CN110847375B - 一种大跨度桁架施工方法及大跨度桁架结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大跨度桁架施工方法及大跨度桁架结构，施工方法包括步骤：a、准备工作，包括步骤：a1、搭设支撑胎架；a2、铺设横向滑移轨道；a3、铺设纵向滑移轨道；b、桁架组装及横向滑移，包括步骤：b1、拼装空间稳定框架；b2、同步牵引空间稳定框架滑移；b3、重复步骤b1和b2，形成组合框架；c、组合框架顶升就位与轨道过渡，包括步骤：c1、对所述组合框架进行顶升，顶升到位后对组合框架安装支腿；c2、将组合框架置于所述纵向滑移轨道；d、组合框架纵向滑移及框架总成成型，包括步骤：d1、使组合框架滑移；d2、顶高组合框架并且割除支座并部位滑移轨道，然后对组合框架安装成品支座；d3、重复步骤d1和d2，形成框架总成。

Description

一种大跨度桁架施工方法及大跨度桁架结构
技术领域
本发明涉及大跨度桁架技术领域，尤其涉及一种大跨度桁架施工方法及大跨度桁架结构。
背景技术
目前在大跨度桁架技术领域，大跨度空间结构跨度越来越大，造型越来越新颖、别致，结构越来越复杂，现代人生活节奏增快、市场条件瞬息万变，导致业主对工期的要求也越来越高。面对越来越多的大跨度钢结构屋面桁架的应用，传统的施工方法已无法满足施工的需要，施工工艺上的变革成为必然。
目前对于大跨度钢结构桁架的安装主要有以下几种方法：
1、整体提升技术，将桁架分段运输至现场，并在各榀桁架安装位置正下方地面设置拼装胎架，在拼装胎架上拼装桁架，然后通过液压提升机将整榀桁架提升至相应的标高。该安装方法存在较大的局限性：(1)由于需要在桁架对应位置的正下方拼装胎架，对于地面的承载力要求高，因此对于桁架下方是楼板或者地下室顶板的情况不适合采用此安装方法；(2)整体提升技术需要在各榀桁架安装标高往上3-5m的位置搭设提升支架，但是对于桁架位于屋顶层的情况，提升支架无处生根，无法采用此方法；
2、高空分段拼装，根据施工现场塔吊(汽车吊)的吊装能力将桁架分段运输至现场，同时，在桁架安装部位根据分段搭设支撑胎架，再通过塔吊(汽车吊)将其吊装就位；但是该安装方法存在以下缺点：(1)每一榀桁架的安装都需要在对应位置安装支撑胎架，胎架的数量过多，不利于控制施工成本；(2)支撑胎架的搭设，对于地面的承载力要求高，因此对于桁架下方是楼板或者地下室顶板的情况不适合采用此安装方法。
3、采用大型吊车整体抬吊，根据运输能力，将桁架在工厂分段加工、运输至现场，在现场搭设一个拼装场地进行桁架拼装，然后采用两台大型吊车将拼装好的整榀桁架抬吊到安装位置；但是此施工方法需要大型吊装机械，不利于施工成本控制；并且在施工场地周边需要预留出吊车作业场地和桁架拼装场地，对于场地要求高，不适合在施工场地狭小的项目采用此施工方法。
发明内容
(一)要解决的技术问题
基于此，本发明提出了一种大跨度桁架施工方法，该大跨度桁架施工方法旨在解决现有技术中桁架施工方法难以匹配复杂空间状况、并且施工成本高、对场地要求过高的技术问题。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提出了一种一种大跨度桁架施工方法，其中，所述大跨度桁架施工方法包括以下步骤：
a、准备工作，包括步骤：
a1、搭设支撑胎架；
a2、在支撑胎架的大梁上铺设横向滑移轨道；
a3、分别在对应的两个轴的混凝土大梁上铺设纵向滑移轨道，两个所述纵向滑移轨道彼此平行间隔设置且分别垂直于所述横向滑移轨道；
b、桁架组装及横向滑移，包括步骤：
b1、在所述胎架上靠近塔吊的一端拼装由相邻的两榀桁架及桁架间的次梁组成的空间稳定框架；
b2、同步牵引所述空间稳定框架沿着横向方向往远离塔吊方向滑移至对应的横向滑移安装位置；
b3、重复步骤b1和b2，以拼装和横向滑移多个空间稳定框架，并将多个空间稳定框架固定，形成组合框架；
c、组合框架顶升就位与轨道过渡，包括步骤：
c1、对所述组合框架进行顶升，顶升到位后对组合框架安装支腿；
c2、支腿安装完成后将组合框架下降并置于所述纵向滑移轨道；
d、组合框架纵向滑移及框架总成成型，包括步骤：
d1、使组合框架沿着纵向方向在纵向滑移轨道上滑移至对应的纵向滑移安装位置；
d2、组合框架滑移到对应的纵向滑移安装位置后，顶高组合框架并且割除支座并部位滑移轨道，然后对组合框架安装成品支座；
d3、重复步骤d1和d2，纵向滑移多个组合框架就位，形成框架总成。
优选地，包括：在所述步骤a1中，所述支撑胎架的柱脚位于下部结构混凝土柱顶对应的位置。
优选地，包括：在所述步骤a2中，所述横向滑移轨道为槽口向上的槽钢。
优选地，包括：在所述步骤a中，还包括在步骤a3后的步骤a4、在工厂预制在高度方向分两段、长度方向分三段的桁架，运输至现场。
优选地，包括：在所述步骤b1中，空间稳定框架组装后测量桁架垂直度和两榀桁架上下弦对角线。
优选地，包括：在所述步骤c1中，在组合框架单边顶升过程中同时顶升并监测组合框架是否发生横向位移。
优选地，在滑移轨道上设置刻度标尺。
此外，本发明还提供一种大跨度桁架结构，其中，所述大跨度桁架由上述的大跨度桁架施工方法施工而成。
(三)有益效果
本发明与现有技术对比，本发明提供的大跨度桁架施工方法的有益效果包括：
(1)采用横向滑移和纵向滑移技术，不需要采用大吨位的起重机械，只需要利用现场的塔吊进行桁架构件的吊装，节约了施工成本，施工速度快，并且不需要额外的准备大型起重机械的施工场地，不受场地的限制，也可以匹配复杂空间状况；
(2)只需要搭设一个支撑胎架，不需要在每榀桁架分段处都搭设支撑架，节约了施工成本，且加快了施工速度；
(3)通过对桁架进行纵横双向滑移，施工技术先进，可以对安装全过程进行实时监控，安装精度高。
优选方案中的有益效果为：所述支撑胎架的柱脚位于下部结构混凝土柱顶对应的位置，不会给楼面增加额外的荷载，不对楼板产生破坏，因此此施工方法不受屋面桁架下部结构形式的限制。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1为本发明实施方式的大跨度桁架施工方法的初始步骤时的结构状态图；
图2为本发明实施方式的大跨度桁架施工方法的中间步骤时的结构状态图；
图3为本发明实施方式的大跨度桁架施工方法的中间步骤时的结构状态图；
图4为本发明实施方式的大跨度桁架施工方法的中间步骤时的结构状态图；
图5为本发明实施方式的大跨度桁架施工方法的中间步骤时的结构状态图；
图6为本发明实施方式的大跨度桁架施工方法的中间步骤时的结构状态图；
图7为本发明实施方式的大跨度桁架施工方法的中间步骤时的结构状态图；
图8为本发明实施方式的大跨度桁架施工方法的中间步骤时的结构状态图；
图9为本发明实施方式的大跨度桁架施工方法的中间步骤时的结构状态图；
图10为本发明实施方式的大跨度桁架施工方法最终形成框架总成的步骤时的结构状态图。
附图标记说明：
1、支撑胎架，2、横向滑移轨道，3、纵向滑移轨道，4、A轴，5、E轴，6、空间稳定框架，7、组合框架，8、液压千斤顶。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
参见图1至图10，本发明公开了本发明公开了一种大跨度桁架施工方法，它尤其适合作为大跨度钢结构屋面桁架施工方法，但本发明不限于此，大跨度桁架施工方法包括以下步骤：
具体参见图1，a、准备工作，包括步骤：
a1、搭设支撑胎架1，胎架可作为支撑平台、拼装平台，横向滑移施工平台，支撑胎架1的柱脚在下部结构混凝土柱顶对应的位置，以使支撑胎架1上的荷载能够直接传递给混凝土柱；
a2、在支撑胎架1的大梁上铺设横向滑移轨道2，横向滑移轨道2可以采用25a槽钢，槽口向上，利用槽钢的两侧翼缘作为滑车限位，槽钢内可以设置尺寸为70*100*350钢板作为滑块；
a3、分别在对应的两个轴(例如A轴4和E轴5)的混凝土大梁上铺设纵向滑移轨道3，两个纵向滑移轨道3彼此平行间隔设置且分别垂直于横向滑移轨道2，纵向滑移轨道3在整个滑移过程中起到承重导向和径向限制构件水平移位的作用，由于纵向滑移距离较长，纵向滑移轨道3优选现场分段铺设，铺设时要求轨道底部与轨道梁顶部间垫实、无缝隙，纵向滑移轨道3采用25a槽钢；
a4、在工厂预制在高度方向分两段、长度方向分三段(共6段)的桁架，运输至现场；
具体参见图2至图6，b、桁架组装及横向滑移，包括步骤：
b1、在胎架上靠近塔吊的一端拼装由相邻的两榀桁架及桁架间的次梁组成的空间稳定框架6，空间稳定框架6组装后测量桁架垂直度和两榀桁架上下弦对角线，保证对角线误差不大于3mm；
b2、通过设置于楼面的两台卷扬机同步牵引空间稳定框架6沿着横向方向x往远离塔吊方向滑移至对应的横向滑移安装位置；
b3、重复步骤b1和b2，以拼装和横向滑移多个空间稳定框架6，并且可以进行定位复测，将多个空间稳定框架6固定，形成组合框架7，具体地，可以将多个空间稳定框架6的连接节点通过高强度螺栓紧固定型，对相邻的空间稳定框架6的接口位置进行焊接，形成组合框架7后可以对组合框架7几何尺寸、轴线、对角线、垂直度、起拱度及标高进行复测，确认其满足设计和规范要求，此步骤一种示例为，可以布置3个空间稳定框架6，当然，布置其他数量的空间稳定框架6也将落入本发明的保护范围；
具体参见图7，c、组合框架7顶升就位与轨道过渡(此步骤为纵向滑移做准备)，包括步骤：
c1、对组合框架7进行顶升，顶升到位后对组合框架7安装支腿(例如在四边角对应位置一一对应一共焊接4个支腿)，顶升高度可以为100mm，以便于4个支腿现场安装和滑移轨道转换，顶升操作优选分两次进行，每次进行一侧，顶升时每个支腿位置设置一台液压千斤顶8，顶升位置位于空间框架下弦次梁下部、距支腿边缘200mm处，顶升时液压千斤顶8下部铺垫尺寸为40*400*400钢板、液压千斤顶8上部加垫尺寸为40*100*100钢板两块，以保护混凝土大梁不受损坏、调整顶升高度，组合框架7单边顶升过程中同时顶升并注意观察组合框架7是否发生横向位移，一旦发生应立即进行调整处理，保证空间框架纵向滑移中心线；
c2、支腿安装完成后将组合框架7下降并置于纵向滑移轨道3(具体可以是纵向滑移轨道3的滑块上)，此时空间框架已与组装平台脱离、轨道过渡完成；做临时固定、纵向轴线找正工作之后空间框架即可开始进行纵向滑移运动；
具体参见图8至图10，d、组合框架7纵向滑移及框架总成成型，包括步骤：
d1、通过设置于楼面的两台卷扬机同步牵引组合框架7沿着纵向方向y(即垂直于横向方向x)在纵向滑移轨道3上滑移至对应的纵向滑移安装位置，为保证组合框架7在两纵向滑移轨道3上滑移量一致，避免出现偏移现象，可以在滑移轨道上用红油漆设置刻度标尺，具体地，刻度标尺以每5cm一格，1m为一大区格，各柱间为一个控制单元，滑移拖动时每根轨道安排一名工人监视，每滑行2m由监视人员向滑移指挥报告滑移标尺刻度，如不同步值时立即作相应的调整处理；
d2、组合框架7滑移到对应的纵向滑移安装位置后，顶高组合框架7并且割除支座并部位滑移轨道，然后对组合框架7安装成品支座，具体可以用4台千斤顶将组合框架7顶高10cm左右；
d3、重复步骤d1和d2，纵向滑移多个组合框架7就位，形成框架总成，具体地，在前一组组合框架7纵向滑移离开支撑后，即可开始后续桁架的组装和滑移。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (8)

1.一种大跨度桁架施工方法，其特征在于，所述大跨度桁架施工方法包括以下步骤：
a、准备工作，包括步骤：
a1、搭设支撑胎架；
a2、在支撑胎架的大梁上铺设横向滑移轨道；
a3、分别在对应的两个轴的混凝土大梁上铺设纵向滑移轨道，两个所述纵向滑移轨道彼此平行间隔设置且分别垂直于所述横向滑移轨道；
b、桁架组装及横向滑移，包括步骤：
b1、在所述支撑胎架上靠近塔吊的一端拼装由相邻的两榀桁架及桁架间的次梁组成的空间稳定框架；
b2、同步牵引所述空间稳定框架沿着横向方向往远离塔吊方向滑移至对应的横向滑移安装位置；
b3、重复步骤b1和b2，以拼装和横向滑移多个空间稳定框架，并将多个空间稳定框架固定，形成组合框架，其中，将多个空间稳定框架的连接节点通过高强度螺栓紧固定型，对相邻的空间稳定框架的接口位置进行焊接，形成组合框架后对组合框架几何尺寸、轴线、对角线、垂直度、起拱度及标高进行复测，确认其满足设计和规范要求；
c、组合框架顶升就位与轨道过渡，包括步骤：
c1、对所述组合框架进行顶升，顶升到位后对组合框架安装支腿；
c2、支腿安装完成后将组合框架下降并置于所述纵向滑移轨道；
d、组合框架纵向滑移及框架总成成型，包括步骤：
d1、使组合框架沿着纵向方向在纵向滑移轨道上滑移至对应的纵向滑移安装位置；
d2、组合框架滑移到对应的纵向滑移安装位置后，顶高组合框架并且割除支座并铺设滑移轨道，然后对组合框架安装成品支座；
d3、重复步骤d1和d2，纵向滑移多个组合框架就位，形成框架总成。
2.根据权利要求1所述的大跨度桁架施工方法，其特征在于，包括：在所述步骤a1中，所述支撑胎架的柱脚位于下部结构混凝土柱顶对应的位置。
3.根据权利要求1所述的大跨度桁架施工方法，其特征在于，包括：在所述步骤a2中，所述横向滑移轨道为槽口向上的槽钢。
4.根据权利要求1所述的大跨度桁架施工方法，其特征在于，包括：在所述步骤a中，还包括在步骤a3后的步骤a4、在工厂预制在高度方向分两段、长度方向分三段的桁架，运输至现场。
5.根据权利要求1所述的大跨度桁架施工方法，其特征在于，包括：在所述步骤b1中，空间稳定框架组装后测量桁架垂直度和两榀桁架上下弦对角线。
6.根据权利要求1所述的大跨度桁架施工方法，其特征在于，包括：在所述步骤c1中，在组合框架单边顶升过程中同时顶升并监测组合框架是否发生横向位移。
7.根据权利要求1所述的大跨度桁架施工方法，其特征在于，包括：在所述步骤d1中，在滑移轨道上设置刻度标尺。
8.一种大跨度桁架结构，其特征在于，所述大跨度桁架由权利要求1至7中任意一项所述的大跨度桁架施工方法施工而成。
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