CN111734166A - 一种可拆卸转换装置及使用该装置的逆向拆除施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种可拆卸转换装置及使用该装置的逆向拆除施工方法，属于混凝土结构体系施工技术领域。本发明解决了现有的混凝土结构逆向拆除施工过程中，需要对待拆结构柱进行二次处理，导致工作量大、拆除效率低的问题。一种可拆卸转换装置，它包括预应力锚固系统及两个转换牛腿，其中两个转换牛腿对称布置在待拆结构柱的两侧且通过预应力锚固系统可拆卸连接，每个转换牛腿的下方均对应固设有转换柱。本申请结构简单，可多次重复使用，提高材料利用效率；同时，在实施过程中由于直接通过对预应力锚固系统进行张拉锚固或者放张即可将转换牛腿固定在待拆结构柱上或者从待拆结构柱上拆除，安装、拆卸方便，避免了拆除过程中的二次处理工作，极大提高了拆除效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种可拆卸转换装置及使用该装置的逆向拆除施工方法，属于混凝土结构体系施工技术领域。
背景技术
当前，随着城市化进程的不断加快，大城市建设用地日趋紧张。为了提高城市土地利用效率，或改变城市规划不合理的部分，均需要拆除一些城市密集区域的高层或者超高层建筑。在这种密集环境下，若采用人工拆除、机械拆除或爆破拆除等传统拆除方法进行高层建筑的拆除，不仅拆除效率低下，还会因为环境、场地等方面的限制而难以实施。而对建筑物采用自下而上逐层拆除的“逆向拆除法”则是在建筑物底层运用可拆卸转换装置的临时转换柱与千斤顶交替顶起整栋建筑，通过分次截断结构柱，再把建筑物逐渐降低，使得整栋建筑每一层的梁、板、柱及附属结构均可以在接近地面的施工层进行拆除。由于整个拆除过程均是在建筑底部实施，建筑垃圾可直接运走，不仅减少了垂直运输，同时还解决传统拆除方法在拆除超高层建筑时所面临的场地有限、噪音和粉尘控制要求高、大型起重设备难以应用等困难。因此，该方法特别适宜城市密集环境下房屋建筑的拆除，是一种安全、绿色、高效的拆除方法。
由于在逆向拆除过程中需要多次重复对待拆建筑的竖向荷载进行转换，因此需要多次安装和拆除转换装置。在逆向拆除过程中，通常需要对待拆结构进行开槽、开洞、表面处理等二次处理，以实现转换装置与待拆结构的可靠连接。该工作量巨大，因此，如何减少拆除过程中对待拆结构的二次处理，在确保施工安全的同时，提高拆除效率和经济效益成为逆向拆除施工技术的一个难题。
发明内容
本发明是为了解决现有的混凝土结构逆向拆除施工过程中，需要对待拆结构柱进行二次处理，导致工作量大、拆除效率低的问题，进而提供了一种可拆卸转换装置及使用该装置的逆向拆除施工方法。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种可拆卸转换装置，它包括预应力锚固系统及两个转换牛腿，其中两个转换牛腿对称布置在待拆结构柱的两侧且通过预应力锚固系统可拆卸连接，每个转换牛腿的下方均对应固设有转换柱。
进一步地，所述预应力锚固系统包括若干金属杆及螺纹连接在金属杆两端部的高强度螺母，若干金属杆对称布置在待拆结构柱的另外两侧，每个金属杆的两端部对应穿装在两个转换牛腿上且通过高强度螺母与转换牛腿固接。
进一步地，所述金属杆为高强度精轧螺纹钢筋或高强钢拉杆。
进一步地，转换牛腿上与待拆结构柱接触的一侧面为防滑面。
进一步地，转换牛腿与转换柱之间通过高强度螺栓固接。
进一步地，转换柱包括若干由上至下依次首尾连接的转换柱单体，相临两个转换柱单体之间均通过法兰及高强度螺栓固接。
进一步地，待拆结构柱的中部及转换柱的中部分别可拆卸连接有抱箍，且两个抱箍之间固定连接。
一种使用上述可拆卸转换装置的逆向拆除施工方法，它包括如下步骤：
步骤一、在首层每个待拆结构柱上部均对称安装两个转换牛腿，对预应力锚固系统施加预应力，达到设计预应力后，通过预应力锚固系统将两个转换牛腿固定连接，使转换牛腿通过预压力被压紧贴合在待拆结构柱表面，转换牛腿的正下方由上到下依次设置转换柱和顶升千斤顶；
步骤二、控制顶升千斤顶同步向上顶出，使转换柱顶紧转换牛腿以承受待拆结构柱的竖向荷载；
步骤三、切割并拆除待拆结构柱的下部，然后在该待拆结构柱的下方放置临时转换节；
步骤四、控制顶升千斤顶回程直至待拆结构柱的竖向荷载转换至所述临时转换节上；
步骤五、更换一个转换柱或拆除一段转换柱，控制顶升千斤顶再次顶出，使转换柱再次顶紧转换牛腿以承受待拆结构柱的竖向荷载；
步骤六、重复步骤三至步骤五，直至本层待拆结构柱全部拆除完毕。
进一步地，当本层待拆结构柱全部拆除完毕后，对预应力锚固系统放张，拆除转换牛腿，然后再转移到上一层的待拆结构柱上部，重复步骤一至六进行该层待拆结构柱的拆除。
进一步地，转换柱与顶升千斤顶之间以及临时转换节与待拆结构柱之间均设置有支承垫板。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
本申请结构简单，可多次重复使用，提高材料利用效率；同时，在实施过程中由于直接通过对预应力锚固系统进行张拉锚固或者放张即可将转换牛腿固定在待拆结构柱上或者从待拆结构柱上拆除，安装、拆卸方便，不需要对原待拆结构柱进行二次处理，避免了拆除过程中的二次处理工作，极大提高了拆除效率。
附图说明
图1为转换牛腿可拆卸连接在待拆结构柱上部的结构示意图；
图2为具体实施方式一中在转换牛腿下方依次设置转换柱及顶升千斤顶的结构示意图；
图3为具体实施方式一中待拆结构柱下部被切断并拆除后的结构示意图；
图4为具体实施方式一中待拆结构柱下方设置临时转换节的结构示意图；
图5为具体实施方式二中待拆结构柱下部被切断并拆除后，在待拆结构柱下方设置顶升千斤顶的结构示意图；
图6为转换牛腿的主视示意图；
图7为转换牛腿的侧视示意图；
图8为图7的B-B向剖视示意图；
图9为图7的C-C向剖视示意图；
图10为防滑面上加工点状凸起的结构示意图；
图11为图10的侧视示意图；
图12为防滑面上加工凸棱的结构示意图；
图13为图12的侧视示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～4、6～13说明本实施方式，一种可拆卸转换装置，它包括预应力锚固系统1及两个转换牛腿2，其中两个转换牛腿2对称布置在待拆结构柱3的两侧且通过预应力锚固系统1可拆卸连接，每个转换牛腿2的下方均对应固设有转换柱4。本申请的可拆卸转换装置适用于混凝土结构的逆向拆除。可以根据每个转换牛腿2下端距地面之间的距离选择合适长度的转换柱4。转换柱4可重复拼装、拆卸，与支承垫板7组合成不同高度。转换柱4可以为圆钢管、方钢管或H型钢制作。
所述预应力锚固系统1为可拆卸的高强螺纹钢筋锚固系统或预应力高强钢棒锚固系统，且不限于这两种预应力锚固系统1。保证转换牛腿2与待拆结构柱3牢固连接。
预应力锚固系统1的规格、数量及应施加的预应力应根据分布在待拆结构柱3上的荷载、转换牛腿2与待拆结构柱3之间的摩擦系数计算确定。转换牛腿2由钢板焊接而成，根据需要使用预应力螺纹钢筋的数量，可增大或减小，与之匹配。
所述预应力锚固系统1包括若干金属杆11及螺纹连接在金属杆11两端部的高强度螺母12，若干金属杆11对称布置在待拆结构柱3的另外两侧，每个金属杆11的两端部对应穿装在两个转换牛腿2上且通过高强度螺母12与转换牛腿2固接。
所述金属杆11为高强度精轧螺纹钢筋或高强钢拉杆。也可以为其它任意能够实现高强度连接的杆类结构。
转换牛腿2上与待拆结构柱3接触的一侧面为防滑面。所述防滑面为粗糙抗滑表面，例如可以是在表面加工出若干凸棱或凸起，但不限于这两种增加接触面粗糙度的方式。当转换牛腿2受到高强预应力螺纹钢筋施加的预应力被压在待拆结构柱3表面时，凸起会嵌入待拆结构柱3从而增加接触面的摩擦系数。通过设置防滑面以提高摩擦系数，起到防滑的效果。
转换牛腿2与转换柱4之间通过高强度螺栓固接。实现在安装阶段转换柱4能够直接吊挂于转换牛腿2下方，便于转换柱4的安装施工。
转换柱4包括若干由上至下依次首尾连接的转换柱单体41，相临两个转换柱单体41之间均通过法兰及高强度螺栓固接。便于拆装且保证转换柱单体41之间的连接强度。
待拆结构柱3的中部及转换柱4的中部分别可拆卸连接有抱箍，且两个抱箍之间固定连接。适用于待拆结构柱3高度较高时，能够确保在拆除过程中转换柱4的稳定性。
一种使用上述可拆卸转换装置的逆向拆除施工方法，它包括如下步骤：
步骤一、在首层每个待拆结构柱3上部均对称安装两个转换牛腿2，对预应力锚固系统1施加预应力，达到设计预应力后，通过预应力锚固系统1将两个转换牛腿2固定连接，使转换牛腿2通过预压力被压紧贴合在待拆结构柱3表面，转换牛腿2的正下方由上到下依次设置转换柱4和顶升千斤顶5；通过对预应力锚固系统1施加的预应力，使转换牛腿2与待拆结构柱3牢固连接为一体。
步骤二、控制顶升千斤顶5同步向上顶出，使转换柱4顶紧转换牛腿2以承受待拆结构柱3的竖向荷载；顶紧转换牛腿2的目的是使转换柱4承受待拆结构柱3的竖向荷载，即将待拆结构柱3的竖向荷载转换至转换柱4上，以便于后序对待拆结构柱3下部的拆除。这种转换是通过可转换牛腿2与待拆结构柱3之间的摩擦力实现，而摩擦力则是通过对转换牛腿2上所设置的预应力锚固系统1施加的预应力提供的。
步骤三、切割并拆除待拆结构柱3的下部，然后在该待拆结构柱3的下方放置临时转换节6；
步骤四、控制顶升千斤顶5回程直至待拆结构柱3的竖向荷载转换至所述临时转换节6上；
步骤五、更换一个转换柱4或拆除一段转换柱4，控制顶升千斤顶5再次顶出，使转换柱4再次顶紧转换牛腿2以承受待拆结构柱3的竖向荷载；当每个转换牛腿2下方的转换柱4均包括两个或两个以上转换柱单体41时，在待拆结构柱3被拆除一段长度后，根据需要从下至上依次拆除合适长度的转换柱单体41。当每个转换牛腿2下方的转换柱4数量为一个时，即只有一个转换柱单体41时，当待拆结构柱3被拆除一段长度后，根据需要更换合适长度的转换柱4；
步骤六、重复步骤三至步骤五，直至本层待拆结构柱3全部拆除完毕。对待拆结构层进行拆除降落过程中，该层所有待拆结构柱3的拆除动作均为同步进行。所有的顶升千斤顶5统一由液压同步控制系统驱动，可实现同步或者单点顶升或者下降。
当本层待拆结构柱3全部拆除完毕后，对预应力锚固系统1放张，拆除转换牛腿2，然后再转移到上一层的待拆结构柱3上部，重复步骤一至六进行该层待拆结构柱3的拆除。
转换柱4与顶升千斤顶5之间以及临时转换节6与待拆结构柱3之间均设置有支承垫板7。
具体实施方式二：结合图1、5、6～13说明本实施方式，一种使用上述可拆卸转换装置的逆向拆除施工方法，它包括如下步骤：
步骤一、在首层每个待拆结构柱3上部均对称安装两个转换牛腿2，对预应力锚固系统1施加预应力，达到设计预应力后，通过预应力锚固系统1将两个转换牛腿2固定连接，使转换牛腿2通过预压力被压紧贴合在待拆结构柱3表面；通过对预应力锚固系统1施加的预应力，使转换牛腿2与待拆结构柱3牢固连接为一体。
步骤二、转换牛腿2的正下方由上到下依次设置若干转换柱单体41及若干支承垫板7；通过设置转换柱单体41及支承垫板7，使转换柱单体41顶紧转换牛腿2。
步骤三、切割并拆除待拆结构柱3的下部，然后在该待拆结构柱3的下方放置顶升千斤顶5；
步骤四、控制顶升千斤顶5同步向上顶出，平衡待拆结构柱3的竖向荷载；
步骤五、拆除一段转换柱单体41，控制顶升千斤顶5回程直至待拆结构柱3的竖向荷载转换至转换柱4上；
步骤六、重复步骤三至步骤五，直至本层待拆结构柱3全部拆除完毕。对待拆结构层进行拆除降落过程中，该层所有待拆结构柱3的拆除动作均为同步进行。所有的顶升千斤顶5统一由液压同步控制系统驱动，可实现同步或者单点顶升或者下降。其它组成与连接关系与具体实施方式一相同。
Claims (10)
1.一种可拆卸转换装置，其特征在于：它包括预应力锚固系统(1)及两个转换牛腿(2)，其中两个转换牛腿(2)对称布置在待拆结构柱(3)的两侧且通过预应力锚固系统(1)可拆卸连接，每个转换牛腿(2)的下方均对应固设有转换柱(4)。
2.根据权利要求1所述的一种可拆卸转换装置，其特征在于：所述预应力锚固系统(1)包括若干金属杆(11)及螺纹连接在金属杆(11)两端部的高强度螺母(12)，若干金属杆(11)对称布置在待拆结构柱(3)的另外两侧，每个金属杆(11)的两端部对应穿装在两个转换牛腿(2)上且通过高强度螺母(12)与转换牛腿(2)固接。
3.根据权利要求2所述的一种可拆卸转换装置，其特征在于：所述金属杆(11)为高强度精轧螺纹钢筋或高强钢拉杆。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种可拆卸转换装置，其特征在于：转换牛腿(2)上与待拆结构柱(3)接触的一侧面为防滑面。
5.根据权利要求4所述的一种可拆卸转换装置，其特征在于：转换牛腿(2)与转换柱(4)之间通过高强度螺栓固接。
6.根据权利要求1、2、3或5所述的一种可拆卸转换装置，其特征在于：转换柱(4)包括若干由上至下依次首尾连接的转换柱单体(41)，相临两个转换柱单体(41)之间均通过法兰及高强度螺栓固接。
7.根据权利要求6所述的一种可拆卸转换装置，其特征在于：待拆结构柱(3)的中部及转换柱(4)的中部分别可拆卸连接有抱箍，且两个抱箍之间固定连接。
8.一种使用上述权利要求1～7中任一权利要求所述可拆卸转换装置的逆向拆除施工方法，其特征在于：它包括如下步骤：
步骤一、在首层每个待拆结构柱(3)上部均对称安装两个转换牛腿(2)，对预应力锚固系统(1)施加预应力，达到设计预应力后，通过预应力锚固系统(1)将两个转换牛腿(2)固定连接，使转换牛腿(2)通过预压力被压紧贴合在待拆结构柱(3)表面，转换牛腿(2)的正下方由上到下依次设置转换柱(4)和顶升千斤顶(5)；
步骤二、控制顶升千斤顶(5)同步向上顶出，使转换柱(4)顶紧转换牛腿(2)以承受待拆结构柱(3)的竖向荷载；
步骤三、切割并拆除待拆结构柱(3)的下部，然后在该待拆结构柱(3)的下方放置临时转换节(6)；
步骤四、控制顶升千斤顶(5)回程直至待拆结构柱(3)的竖向荷载转换至所述临时转换节(6)上；
步骤五、更换一个转换柱(4)或拆除一段转换柱(4)，控制顶升千斤顶(5)再次顶出，使转换柱(4)再次顶紧转换牛腿(2)以承受待拆结构柱(3)的竖向荷载；
步骤六、重复步骤三至步骤五，直至本层待拆结构柱(3)全部拆除完毕。
9.根据权利要求8所述的逆向拆除施工方法，其特征在于：当本层待拆结构柱(3)全部拆除完毕后，对预应力锚固系统(1)放张，拆除转换牛腿(2)，然后再转移到上一层的待拆结构柱(3)上部，重复步骤一至六进行该层待拆结构柱(3)的拆除。
10.根据权利要求9所述的逆向拆除施工方法，其特征在于：转换柱(4)与顶升千斤顶(5)之间以及临时转换节(6)与待拆结构柱(3)之间均设置有支承垫板(7)。
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