CN111877790B

CN111877790B - 一种新老钢屋盖整体顶升更换施工方法

Info

Publication number: CN111877790B
Application number: CN202010623306.8A
Authority: CN
Inventors: 孙婷; 房霆宸; 左俊卿; 吴联定; 杨佳林
Original assignee: Shanghai Construction Group Co Ltd
Current assignee: Shanghai Construction Group Co Ltd
Priority date: 2020-07-01
Filing date: 2020-07-01
Publication date: 2021-11-09
Anticipated expiration: 2040-07-01
Also published as: CN111877790A

Abstract

本发明公开了一种新老钢屋盖整体顶升更换施工方法，主要包括如下步骤：在老钢屋盖正下方的拼装胎架上进行新钢屋盖整体拼装；设置整体顶升系统；利用顶升系统顶升新钢屋盖至老钢屋盖底部，设置型钢支托一；设置若干型钢支托二；去除老钢屋盖与外围永久结构的连接；新钢屋盖与老钢屋盖一起顶升，使新钢屋盖顶升至设计标高；固定新钢屋盖；在新钢屋盖提供的操作平台上对老钢屋盖进行切割解体。所述施工方法受天气因素影响较小，对起重机要求低，施工中内部建筑结构得以充分保护；而且，新钢屋盖为老钢屋盖的拆除工作提供了一个安全的操作平台，解决了高空作业的安全问题，降低了老钢屋盖拆除难度，可以使多个工作面同时施工，有效提高了施工效率。

Description

一种新老钢屋盖整体顶升更换施工方法

技术领域

本发明涉及一种新老钢屋盖整体顶升更换施工方法，属于建筑钢结构施工技术领域。

背景技术

随着城市的不断深入发展，既有建筑的改造更新越来越得到重视。尤其是钢结构建筑，易引起钢构件锈蚀等问题，随着钢结构建筑使用年限的不断增长，这些问题日益突出，严重的将影响整个结构安全。为此，在老建筑钢结构的改造更新中往往需要对既有钢结构进行安全检测和评估，并进行相应的加固或替换。对于问题严重的，甚至需要整体拆除后重建。

大空间钢屋盖的整体拆除和重建是一项复杂而又高风险的工作。传统的钢屋盖拆除重建方法都是先拆除老的屋盖，然后再新建新的屋盖。目前，钢屋盖通常的拆除方法为及存在问题如下：

1、设置临时支撑群(或满堂支撑)，整体托住需要拆除的老钢屋盖，然后切割老钢屋盖，采用起重机分段吊除。该方法需要设置大量的临时支撑群，如果钢屋盖离地高度高，临时支撑用量巨大，既费时又费钱。且大量临时支撑重量对下部结构的承载力提出了附加要求，如果临时支撑群下部结构的承载力不能满足，则还需要对下部结构进行加固。

2、利用整体提升技术将需要拆除的老钢屋盖整体下放至地面，然后在地面上对老钢屋盖进行解体拆除。该方法需要评估老钢屋盖结构的承载能力是否满足整体下降的受力和变形要求，对于需要整体拆除重建的老钢屋盖，通常结构受损严重，为避免整体下降过程中有可能发生垮塌的严重安全事故，需要进行结构加固，增加了施工时间和施工成本。

而且，上述两种拆除方法均是将老钢屋盖先拆除再施工新钢屋盖，施工过程中，建筑内部结构将暴露出来，若遇暴雨等恶劣天气可能导致建筑内部结构受损。

发明内容

针对大空间钢屋盖的整体拆除和重建采用先拆除老的屋盖、再新建新的屋盖的方法存在费时费钱，且施工中建筑内部结构可能在恶劣天气下受损等问题，本发明提供了一种新老钢屋盖整体顶升更换施工方法，新钢屋盖采用整体拼装、整体顶升，并为老钢屋盖的拆除提供操作平台，具有操作方便、施工速度快、天气适应性强等优点。

为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

一种新老钢屋盖整体顶升更换施工方法，包括如下步骤：

步骤一、在需要拆除的老钢屋盖正下方设置拼装胎架，在拼装胎架上进行新钢屋盖整体拼装；新钢屋盖整体拼装完成后，在新钢屋盖上铺设隔离防护装置；

步骤二、设置整体顶升系统，整体顶升系统包括顶升支架、顶升动力机构以及计算机控制系统；所述顶升支架分布在老钢屋盖下方的地面上并固定设置，顶升动力机构设置于顶升支架上；计算机控制系统用于控制顶升动力机构；

步骤三、在经过试顶升并检验合格后，计算机控制系统控制顶升动力机构使新钢屋盖升高至老钢屋盖底部；在顶升动力机构两侧设置型钢支托一；

步骤四、在新钢屋盖与老钢屋盖之间设置若干型钢支托二，利用新钢屋盖整体托住老钢屋盖，使新钢屋盖与老钢屋盖形成一体；

步骤五、去除老钢屋盖与外围永久结构的连接，使老钢屋盖完全支承在新钢屋盖上；

步骤六、解除新钢屋盖四周临时固定，将新钢屋盖与老钢屋盖一起顶升，使新钢屋盖顶升至设计标高；

步骤七、完成新钢屋盖与外围永久结构固定连接；

步骤八、在新钢屋盖提供的操作平台上对老钢屋盖进行切割解体，采用起重机将切割后的老钢屋盖构件吊除，完成老钢屋盖的拆除工作；

步骤九、整体顶升系统退出工作并拆除。

本发明还提供了另一种施工方法，其中的步骤六至步骤八的施工顺序调整为：

步骤六、在新钢屋盖提供的操作平台上对老钢屋盖进行切割解体，采用起重机将切割后的老钢屋盖构件吊除，完成老钢屋盖的拆除工作；

步骤七、解除新钢屋盖四周临时固定，计算机控制系统控制顶升动力机构使新钢屋盖顶升至设计标高；

步骤八、完成新钢屋盖与外围永久结构固定连接。

进一步，顶升动力机构为多级式液压千斤顶；

步骤三至步骤五中，计算机控制系统关闭多级式液压千斤顶油门实现油路系统临时锁定，使新钢屋盖处于空中悬停状态；

步骤六中新钢屋盖与老钢屋盖一起顶升操作之前，计算机控制系统打开多级式液压千斤顶油门，使油路系统重新进入顶升工作状态。

进一步，顶升动力机构为多级式液压千斤顶；

步骤三至步骤六中，计算机控制系统关闭多级式液压千斤顶油门实现油路系统临时锁定，使新钢屋盖处于空中悬停状态；

步骤七中计算机控制系统控制顶升动力机构使新钢屋盖顶升之前，计算机控制系统打开多级式液压千斤顶油门，使油路系统重新进入顶升工作状态。

进一步，步骤五中，去除老钢屋盖与外围永久结构的连接，具体采用氧气-乙炔气割或机械切割的方法去除老钢屋盖与外围永久结构的连接处的钢构件。

进一步，在施工前应进行新老钢屋盖整体顶升过程的计算分析，整体顶升系统的顶升能力应满足需要；根据需要的最大顶升力布设顶升动力机构的数量；根据新钢结构最大允许变形，布设顶升动力机构的位置。

进一步，隔离防护装置为压型钢板或安全操作脚手走道板。

进一步，步骤六中使新钢屋盖顶升至设计标高，包括对新钢屋盖标高进行自动精确调整的步骤，具体包括：

事先在新钢屋盖上设立若干测量控制点；使新钢屋盖粗略顶升至设计标高，采用全站仪测量各控制点坐标，将测量数据自动传输至计算机；计算机将测量数据与各控制点理论坐标比对并计算差值，计算机控制系统根据差值控制对应的顶升动力机构实现微调并消除差值或使差值限定在允许的范围内；使顶升动力机构实现锁定，完成新钢屋盖的精确调整。

进一步，步骤三中，对顶升过程中顶升系统、新钢屋盖的应力和变形进行实时监控，当应力或变形超出设定的安全值时，顶升系统自动报警并停止工作。

进一步，所述新钢屋盖上关键受力节点处设置有应力采集装置。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

(1)新钢屋盖在地面采用起重机拼装，安全风险小、起重机械要求低，且新钢屋盖拼装时，由于老钢屋盖尚未拆除，施工时可不受风雨影响，可全天候施工，作业环境较高空安装有利，效率高、工期快；而且在老钢屋盖解体施工时，新钢屋盖已安装完毕，在整个施工过程中，内部的建筑结构都没有暴露，对天气适应性强，内部建筑结构得以充分保护。

(2)新钢屋盖顶升到位且固定后，然后再新钢屋盖上进行老钢屋盖的拆除，新钢屋盖为老钢屋盖的拆除工作提供了一个安全的操作平台，解决了高空作业的安全问题，降低了老钢屋盖拆除难度，可以使多个工作面同时施工，有效提高了施工效率；由于老钢屋盖可根据需要切割成任意大小的钢构件，可采用起重机械吊除，有效降低了起重机的要求，节约成本。

附图说明

图1至图10为新老钢屋盖整体顶升更换施工方法的流程示意图。

图中标号如下：

1-老钢屋盖；2-外围永久结构；3-拼装胎架；4-新钢屋盖；5-起重机；6-隔离防护装置；7-顶升支架；8-顶升动力机构；9-计算机控制系统；10-型钢支托一；11-型钢支托二；12-周边构件。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的一种新老钢屋盖整体顶升更换施工方法作进一步详细说明。结合下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

结合图1至图10所示，对本实施例提供的新老钢屋盖整体顶升更换施工方法包括如下步骤：

步骤一、如图1所示，在需要拆除的老钢屋盖1正下方设置拼装胎架3，在拼装胎架3上进行新钢屋盖4整体拼装；新钢屋盖4整体拼装完成后，在新钢屋盖4上铺设隔离防护装置6。

对于大空间钢结构建筑，老钢屋盖1通过建筑物的外围永久结构2提供支撑，外围永久结构2可以为结构柱，老钢屋盖1具有跨度大、重量大的特点。

在新钢屋盖4整体拼装中采用起重机5进行辅助施工。新钢屋盖4的主体结构的正投影面积小于老钢屋盖1正投影面积，从而使新钢屋盖4能够在老钢屋盖1下方的外围永久结构2内部进行顶升。需要在后续步骤中在新钢屋盖4主体结构四周通过设置周边构件，使新钢屋盖4最终成型。

隔离防护装置6在新钢屋盖4上形成保护层，防止施工过程中出现坠物损坏新钢屋盖4，同时还可以提供施工人员提供安全的操作平台。隔离防护装置6可以为压型钢板或安全操作脚手走道板。

步骤二、如图2所示，设置整体顶升系统，整体顶升系统包括顶升支架7、顶升动力机构8以及计算机控制系统9；所述顶升支架7分布在老钢屋盖1下方的地面上并固定设置，顶升动力机构8设置于顶升支架上；计算机控制系统用9于控制顶升动力机构8。

在施工前应进行新老钢屋盖整体顶升过程的计算分析，整体顶升系统的顶升能力应满足需要；根据需要的最大顶升力布设顶升动力机构8的数量；根据新钢结构最大允许变形，布设顶升动力机构8的位置。顶升动力机构8可采用大行程的多级式液压千斤顶。

步骤三、如图3和图4所示，在经过试顶升并检验合格后，计算机控制系统9控制顶升动力机构8使新钢屋盖4升高至老钢屋盖底部，在顶升动力机构8两侧设置型钢支托一10。若顶升动力机构8采用多级式液压千斤顶时，计算机控制系统关闭多级式液压千斤顶油门实现油路系统临时锁定，使新钢屋盖处于空中悬停状态。设置型钢支托一10使新钢屋盖4的重量可由型钢支托一10承担或分担，提高了系统的安全性。在新钢屋盖4顶升后，可拆除拼装胎架3。

为确保整体顶升过程安全可控，可设置远程自动监测系统，对顶升过程中顶升系统、新钢屋盖的应力和变形进行实时监控，所述新钢屋盖上关键受力节点处设置有应力采集装置。应力采集装置可采用应变片或应变计采集数据，变形监测可采用全站仪实时测量。当应力或变形超出设定的安全值时，顶升系统自动报警并停止工作，确保安全。

步骤四、如图5所示，在新钢屋盖4与老钢屋盖1之间设置若干型钢支托二11，利用新钢屋盖4整体托住老钢屋盖1，使新钢屋盖4与老钢屋盖1形成一体。

设置型钢支托二11，主要是为了老钢屋盖1解体拆除施工中，使新钢屋盖4与老钢屋盖1之间形成一定间距，防止解体施工中，如氧气切割，对新钢屋盖4造成影响。

使新钢屋盖4与老钢屋盖1形成一体，是为了满足新钢屋盖4与老钢屋盖1一起顶升时的施工安全，比如可以将某些或全部的型钢支托二11的上下两端通过螺栓或焊接的方式分别与新钢屋盖4、老钢屋盖1固定连接。

步骤五、如图6所示，去除老钢屋盖1与外围永久结构2的连接，使老钢屋盖1完全支承在新钢屋盖4上。

去除老钢屋盖与外围永久结构的连接，具体可采用氧气-乙炔气割或机械切割的方法去除老钢屋盖与外围永久结构的连接处的钢构件。

去除老钢屋盖1与外围永久结构2的连接之后，老钢屋盖1的重力完全通过型钢支托二11传递至新钢屋盖4上，因此，在施工前进行新老钢屋盖整体顶升过程的计算分析时，需要考虑新钢屋盖、老钢屋盖、型钢支托二、隔离防护装置、施工过程中动荷载等因素，并考虑一定的安全系数。

步骤六、如图7所示，解除新钢屋盖4四周临时固定，将新钢屋盖4与老钢屋盖1一起顶升，使新钢屋盖4顶升至设计标高。

在新钢屋盖4与老钢屋盖1顶升之前，计算机控制系统9打开多级式液压千斤顶油门，使油路系统重新进入顶升工作状态。

使新钢屋盖4顶升至设计标高，包括对新钢屋盖标高进行自动精确调整的步骤，具体为：事先在新钢屋盖上设立若干测量控制点；使新钢屋盖4粗略顶升至设计标高，采用全站仪测量各控制点坐标，将测量数据自动传输至计算机；计算机将测量数据与各控制点理论坐标比对并计算差值，计算机控制系统9根据差值控制对应的顶升动力机构8实现微调并消除差值或使差值限定在允许的范围内，然后使顶升动力机构8实现锁定，完成新钢屋盖的精确调整。

步骤七、如图8所示，完成新钢屋盖4结构与外围永久结构2固定连接。

为了便于顶升，施工中的新钢屋盖4的尺寸小于最终成型后的尺寸，在新钢屋盖4吊装到位后，需要补全新钢屋盖4周边构件12，使新钢屋盖4最终成型，且将最终成型的新钢屋盖4固定在外围永久结构2上。

步骤八、如图9所示，在新钢屋盖提供的操作平台上对老钢屋盖1进行切割解体，采用起重机5将切割后的老钢屋盖1构件吊除，完成老钢屋盖1的拆除工作。

新钢屋盖为老钢屋盖的施工提供操作平台，老钢屋盖可根据需要任意切割拆除，切割下的构件采用起重机(如塔吊)吊除，由于钢构件可在高空任意切割成小件，有效降低了起重机的要求，节约成本。

步骤九、如图10所示，整体顶升系统退出工作并拆除。

综上所述，本实施例提供的一种新老钢屋盖整体顶升更换施工方法，先安装新钢屋架再解体拆除老钢屋架，与现有技术相比具有如下优点：

(1)新钢屋盖4在地面采用起重机5拼装，安全风险小、起重机5械要求低，且新钢屋盖4拼装时，由于老钢屋盖尚未拆除，施工时可不受风雨影响，可全天候施工，作业环境较高空安装有利，效率高、工期快；而且在老钢屋盖1解体施工时，新钢屋盖4已安装完毕，在整个施工过程中，内部的建筑结构都没有暴露，对天气适应性强，内部建筑结构得以充分保护。

(2)新钢屋盖4顶升到位且固定后，然后在新钢屋盖4上进行老钢屋盖1的拆除，新钢屋盖4为老钢屋盖1的拆除工作提供了一个安全的操作平台，解决了高空作业的安全问题，降低了老钢屋盖1拆除难度，可以使多个工作面同时施工，有效提高了施工效率；由于老钢屋盖1可根据需要切割成任意大小的钢构件，可采用起重机5械吊除，有效降低了起重机5的要求，节约成本。

实施例二

本实施例与实施例一的区别之处在于，对实施例一中步骤六至步骤八的施工顺序进行调整。具体调整为：

步骤八、完成新钢屋盖与外围永久结构固定连接。

可以看出，本实施例的步骤六是在步骤五的基础上，先在新钢屋盖上对老钢屋盖进行拆除，然后再单独将新钢屋盖顶升至设计标高，并实现新钢屋盖固定。在老钢屋盖的拆除过程中，主要是依靠型钢支托二提供竖向支撑力，而顶升中顶升动力机构仅主要承担的是新钢屋盖的重量，无需承担老钢屋盖的重量，降低了对顶升动力机构的要求，可以节约成本。

进一步，顶升动力机构8为多级式液压千斤顶时，步骤三至步骤六中，计算机控制系统9关闭多级式液压千斤顶油门实现油路系统临时锁定，使新钢屋盖4处于空中悬停状态；步骤七中计算机控制系统9控制顶升动力机构8使新钢屋盖4顶升之前，计算机控制系统打开多级式液压千斤顶油门，使油路系统重新进入顶升工作状态。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种新老钢屋盖整体顶升更换施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤七、完成新钢屋盖与外围永久结构固定连接；

步骤九、整体顶升系统退出工作并拆除。

2.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，其中的步骤六至步骤八的施工顺序调整为：

步骤八、完成新钢屋盖与外围永久结构固定连接。

3.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，顶升动力机构为多级式液压千斤顶；

4.如权利要求2所述的施工方法，其特征在于，顶升动力机构为多级式液压千斤顶；

5.如权利要求1至4任一项所述的施工方法，其特征在于，步骤五中，去除老钢屋盖与外围永久结构的连接，具体采用氧气-乙炔气割或机械切割的方法去除老钢屋盖与外围永久结构的连接处的钢构件。

6.如权利要求1或3所述的施工方法，其特征在于，

在施工前应进行新老钢屋盖整体顶升过程的计算分析，整体顶升系统的顶升能力应满足需要；根据需要的最大顶升力布设顶升动力机构的数量；根据新钢结构最大允许变形，布设顶升动力机构的位置。

7.如权利要求1至4任一项所述的施工方法，其特征在于，隔离防护装置为压型钢板或安全操作脚手走道板。

8.如权利要求1或3所述的施工方法，其特征在于，步骤六中使新钢屋盖顶升至设计标高，包括对新钢屋盖标高进行自动精确调整的步骤，具体包括：

9.如权利要求1至4任一项所述的施工方法，其特征在于，步骤三中，对顶升过程中顶升系统、新钢屋盖的应力和变形进行实时监控，当应力或变形超出设定的安全值时，顶升系统自动报警并停止工作。

10.如权利要求9所述的施工方法，其特征在于，所述新钢屋盖上关键受力节点处设置有应力采集装置。