CN111472566A - 一种托梁拔柱的托换装置及其托换方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种托梁拔柱的托换装置及其托换方法，该托换装置包括从上到下依次设置的双腹板H型钢、水平支撑H型钢和千斤顶。本发明施工简便、质量可靠、安全可控且节省成本。

Description

一种托梁拔柱的托换装置及其托换方法

技术领域

本发明涉及既有建筑托梁拔柱作业施工领域，尤其是一种托梁拔柱的托换装置及其托换方法。

背景技术

既有建筑随着使用功能改变，或不合理空间设计等因素导致建筑物实际功能的需要已不能满足现有需求，而既有建筑因内部空改造，需要拔除中间跨结构柱，即托梁拔柱时，普遍存在如何安装增大截面梁钢筋问题，目前仍未发现较好的解决办法。

发明内容

本发明为解决背景技术中存在的上述技术问题，而提供一种施工简便、质量可靠、安全可控、节省成本的托梁拔柱的托换装置及其托换方法。

本发明的技术解决方案是：本发明为一种托梁拔柱的托换装置，其特殊之处在于：该装置包括从上到下依次设置的双腹板H型钢、水平支撑H型钢和千斤顶。

优选的，双腹板H型钢两侧分别设置有垫块。

优选的，千斤顶下方设置有钢垫板。

优选的，千斤顶侧面设置有防坠支撑H型钢。

优选的，水平支撑H型钢内设置有加劲板。

优选的，千斤顶为液压千斤顶。

优选的，千斤顶为两个，采用并联连接方式，由一台油泵提供顶升动力，两台千斤顶分别设置液压油嘴开关。

一种实现上述的托梁拔柱的托换装置进行托换的方法，其特殊之处在于：该方法包括以下步骤：

1)施工模拟；施工前通过支撑方案受力模拟采用有限元计算软件YJK1.8.3.0进行分析模拟，模拟分析抽柱支撑中三个受力情况：原混凝土柱中静力切割矩形洞，由混凝土柱剩余部分支撑时的受力情况；千斤顶顶起后，切割混凝土柱剩余部分时的受力情况；千斤顶支顶支撑型钢受力分析；

2)清理上层荷载；清理抽柱位置上层一跨范围内板上荷载，根据图纸要求拆除抽柱位置周围楼板，剔凿加固梁及加固柱混凝土表面；

3)待拆除柱开洞放线；施工前，弹出待拆除柱开洞定位线，使用绳锯对待拆除柱开洞；

4)安装托梁拔柱的托换装置；

4.1)根据探索者软件计算及设计图纸参数，计算得出双腹板H型钢、水平支撑H型钢、防坠支撑H型钢、钢垫板和垫块型号，钢材均为Q345B；

4.2)在待拆除柱开洞位置下部铺设钢垫板，保证支撑千斤顶保持平稳，下接触面混凝土受力均匀；

4.3)使用倒链吊装千斤顶至柱中心洞口处放置平稳，依次安装防坠支撑H型钢、水平支撑H型钢、双腹板H型钢和垫块；

5)千斤顶顶升；

6)预应力梁加大截面；支托梁绑扎钢筋，绑扎增大截面梁钢筋，安装预应力波纹管、预应力筋及节点；然后进行支模灌注CGM灌浆料；待灌浆料达到强度后张拉预应力筋；

8)拆除支撑及待拆除柱；加固完成后分级卸载，分级数不少于五级，通过位移变形监测控制每级卸载值；第一级卸载值40KN，剩余每级分50KN卸载，同时观察相关构件和节点的位移变化，为后续卸载控制提供判断依据；当增大截面CGM灌浆达到100％强度及预应力张拉完成后，撤掉千斤顶支撑，使用绳锯对本层混凝土柱进行切割拆除，托梁拔柱完成。

优选的，步骤5)的具体步骤如下：

5.1)根据施工模拟计算确定千斤顶规格；

5.2)利用原结构柱做支托，先对千斤顶进行试压，试压完成后顶升开始，先缓慢进行，观察结构各系统有无异常，顶升过程分级进行，每级加载应有一定级间停留，以便结构变形充分，现场跟踪监测，读取支顶位移和支顶反力，与计算机模拟进行比较校核，当顶升反力达到施工模拟计算值时停止顶升，同时根据实时监测数据确认钢筋达到零应力状态后，使用液压绳锯同步对两侧短墙进行切割，切割过程实时跟踪监测及沉降，直至切割完成后与原结构完全脱开。

优选的，步骤6)和步骤8)之间还包括步骤7)张拉预应力及施工监测；

7.1)待预应力梁CGM灌浆料强度达到100％时，张拉预应力钢绞线；通过对监测结构进行实时分析，能很好控制整个拔柱过程，及时的预测和发现潜在的危险，据此制定相应的防护措施，保证拔柱全过程中结构安全；

7.2)在拔柱的柱头位置对称布置2个位移计，用于监测拔柱在顶升和卸载过程中的位移变化，以控制拔柱的顶升高度的位移指导施工；

7.3)针对托梁抽柱的部位，进行有限元分析，根据有限元分析可知，在框架柱切除过程中，与其相交的框架梁(以十字交叉梁为例)切割过程中的柱子轴力变化从而调整支顶力值，需要在框架柱上设置竖向应变监测点。

本发明通过设置两个千斤顶，千斤顶支托支撑型钢(双腹板H型钢和水平支撑H型钢)，支撑型钢支托垫块，垫块支撑支托梁，切断待拆除柱两侧剩余砼使本发明代替待拆除柱受力，代替待拆除柱向下传导竖向荷载，并可以增大截面梁钢筋及预应力钢筋顺利贯通。同时利用本发明的托换装置，本发明还提供了一种不拆除上部结构，通过托梁拔柱改变内部空间的施工工艺，采用结构柱内部抽芯增设千斤顶支撑的托换装置的措施，代替原有拆除改建或型钢支撑系统，有针对性地采取诸如转化建筑使用功能、改造内部空间，使新旧建筑的衔接部位等措施，达到现有需求，因此本发明具有施工简便、质量可靠、安全可控且节省成本的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为待拆除柱开洞平面示意图；

图4为待拆除柱开洞剖面示意图；

图5为托梁拔柱的托换装置安装示意图；

图6为托梁拔柱的托换装置安装剖面图；

图7为切割两侧剩余砼示意图；

图8为支撑系统贯穿钢筋立面图；

图9为支撑系统贯穿钢筋剖面图；

图10为拆除待拆除柱示意图；

附图标记如下：

1、垫块；2、水平支撑H型钢；3、千斤顶；4、防坠支撑H型钢；5、加劲板；6、液压油嘴开关；7、钢垫板；8、双腹板H型钢；9、绳锯开洞位置；10、矩形洞；11、待拆除柱；12、变型监测点；13、两侧剩余砼；14、增大截面梁钢筋；15、预应力梁。

具体实施方式

参见图1、2，本发明的具体实施例结构包括从上到下依次设置的双腹板H型钢8、水平支撑H型钢2和千斤顶3。双腹板H型钢8两侧分别设置有垫块1。千斤顶3下方设置有钢垫板7，钢垫板7保证支撑千斤顶3保持平稳，下接触面混凝土受力均匀；千斤顶3侧面设置有防坠支撑H型钢4，防止千斤顶3失压的情况下横梁坠落。水平支撑H型钢2内还设置有加劲板5，进一步加强水平支撑H型钢2的支撑。千斤顶3为液压千斤顶。千斤顶3为两个，采用并联连接方式，由一台油泵提供顶升动力，两台千斤顶3分别设置液压油嘴开关6。

利用本发明拆除待拆除柱的工作流程如下：

参见图3、首先确定待拆除柱的绳锯开洞位置11，参见图4，在待拆除柱中心位置利用绳锯切割开设矩形洞10，参见图5、6，在矩形洞10内部依次增设钢垫板7、千斤顶3、防坠支撑H型钢4、水平支撑H型钢2、双腹板H型钢8和垫块1；通过千斤顶3支顶代替两侧短墙受力，使短墙竖向荷载转移到千斤顶支撑系统上，通过变型监测点12可以对施工过程进行跟踪监测。参见图7，由千斤顶支撑系统完全承担竖向荷载后，切除柱两侧的剩余砼13。参见图8、9、10，对原结构梁进行加大截面及预应力加固处理，待安装增大截面梁钢筋14、预应力梁15以及预应力施工完成后，逐步卸载千斤顶3，由预应力梁15完全承担竖向荷载后，拆除千斤顶支撑及剩余结构柱。最终托梁拔柱施工完成。

本发明的具体施工方法如下：

1)施工模拟；施工前通过支撑方案受力模拟采用有限元计算软件YJK1.8.3.0进行分析模拟，模拟分析抽柱支撑中三个受力情况：原混凝土柱中静力切割矩形洞，由混凝土柱剩余部分支撑时的受力情况；千斤顶顶起后，切割混凝土柱剩余部分时的受力情况；千斤顶支顶的支撑型钢(双腹板H型钢和水平支撑H型钢)受力分析；

2)清理上层荷载；清理抽柱位置上层一跨范围内板上荷载，根据图纸要求拆除抽柱位置周围楼板，剔凿加固梁及加固柱混凝土表面；

3)待拆除柱开洞放线；施工前，弹出待拆除柱开洞定位线，使用绳锯对待拆除柱开洞；

4)安装托梁拔柱的托换装置；

4.1)根据探索者软件计算及设计图纸参数，计算得出双腹板H型钢、水平支撑H型钢、防坠支撑H型钢、钢垫板和垫块型号，钢材均为Q345B；

4.2)在待拆除柱开洞位置下部铺设钢垫板，保证支撑千斤顶保持平稳，下接触面混凝土受力均匀；

4.3)使用倒链吊装千斤顶至柱中心洞口处放置平稳，依次安装防坠支撑H型钢、水平支撑H型钢、双腹板H型钢和垫块；

5)千斤顶顶升；

5.1)根据施工模拟计算确定千斤顶规格；

5.2)利用原结构柱做支托，先对千斤顶进行试压，试压完成后顶升开始，先缓慢进行，观察结构各系统有无异常，顶升过程分级进行，每级加载应有一定级间停留，以便结构变形充分，现场跟踪监测，读取支顶位移和支顶反力，与计算机模拟进行比较校核，当顶升反力达到施工模拟计算值时停止顶升，同时根据实时监测数据确认钢筋达到零应力状态后，使用液压绳锯同步对两侧短墙进行切割，切割过程实时跟踪监测及沉降，直至切割完成后与原结构完全脱开。

6)预应力梁加大截面；支托梁绑扎钢筋，绑扎增大截面梁钢筋，安装预应力波纹管、预应力筋及节点；然后进行支模灌注CGM灌浆料；待灌浆料达到强度后张拉预应力筋；

步骤7)张拉预应力及施工监测；

7.1)待预应力梁CGM灌浆料强度达到100％时，张拉预应力钢绞线；通过对监测结构进行实时分析，能很好控制整个拔柱过程，及时的预测和发现潜在的危险，据此制定相应的防护措施，保证拔柱全过程中结构安全；

7.2)在拔柱的柱头位置对称布置2个位移计，用于监测拔柱在顶升和卸载过程中的位移变化，以控制拔柱的顶升高度的位移指导施工；

7.3)针对托梁抽柱的部位，进行有限元分析，根据有限元分析可知，在框架柱切除过程中，与其相交的框架梁(以十字交叉梁为例)切割过程中的柱子轴力变化从而调整支顶力值，需要在框架柱上设置竖向应变监测点。

8)拆除支撑及待拆除柱；加固完成后分级卸载，分级数不少于五级，通过位移变形监测控制每级卸载值；第一级卸载值40KN，剩余每级分50KN卸载，同时观察相关构件和节点的位移变化，为后续卸载控制提供判断依据；当增大截面CGM灌浆达到100％强度及预应力张拉完成后，撤掉千斤顶支撑，使用绳锯对本层混凝土柱进行切割拆除，托梁拔柱完成。

以上，仅为本发明公开的具体实施方式，但本发明公开的保护范围并不局限于此，本发明公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种托梁拔柱的托换装置，其特征在于：该装置包括从上到下依次设置的双腹板H型钢、水平支撑H型钢和千斤顶。

2.根据权利要求1所述的托梁拔柱的托换装置，其特征在于：所述双腹板H型钢两侧分别设置有垫块。

3.根据权利要求2所述的托梁拔柱的托换装置，其特征在于：所述千斤顶下方设置有钢垫板。

4.根据权利要求3所述的托梁拔柱的托换装置，其特征在于：所述千斤顶侧面设置有防坠支撑H型钢。

5.根据权利要求4所述的托梁拔柱的托换装置，其特征在于：所述水平支撑H型钢内设置有加劲板。

6.根据权利要求1至5任一权利要求所述的托梁拔柱的托换装置，其特征在于：所述千斤顶为液压千斤顶。

7.根据权利要求6所述的托梁拔柱的托换装置，其特征在于：所述千斤顶为两个，采用并联连接方式，由一台油泵提供顶升动力，两台千斤顶分别设置液压油嘴开关。

8.一种利用权利要求1所述的托梁拔柱的托换装置进行托换的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1)施工模拟；施工前通过支撑方案受力模拟采用有限元计算软件YJK1.8.3.0进行分析模拟，模拟分析抽柱支撑中三个受力情况：原混凝土柱中静力切割矩形洞，由混凝土柱剩余部分支撑时的受力情况；千斤顶顶起后，切割混凝土柱剩余部分时的受力情况；千斤顶支顶支撑型钢受力分析；

2)清理上层荷载；清理抽柱位置上层一跨范围内板上荷载，根据图纸要求拆除抽柱位置周围楼板，剔凿加固梁及加固柱混凝土表面；

3)待拆除柱开洞放线；施工前，弹出待拆除柱开洞定位线，使用绳锯对待拆除柱开洞；

4)安装托梁拔柱的托换装置；

4.1)根据探索者软件计算及设计图纸参数，计算得出双腹板H型钢、水平支撑H型钢、防坠支撑H型钢、钢垫板和垫块型号，钢材均为Q345B；

4.2)在待拆除柱开洞位置下部铺设钢垫板，保证支撑千斤顶保持平稳，下接触面混凝土受力均匀；

4.3)使用倒链吊装千斤顶至柱中心洞口处放置平稳，依次安装防坠支撑H型钢、水平支撑H型钢、双腹板H型钢和垫块；

5)千斤顶顶升；

6)预应力梁加大截面；支托梁绑扎钢筋，绑扎增大截面梁钢筋，安装预应力波纹管、预应力筋及节点；然后进行支模灌注CGM灌浆料；待灌浆料达到强度后张拉预应力筋；

8)拆除支撑及待拆除柱；加固完成后分级卸载，分级数不少于五级，通过位移变形监测控制每级卸载值；第一级卸载值40KN，剩余每级分50KN卸载，同时观察相关构件和节点的位移变化，为后续卸载控制提供判断依据；当增大截面CGM灌浆达到100％强度及预应力张拉完成后，撤掉千斤顶支撑，使用绳锯对本层混凝土柱进行切割拆除，托梁拔柱完成。

9.根据权利要求8所述的托梁拔柱的托换方法，其特征在于：所述步骤5)的具体步骤如下：

5.1)根据施工模拟计算确定千斤顶规格；

5.2)利用原结构柱做支托，先对千斤顶进行试压，试压完成后顶升开始，先缓慢进行，观察结构各系统有无异常，顶升过程分级进行，每级加载应有一定级间停留，以便结构变形充分，现场跟踪监测，读取支顶位移和支顶反力，与计算机模拟进行比较校核，当顶升反力达到施工模拟计算值时停止顶升，同时根据实时监测数据确认钢筋达到零应力状态后，使用液压绳锯同步对两侧短墙进行切割，切割过程实时跟踪监测及沉降，直至切割完成后与原结构完全脱开。

10.根据权利要求9所述的托梁拔柱的托换方法，其特征在于：所述步骤6)和步骤8)之间还包括步骤7)张拉预应力及施工监测；

7.1)待预应力梁CGM灌浆料强度达到100％时，张拉预应力钢绞线；通过对监测结构进行实时分析，能很好控制整个拔柱过程，及时的预测和发现潜在的危险，据此制定相应的防护措施，保证拔柱全过程中结构安全；

7.2)在拔柱的柱头位置对称布置2个位移计，用于监测拔柱在顶升和卸载过程中的位移变化，以控制拔柱的顶升高度的位移指导施工；

7.3)针对托梁抽柱的部位，进行有限元分析，根据有限元分析可知，在框架柱切除过程中，与其相交的框架梁(以十字交叉梁为例)切割过程中的柱子轴力变化从而调整支顶力值，需要在框架柱上设置竖向应变监测点。

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