并与楼面上的柱脚埋件预留一定的间隙，这个间隙要大于桁架预加载时理论分析的挠度值；
钢管支撑胎架下方焊接钢牛腿，套管外侧也焊接钢支墩，套管与钢支墩均焊接在柱脚埋件上；
在钢牛腿与钢支墩之间安置穿心千斤顶，穿心千斤顶通过液压油管与液压泵站连接，通过电脑控制液压泵站驱动穿心千斤顶升降工作，穿心千斤顶可以根据计算分析需要对称设置2组或4组模式；
穿心千斤顶设置有行程传感器，可保证穿心千斤顶同步顶升工作，精确控制转换钢桁架拼装支撑点的标高；
转换钢桁架整体拼装焊接完成后，穿心千斤顶通过电脑控制液压泵站同步卸载，卸载完成后，将进入转换钢桁架预加载状态。
所述转换钢桁架预加载状态包括以下步骤：
钢管支撑胎架顶部与转换钢桁架采用连接件进行可靠连接；
将支撑状态中的穿心千斤顶改装成液压张拉器，液压张拉器可以根据需要对称设置2组或4组模式；
在钢支墩上设置地锚，地锚通过预应力高强钢绞线穿过钢牛腿连接液压张拉器，液压张拉器同样设置有行程传感器，可以精确读取转换钢桁架的变形值；
预加载时，通过电脑控制液压泵站驱动液压张拉器进行同步张紧工作，通过下压钢管支撑胎架为转换钢桁架施加荷载，一次施加完转换桁架上方理论计算的全部荷载；
转换钢桁架上部结构开始逐层施工，液压张拉器逐层进行分级卸载，采用电脑控制液压泵站驱动液压张拉器进行同步卸载工作，通过钢管支撑胎架为转换钢桁架逐级释放荷载，确保与设计状态保持一致。
本发明是有益效果是：
本发明构思巧妙，可以两种方法切换，操作简单易行，安全稳定，主要原理是通过油压控制支撑力及预加载的大小，通过行程传感器来精确控制位移，保证了转换钢桁架施工最终完成后的状态与设计状态保持一致，且有效解决了施工过程中因变形引起的界面裂缝等不利影响。由于是通过预应力高强钢绞线进行传力加载、卸载，因此转换桁架的净高度基本没有限制。在大跨度钢桁架支撑预加载施工上有着广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明所述的支撑模式图。
图2为图1的A-A剖面图。
图3为本发明所述的支撑状态工作示意图。
图4为本发明所述的预加载模式图。
图5为图4的B-B剖面图。
图6为本发明所述的预加载状态工作示意图。
附图标记列表：
1—支撑胎架，2—套管，3—钢牛腿，4—钢支墩，5—柱脚埋件，6—穿心千斤顶，7—行程传感器，8—液压张拉器，9—液压泵站，10—液压油管，11—转换钢桁架，12—底面，13—地锚，14—预应力高强钢绞线，15—连接件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图所示，本发明所述的大跨度转换钢桁架体外张拉预加载施工方法，包括以下步骤：
1、转换钢桁架11高空分段拼装时，在其下弦搭设钢管支撑胎架1；
2、钢管支撑胎架1底部插入套管2中，并与楼面12上的柱脚埋件5预留一定的间隙，所述间隙为5-20cm，这个间隙尺寸要大于桁架预加载时理论分析的挠度值，套管内径比支撑胎架外径大2-5mm；
3、钢管支撑胎架1下方焊接钢牛腿3，套管2外侧也焊接钢支墩4，套管2与钢支墩4均焊接在埋件5上；
4、在钢牛腿3与钢支墩4之间安置穿心千斤顶6，穿心千斤顶6通过液压油管10与液压泵站9连接，通过电脑控制液压泵站9驱动穿心千斤顶6升降工作，穿心千斤顶6可以根据计算分析需要对称设置2组或4组模式，如图2所示；
5、穿心千斤顶6设置有行程传感器7，可保证穿心千斤顶6同步顶升工作，精确控制转换钢桁架11拼装支撑点的标高；
6、转换钢桁架11整体拼装焊接完成后，穿心千斤顶8通过电脑控制液压泵站9同步卸载；
7、钢管支撑胎架1顶部与转换钢桁架11采用连接件15进行可靠连接；
8、将穿心千斤顶6改装成液压张拉器8，液压张拉器8可以根据需要对称设置2组或4组模式，如图5所示；
9、在钢支墩4上设置地锚13，通过预应力高强钢绞线14连接，液压张拉器8同样设置有行程传感器7，可以精确读取转换钢桁架11的变形值；
10、预加载时，通过电脑控制液压泵站9驱动液压张拉器8进行同步张紧工作，通过下压钢管支撑胎架1为转换钢桁架11施加荷载，一次施加完转换桁架上方理论计算的全部荷载；
11、转换钢桁架11上部结构开始逐层施工，液压张拉器8逐层进行分级卸载，采用电脑控制液压泵站9驱动液压张拉器8进行同步卸载工作，通过钢管支撑胎架1为转换钢桁架11逐级释放荷载，确保与设计状态保持一致。
本发明所述的用于大跨度转换钢桁架拼装支撑兼预加载施工方法，是利用大跨度转换桁架拼装支撑胎架来兼作预加载的功能，桁架拼装完成后，可通过支撑模式转换到预加载模式：
支撑模式：采用钢管结构作为桁架拼装支撑胎架，通过液压穿心千斤顶对胎架柱脚牛腿的顶升，来控制和调整支撑点的标高。
预加载模式：将穿心千斤顶的位置转换到胎架柱脚牛腿上方，变成液压同步张拉装置，在钢支墩4设置地锚，通过钢绞线为桁架预加载。由于是通过预应力高强钢绞线进行传力加载、卸载，因此转换桁架的净高度基本没有限制。
本发明构思巧妙，操作简单易行，安全稳定，主要原理是通过油压控制支撑力及预加载的大小，通过行程传感器来精确控制位移。
本发明在大跨度钢桁架支撑预加载施工上有着广泛的应用前景。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims (5)

1.大跨度转换钢桁架体外张拉预加载施工方法，其特征在于：包括支撑状态与预加载状态；
所述转换钢桁架拼装支撑状态包括以下步骤：
转换钢桁架（11）高空分段拼装时，在其下弦搭设钢管支撑胎架（1）；
钢管支撑胎架（1）底部插入套管（2）中，并与楼面（12）上的柱脚埋件（5）预留间隙；
钢管支撑胎架（1）下方焊接钢牛腿（3），套管（2）外侧也焊接钢支墩（4），套管（2）与钢支墩（4）均焊接在埋件（5）上；
在钢牛腿（3）与钢支墩（4）之间安置穿心千斤顶（6），穿心千斤顶（6）通过液压油管（10）与液压泵站（9）连接，通过电脑控制液压泵站（9）驱动穿心千斤顶（6）升降工作，
穿心千斤顶（6）上设置有行程传感器（7）；
转换钢桁架（11）整体拼装焊接完成后，穿心千斤顶（8）通过电脑控制液压泵站（9）同步卸载，卸载完成后，将进入转换钢桁架（11）预加载状态；
所述转换钢桁架预加载状态包括以下步骤：
钢管支撑胎架（1）顶部与转换钢桁架（11）采用连接件（15）进行可靠连接；
将支撑状态中的穿心千斤顶（6）改装成液压张拉器（8）；
在钢支墩（4）上设置地锚（13），通过预应力高强钢绞线（14）连接，液压张拉器（8）同样设置有行程传感器（7），精确读取转换钢桁架（11）的变形值；
预加载时，通过电脑控制液压泵站（9）驱动液压张拉器（8）进行同步张紧工作，通过下压钢管支撑胎架（1）为转换钢桁架（11）施加荷载，一次施加完转换桁架上方理论计算的全部荷载；
转换钢桁架（11）上部结构开始逐层施工，液压张拉器（8）逐层进行分级卸载，采用电脑控制液压泵站（9）驱动液压张拉器（8）进行同步卸载工作，通过钢管支撑胎架（1）为转换钢桁架（11）逐级释放荷载，确保与设计状态保持一致。
2.根据权利要求1所述的一种用于大跨度转换钢桁架预加载以及支撑装置，其特征在于：所述套管（2）内径比支撑胎架（1）外径大2-5mm。
3.根据权利要求1所述的一种用于大跨度转换钢桁架预加载以及支撑装置，其特征在于：所述穿心千斤顶（6）的数量为两个或者四个。
4.根据权利要求1所述的一种用于大跨度转换钢桁架预加载以及支撑装置，其特征在于：所述液压张拉器（8）的数量为两个或者四个。
5.根据权利要求1所述的一种用于大跨度转换钢桁架预加载以及支撑装置，其特征在于：所述间隙为5-20cm。
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