CN112320553B - 一种筒体四周悬挑结构的提升安装方法及其提升工装 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种筒体四周悬挑结构的提升安装方法及其提升工装,属于建筑钢结构技术领域。提升工装包括工装横杆、工装反力梁、工装竖杆、斜撑、提升吊点;工装横杆在提升结构与核心筒连接的横梁之间拉结,工装反力梁在角部位置的横梁之间拉结,形成多层环形箍受力体系;工装竖杆设置在工装反力梁之间,局部形成空腹桁架结构;提升吊点设置在核心筒的四个角部位置。本发明通过设置多道环形箍和X形斜撑,将去除核心筒后的四周悬挑结构转换成具有足够的抗侧和抗扭刚度的整体提升单元,即原结构八点受力转换成提升单元四点受力,提升点数量减少一半,确保了提升效率和安装精度且节约提升工装用钢量,具有重要的工程应用意义。

Description

一种筒体四周悬挑结构的提升安装方法及其提升工装
技术领域
本发明涉及一种筒体四周悬挑结构的提升安装方法及其提升工装,属于建筑钢结构技术领域。
背景技术
对于筒体四周悬挑结构,筒体一般为混凝土核心筒或钢框架核心筒,四周悬挑结构一般为悬挑桁架结构,其核心筒传递悬挑桁架最上层弦杆、斜拉杆拉力以及最下层弦杆推力,最终将四周悬挑结构的竖向荷载传递至基础。当悬挑桁架距离地面高度较大且悬挑距离大时,若选用搭设支撑架原位吊装方案或无支撑安装方法,核心筒之间主梁需分段吊装或高空接装,从经济性和安全性方面分析均不是最优方案。
因此可采取整体提升的方式,但存在以下关键问题:
1)去除核心筒后,悬挑区域分散成多个零散独立单元,需设置工装保证各零散独立单元形成满足提升要求的整体结构;
2)对接口数量较多,需保证与核心筒连接构件相互之间的竖向和水平相对刚度,确保协同变形,控制结构整体变形以及对接口之间相对变形,满足对接精度;
3)悬挑长度不对称,整体抗扭刚度较弱,提升过程中整体结构上下方向有翻转趋势,提升单元整体和局部的非对称性极易造成提升过程中结构整体及对接口发生较大变形,从而提升就位后无法满足对接精度要求,结构形态及杆件内力均与设计状态发生较大变化,结构使用状态安全性降低。
为解决以上关键问题,研发一种将去除核心筒后的四周悬挑结构转换成具有足够的抗侧和抗扭刚度的整体提升单元、并且满足提升单元端口与上部牛腿端部对接精度要求的提升安装方法及其提升工装,具有重要的工程应用意义,是所属技术领域技术人员亟待解决的技术问题。
基于此,做出本申请。
发明内容
为了解决目前筒体四周悬挑结构整体提升施工存在的不足,本发明的目的是提出一种筒体四周悬挑结构的提升安装方法及其提升工装,是一种将去除核心筒后的四周悬挑结构转换成具有足够的抗侧和抗扭刚度的整体提升单元,并且满足提升单元端口与上部牛腿端部对接精度要求的提升安装方法及其提升工装,以保证提升效率和安装精度并减少提升工装用钢量。
本发明采取的技术方案如下:
一种筒体四周悬挑结构的提升工装,包括多根主梁、工装横杆、工装反力梁、工装竖杆、斜撑和提升吊点等;所述筒体四周悬挑结构包括核心筒及其主体结构、以及位于核心筒四周的八榀悬挑桁架,每一层中每一侧的主梁之间设置至少一根工装横杆;每一层相邻两侧的主梁之间设置至少一根工装反力梁;最上层的反力梁上设有提升吊点;上下相邻的两根反力梁之间设有工装竖杆;上下相邻的两根工装横杆之间设有斜撑;所述核心筒的主体结构的四个角上均设有一提升反力架,每个提升反力架上安装有一提升器,提升器的钢丝绳与相应位置的提升吊点连接。
进一步地,所述工装竖杆设置在上下的工装反力梁之间,形成空腹桁架结构;所述的斜撑设置在上下的工装横杆之间,形成X型结构。
进一步地,所述的提升吊点与工装竖杆的中心线共线,设置在核心筒的四个角部位置,通过四个角部提升点提升核心筒相连的八榀悬挑桁架。
一种筒体四周悬挑结构的提升安装方法,包括以下步骤:
步骤一:确定提升结构与主体结构的分段口,其中主体结构包括主体结构柱和牛腿,分段口两侧分别为牛腿和主梁;
步骤二:对提升结构进行加固设计并基于加固后的提升结构,进行提升施工仿真分析,验算提升结构、加固工装杆件、主体结构等是否满足要求;
步骤三:对提升结构进行整体拼装,同时拼装加固工装杆件,并根据施工仿真分析的变形结果,对悬挑杆件端部进行预起拱,对对接端口部位进行微调;
步骤四:在核心筒主体结构的四角位置安装提升反力架及提升器,将提升结构提起200mm进行整体试提升,并静置12h进行钢结构安全性能检测,通过试提升确定结构安全性后,整体结构进行正式提升;
步骤五:整体结构提升就位后,对提升就位端口偏差进行调整,分别在牛腿端和提升结构杆件端设置挡板,液压千斤顶固定于牛腿端挡板,利用液压千斤顶对提升结构杆件端的挡板作用,对对接端口进行水平方向微调;
步骤六:将提升结构的主梁与牛腿焊接固定,并塞装原结构斜杆,同时通过拆除部分水平向加固工装,对原结构次梁进行补杆安装;
步骤七:待整体结构和补杆安装完成后,进行卸载,卸载完成后拆除提升器,并按照从下至上的顺序依次拆除斜撑、工装横杆、工装竖杆、工装反力梁。
本发明能实现如下技术效果:
(1)将离散提升单元形成具有足够的抗侧和抗扭刚度的整体受力体系,确保了提升效率及安装精度。通过在提升结构与核心筒连接的主梁之间拉结工装横杆,在角部位置的主梁之间拉结工装反力梁,形成多层环形箍受力体系。通过在工装反力梁之间设置工装竖杆,局部形成空腹桁架结构,增强了各层间的竖向联系。通过在侧边的工装横杆之间设置X形斜撑,增强了提升单元的侧向刚度。
(2)将原四周悬挑结构的八点受力转换为提升单元的四点受力,提升点数量减少一半,大大减少了提升器、提升工装及钢绞线的数量,经济性突出,具有重要的工程应用意义。
附图说明
图1为本实施例筒体四周悬挑结构的提升工装的示意图;
图2为本实施例的X形斜撑与工装横杆的连接示意图;
图3为本实施例的工装反力梁与工装竖杆、提升吊点的连接示意图;
图4为本实施例的筒体四周悬挑结构的提升点布置示意图;
图5为本实施例提升结构与主体结构的分段口布置示意图;
图6为本实施例的的提升示意图;
标注说明:1—原结构主梁;2—工装横杆;3—工装反力梁;4—工装竖杆;5—X形斜撑;6—提升吊点;7—提升反力架;8—主体结构柱;9—牛腿;10—液压提升器;11—钢丝绳;12—核心筒;13—分段口;14—加劲板。
具体实施方式
为了使本发明的技术手段及其所能达到的技术效果,能够更清楚更完善的揭露,兹提供了一个实施例,并结合附图作如下详细说明:
本发明实施例涉及的筒体四周悬挑结构,是一种钢框架核心筒悬挑空腹式桁架结构,由十个钢框架核心筒作为竖向支撑,桁架下弦标高为+32.850m,桁架自身高度为9m,短边外侧和内侧空腹桁架悬挑长度为7m和4.2m,长边外侧空腹桁架悬挑长度为11.2m。桁架弦杆截面均为H型,最大截面为H1000×500×40×60,腹杆为箱形和H型。去除核心筒后,桁架结构拆分为多个相互之间没有联系的零散独立结构,各独立单元均无法满足提升要求。应用本发明筒体四周悬挑结构的提升安装方法及其提升工装,根据结构特点及现场施工条件,在楼面将悬挑桁架结构拼装并加固成整体结构体系后,采用液压同步提升施工技术整体提升到位,整体提升重量约为1800t。
如图1所示,本发明提供的筒体四周悬挑结构的提升工装,包括多根主梁1、工装横杆2、工装反力梁3、工装竖杆4、斜撑5和提升吊点6等;其中筒体四周悬挑结构包括核心筒12及其主体结构、以及位于核心筒12四周的八榀悬挑桁架;
每一层中每一侧的主梁1之间设置至少一根工装横杆2;每一层相邻两侧的主梁之间设置至少一根工装反力梁3;
最上层的反力梁上设有提升吊点6;
上下相邻的两根反力梁3之间设有工装竖杆4;
上下相邻的两根工装横杆2之间设有斜撑5;
核心筒12的主体结构的四个角上均设有一提升反力架7,每个提升反力架上安装有一提升器10,提升器10的钢丝绳11与相应位置的提升吊点连接。
工装竖杆4设置在工装反力梁3之间,局部形成空腹桁架结构;X形斜撑5设置在侧边的工装横杆2之间;提升吊点6设置在最上层的工装反力梁3上。
本发明X形斜撑5可根据结构稳定性及刚度需求在多个侧边的工装横杆2之间布置,X形斜撑5与工装横杆2的连接如图2所示。
本发明工装反力梁3在与工装竖杆4连接的对应位置设置加劲板,工装竖杆4端部两侧均设置加劲板,提升吊点6与工装竖杆4的中心线共线,工装反力梁3与工装竖杆4以及提升吊点6的连接如图3所示。
如图4所示,本发明提升吊点6设置在核心筒的四个角部位置,通过四个角部提升点提升核心筒相连的八榀悬挑桁架,即原结构八点受力转换成提升单元四点受力,提升点数量减少一半,大大减少了提升器、提升工装及钢绞线的数量,经济性突出。
本发明提供的筒体四周悬挑结构的提升安装方法,包括以下步骤:
步骤一:根据结构特点及提升结构的空间位置,确定提升结构与主体结构的分段口13,如图5所示。为了保证结构安全,各层的分段口位置应该有一定的错位,本实施例中各层分段口错位100mm,且从上到下牛腿9外伸长度逐渐减小。牛腿9与提升结构主梁1的间距为10mm;
步骤二:按照筒体四周悬挑结构的提升工装对提升结构进行加固设计,加固工装如图1所示,包括工装横杆2、工装反力梁3、工装竖杆4、X形斜撑5及提升吊点6,并基于加固后的提升结构,进行提升施工仿真分析,验算提升结构、加固工装杆件、主体结构等是否满足要求;
步骤三:搭设拼装胎架,对提升结构进行整体拼装,同时拼装加固工装杆件,并根据施工仿真分析的变形结果,对悬挑杆件端部进行预起拱,对对接端口部位进行微调;
步骤四:安装提升下锚点工装,并在核心筒角柱柱顶安装提升反力架及提升器,准备提升,提升示意图如图6所示,将提升单元提起200mm进行整体试提升,并静置12h进行钢结构安全性能检测,通过试提升确定结构安全性后,整体结构进行正式提升;
步骤五:整体结构提升就位后,对提升就位端口偏差进行调整,分别在上下弦牛腿端和提升结构杆件端设置挡板,液压千斤顶固定于牛腿端挡板,利用液压千斤顶对提升结构杆件端挡板作用,对对接端口进行水平方向微调;
步骤六:将提升结构主梁1与牛腿9焊接固定,并塞装原结构斜杆,同时通过拆除部分水平向加固工装,对原结构次梁进行补杆安装;
步骤七:待整体结构和筒体补杆焊接完成后,进行卸载,卸载完成后拆除提升器,并按照从下至上的顺序依次拆除X形斜撑5、工装横杆2、工装竖杆4、工装反力梁3等。
以上内容是结合本发明的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明,不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明,对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种筒体四周悬挑结构的提升工装,所述筒体四周悬挑结构包括核心筒及其主体结构、以及位于核心筒四周的八榀悬挑桁架,其特征在于:所述提升工装包括多根主梁、工装横杆、工装反力梁、工装竖杆、斜撑和提升吊点;
每一层中每一侧的主梁之间设置至少一根工装横杆;每一层相邻两侧的主梁之间设置至少一根工装反力梁;
最上层的反力梁上设有四个提升吊点;四周悬挑结构为提升吊点的四点受力;
上下相邻的两根反力梁之间设有一根工装竖杆;
上下相邻的两根工装横杆之间设有斜撑;
所述核心筒的主体结构的四个角上均设有一提升反力架,每个提升反力架上安装有一提升器,提升器的钢丝绳与相应位置的提升吊点连接;
所述工装竖杆设置在上下的工装反力梁之间,形成空腹桁架结构;所述的斜撑设置在上下的工装横杆之间,形成X型结构;
所述的提升吊点与工装竖杆的中心线共线,设置在核心筒的四个角部位置,通过四个角部提升点提升核心筒相连的八榀悬挑桁架;
所述筒体四周悬挑结构的提升安装方法为:
步骤一:确定提升结构与主体结构的分段口,其中主体结构包括主体结构柱和牛腿,分段口两侧分别为牛腿和主梁;
步骤二:对提升结构进行加固设计,并基于加固后的提升结构,进行提升施工仿真分析验算;
步骤三:对提升结构进行整体拼装,同时拼装加固工装杆件,并对悬挑杆件端部进行预起拱,对对接端口部位进行微调;
步骤四:在核心筒主体结构的四角位置安装提升反力架及提升器,进行提升;
步骤五:整体结构提升就位后,对提升就位端口偏差进行调整;
步骤六:将提升结构的主梁与牛腿焊接固定,并塞装原结构斜杆,同时通过拆除部分水平向加固工装,对原结构次梁进行补杆安装;
步骤七:待整体结构和补杆安装完成后,进行卸载,卸载完成后拆除提升器并按照从下至上的顺序依次拆除斜撑、工装横杆、工装竖杆、工装反力梁。
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