CN113216257A - 桩锚围护结构体系中装配式地铁车站全吊装施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桩锚围护结构体系中装配式地铁车站全吊装施工方法，采用单台龙门吊按照铺设精平条带、拼装底板、拼装立柱和纵梁、拼装两边侧墙、拼装中板和拼装顶板顺序实现桩锚围护结构体系中全吊装装配的施工方法，能极大地提高工效；单台龙门吊配合基坑内针对不同构件的局部拼装台车，极大地减少坑中台车投入，增加坑内有效作业空间；本发明针对阻塞交通、噪声粉尘污染严重、劳动力需求量大、材料和资源高消耗的问题都有着十分显著的改善。
Description
技术领域
本发明涉及装配式地铁车站全吊装施工方法，更具体地说是一种桩锚围护结构体系中的装配式地铁车站结构拼装施工方法。
背景技术
地铁车站普遍建设在繁华地区，对地铁车站采用明挖法进行施工具有施工作业面多、速度快、工程造价低等优点。但于此同时，明挖现浇法在城市施工存在着阻塞交通、噪声粉尘污染严重、劳动力需求量大、材料和资源消耗大等弊端。为了克服这些弊端，采用全预制结构拼装成为地铁车站施工的趋势；但是，针对地铁车站全预制结构拼装的施工方法，迄今未有公开报导，如何实现安全高效成为全预制结构拼装地铁车站施工迫切需要解决的问题。
在明挖现浇法的传统施工方法中，采用门式起重机配合坑内拼装台车实现各预制构件的分块拼装；拼装台车为左右分离式，且中板拼装架和顶板拼装架独立运行；这种施工方法配套设备多、工序复杂；同时，台车在坑内占据了较大的作业空间，台车拼装过程十分耗时，严重制约了工程进度，尤其是在大件吊装作业工序转换的吊装过程中，以及在交叉作业过程中存在较大的安全风险。
发明内容
本发明是为避免上述现在技术所存在的问题，提供一种装配式地铁车站全吊装施工方法，使装配式地铁车站的建设过程安全高效。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
本发明桩锚围护结构体系中装配式地铁车站全吊装施工方法的特点是：
所述装配式地铁车站是由各预制构件拼装构成，所述各预制构件包括：底板构件、立柱构件、纵梁构件、侧墙构件、中板构件和拱顶构件；
所述全吊装施工方法是采用单台龙门吊按如下过程实施吊运和拼装：
步骤1：铺设精平条带
沿车站纵向布置三条精平条带，分别是中间条带和分处在两侧的侧边条带，相邻精平条带之间铺设垫层；在所述垫层与底板构件之间预留空隙，在底板构件分段安装后针对所述空隙采用自密实砼进行仰拱填充；
步骤2：拼装底板
存放区的底板构件由龙门吊运输至安装位置；采用穿心千斤顶张拉牵引纵移，侧向千斤顶配合微调横移安装到位，在相邻底板构件之间张拉连接，继之进行肥槽浇筑，完成底板安装；
步骤3：拼装立柱和纵梁
将龙门吊中的主吊具和副吊具分别吊挂在立柱构件顶端和底端的吊点上，使立柱构件自存放区呈水平吊运，到达位置后调整主吊具和副吊具的相对提吊高度，使立柱构件由水平翻转呈竖直，将立柱构件的底端朝向设置在底板上的杯口中进行底部定位，在所述立柱构件的顶端设置套箍，由一端固定在套箍上的斜拉绳对立柱构件进行竖直定位，完成立柱构件的底部定位和竖直定位之后，在杯口的空隙中浇注砼，待砼固结即完成立柱构件的安装；再采用龙门吊中的主吊具将纵梁构件呈水平吊装到位，在纵梁构件与立柱构件之间设置榫槽对接，并进行螺杆连接；
步骤4：拼装两边侧墙
将龙门吊中的主吊具和副吊具分别吊挂在侧墙构件的顶端和底端，使侧墙构件自存放区呈水平吊运，到达位置后调整主吊具和副吊具的相对提吊高度，使侧墙构件由水平翻转呈竖直进行拼装，拼装中采用千斤顶张拉牵引实现侧墙构件的纵向位移，由设置在车站维护结构中的伸缩杆对侧墙构件的顶端在外侧进行推或拉，实现墙面构件的竖直度调整；
步骤5：拼装中板
采用龙门吊中主吊具将中板构件自存放区呈水平吊运至设定位置，以纵梁构件的顶端和侧墙构件的腰部牛腿为支撑，固定安装中板构件；
步骤6：拼装顶板
将构成顶板的左右两块顶板预制件在基坑外拼装台架上拼装呈整体的顶板构件；采用龙门吊中的主吊具将顶板构件进行水平吊运，使顶板构件的两端拱脚与两边侧墙构件一一对接，实现车站主体封闭成环。
本发明桩锚围护结构体系中装配式地铁车站全吊装施工方法的特点也在于：
以每1环拱顶构件与相应配置的10～20环底板构件、5～10环立柱构件和纵梁构件、3环侧墙构件以及3环中板构件构成一节整环，以各节整环逐环整体沿纵向推进。
本发明桩锚围护结构体系中装配式地铁车站全吊装施工方法的特点也在于：
在所述沿纵向推进的过程中，每安装4环底板构件进行1次肥槽回填，每安装16环底板构件进行一次仰拱填充；每安装2～4节整环对各构件之间的榫槽进行注浆；每安装4节整环对拱顶上部空隙进行注浆。
本发明桩锚围护结构体系中装配式地铁车站全吊装施工方法的特点也在于：
所述步骤6中顶板拼装是按如下过程进行：
所述顶板构件是由预制成型的左右两块顶板构件拼装构成，分别是顶板左侧构件和顶板右侧构件；所述顶板左侧构件和顶板右侧构件在对拼处由钢筋张拉锚固；在沿顶板构件的跨度方向分布至少四个吊点，包括分别位于左右两块顶板构件的近端的近端吊点，以及分别位于左右两块顶板构件的远端的远端吊点；
基于顶板结构确定顶板构件平衡吊装时各吊点处吊钩的设定吊重；
在所述顶板构件的提吊过程中，控制各吊点处吊钩保持为各自的设定吊重，对顶板构件进行平衡吊装；在所述顶板构件与侧墙构件就位安装时，控制各吊点处吊钩的受力用于微调顶板构件的拱口跨度，使顶板构件的拱口跨度与两边侧墙构件之间的净宽相一致，以此保证顶板构件在两边侧墙构件的顶端准确就位。
本发明桩锚围护结构体系中装配式地铁车站全吊装施工方法的特点也在于：
所述控制各吊钩的受力用于微调顶板构件的拱口跨度为如下两种方式：
方式一：增加两个远端吊点的受力，和/或减小两个近端吊点的受力，使顶板构件的拱口跨度加大；
方式二：减小两个远端吊点的受力，和/或增加两个近端吊点的受力，使顶板构件的拱口跨度减小。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明实现了桩锚围护结构体系中全吊装装配的施工方法，各构件均采用吊装的方式进行接装，极大地提高了工效；
2、本发明仅使用单台龙门吊，在基坑内针对不同构件局部拼装台车，极大地减少坑中台车投入，增加了坑内有效作业空间，进一步提高工效；
3、本发明合理设置吊装流程，工序转换安全可靠高效；
4、本发明通过采用具有防摇摆功能且能准确定位的智能龙门吊，能够有效控制吊装过程中的构件晃动，并保证吊运中定位准确。
5、本发明针对阻塞交通、噪声粉尘污染严重、劳动力需求量大、材料和资源高消耗的问题都有十分显然的改善。
附图说明
图1为本发明中桩锚围护结构体系装配式车站结构示意图；
图2为本发明中装配式地铁车站结构示意图；
图3为本发明中装配式地铁车站各预制构件示意图；
图4为本发明中精平条带分布示意图；
图5为本发明中底板构件吊装示意图；
图6为本发明中立柱构件吊装示意图；
图7为本发明中纵梁构件吊装示意图；
图8a为本发明中侧墙构件吊运示意图；
图8b为本发明中侧墙构件翻转示意图；
图8c为本发明中侧墙构件拼装示意图；
图9为本发明中中板构件拼装示意图；
图10为本发明中顶板构件吊装示意图；
图中标号：1底板构件，1a底板吊点，2立柱构件，2a杯口，3纵梁构件，4侧墙构件，5中板构件，6拱顶构件；7龙门吊，7a主吊具，7b副吊具，7c门架，7d主梁，7e主梁轨道，8垫层，8a中间条带，8b侧边条带，9横梁，9a吊绳，10吊带。
具体实施方式
本发明应用于桩锚围护结构体系装配式车站结构施工，实现装配式车站高效、安全和高质量的施工。
参见图1，采用智能型龙门吊7，型号为ME160t+45t-24-27m、H＝17.5-19m，其最大吨位为160t，轨距为23.6m，高度为17.15m，龙门吊使用刚性支腿，包括有门架7c和主梁7d；起重机构成包括主吊具7a和副吊具7b、吊重小车运行在主梁轨道7e上，电气控制系统具有防摇摆功能、精确定位功能，并能具备监控系统。
参见图1、图2和图3，本实施例中桩锚围护结构体系装配式车站是由各预制构件拼装构成，各预制构件包括：底板构件1、立柱构件2、纵梁构件3、侧墙构件4、中板构件5和拱顶构件6；采用龙门吊7按如下过程实施吊运和拼装：
步骤1：铺设精平条带
参见图4，沿车站纵向布置3条精平条带，分别是中间条带8a和分处在两侧的侧边条带8b，中间条带8a的宽度为0.5m，两侧的侧边条带8b的宽度设置为1.5m，相邻精平条带之间铺设厚度为15cm的垫层8；在垫层8与底板构件1之间预留5cm空隙，在底板构件1分段安装后针对空隙采用自密实砼进行仰拱填充。
步骤2：拼装底板
参见图5，在龙门吊7的主吊具7a上按底板构件1的跨度设置横梁9，沿横梁9设置各吊绳9a，将吊绳9a挂接在底板构件1中对应位置的底板吊点1a上，将存放区的底板构件1利用主吊具7a和横梁9呈水平运输至安装位置；采用3台100t穿心千斤顶张拉牵引纵移，侧向千斤顶配合微调横移安装到位，在相邻底板构件1之间张拉连接，继之进行肥槽浇筑，完成底板构件安装。
步骤3：拼装立柱和纵梁
参见图6，将龙门吊7中的主吊具7a和副吊具7b分别吊挂在立柱构件2顶端和底端的吊点上，使立柱构件2自存放区呈水平吊运，到达位置后调整主吊具7a和副吊具7b的相对提吊高度，使立柱构件2由水平翻转呈竖直，卸下主吊具7a，保持副吊具7b在立柱构件2的柱顶端对立柱构件2的提吊；或直接进行竖向吊运，是采用副吊具7b在立柱构件2的柱顶端对立柱构件2进行吊装；将立柱构件2的底端朝向设置在底板上的杯口2a中进行底部定位，在立柱构件2的顶端设置套箍，由一端固定在套箍上的斜拉绳对立柱构件2进行竖直定位，完成立柱构件2的底部定位和竖直定位之后，在杯口2a的空隙中浇注砼，待砼固结即完成立柱构件2的安装；
参见图7，将纵梁构件3由龙门吊7中的主吊具7a采用“人”字形吊带10呈水平吊装到位，在纵梁构件3与立柱构件2之间设置榫槽对接，并进行螺杆连接。
步骤4：拼装两边侧墙
参见图8a、图8b和图8c，将龙门吊7中的主吊具7a和副吊具7b分别吊挂在侧墙构件4的顶端和底端，使侧墙构件4自存放区呈水平进行吊运，如图8a所示；到达位置后调整主吊具7a和副吊具7b的相对提吊高度，如图8b所示，使侧墙构件4由水平翻转呈竖直进行拼装，如图8c所示；拼装中采用千斤顶张拉牵引实现侧墙构件4的纵向位移，由设置在车站维护结构中的伸缩杆对侧墙构件4的顶端在外侧进行推拉控制，内部设置局部台架用于支顶，实现墙面构件4的竖直度调整。
对称拼装分处在两侧的侧墙构件4，采用激光测距仪量测内宽，校正无误后采用气动扳手将连接位置处的高强螺栓拧紧到设计值。
步骤5：拼装中板
参见图9，将中板构件5由龙门吊7中的主吊具7a或副吊具7b采用“人”字型吊带10自存放区呈水平吊运至设定位置，以纵梁构件3的顶端和侧墙构件4的腰部牛腿为支撑，基坑内局部作业台架辅助定位，固定安装中板构件5。
步骤6：拼装顶板
参见图10，将构成顶板的左右两块顶板预制件在基坑外拼装台架上拼装呈整体的顶板构件6；采用龙门吊7中的主吊具7a将顶板构件6进行水平吊运，使顶板构件6的两端拱脚与两边侧墙构件一一对接，实现车站主体封闭成环。
具体实施例中，顶板拼装是按如下过程进行：
顶板构件6是由预制成型的左右两块顶板构件拼装构成，分别是顶板左侧构件和顶板右侧构件；顶板左侧构件和顶板右侧构件在对拼处由钢筋张拉锚固；在沿顶板构件的跨度方向分布至少四个吊点，包括分别位于左右两块顶板构件的近端的近端吊点，以及分别位于左右两块顶板构件的远端的远端吊点。
基于顶板结构确定了顶板构件平衡吊装时各吊点处吊钩的设定吊重；在顶板构件6的提吊过程中，控制各吊点处吊钩保持为各自的设定吊重，对顶板构件进行平衡吊装；在顶板构件6与侧墙构件4就位安装时，控制各吊点处吊钩的受力用于微调顶板构件6的拱口跨度，使顶板构件6的拱口跨度与两边侧墙构件4之间的净宽相一致，以此保证顶板构件6在两边侧墙构件4的顶端准确就位。
图10中示出了两个近端吊点分别是吊点P1和吊点P2，两个远端吊点分别是吊点P3和吊点P4；控制各吊点处吊钩的受力用于微调顶板构件6的拱口跨度为如下两种方式：
方式一：增加两个远端吊点即吊点P3和吊点P4的受力，和/或减小两个近端吊点即吊点P1和吊点P2的受力，使顶板构件6的拱口跨度加大。
方式二：减小两个远端吊点即吊点P3和吊点P4的受力，和/或增加两个近端吊点即吊点P1和吊点P2的受力，使顶板构件6的拱口跨度减小。
具体实施中，以每1环拱顶构件与相应配置的10～20环底板构件、5～10环立柱构件和纵梁构件、3环侧墙构件以及3环中板构件构成一节整环，以各节整环逐环整体沿纵向推进；在沿纵向推进的过程中，每安装4环底板构件进行1次肥槽回填，每安装16环底板构件进行一次仰拱填充；每安装2～4节整环对各构件之间的榫槽进行注浆；每安装4节整环对拱顶上部空隙进行注浆。
Claims (5)
1.桩锚围护结构体系中装配式地铁车站全吊装施工方法，其特征是：
所述装配式地铁车站是由各预制构件拼装构成，所述各预制构件包括：底板构件(1)、立柱构件(2)、纵梁构件(3)、侧墙构件(4)、中板构件(5)和拱顶构件(6)；
所述全吊装施工方法是采用单台龙门吊(7)按如下过程实施吊运和拼装：
步骤1：铺设精平条带
沿车站纵向布置三条精平条带，分别是中间条带(7a)和分处在两侧的侧边条带(7b)，相邻精平条带之间铺设垫层(8)；在所述垫层(8)与底板构件(1)之间预留空隙，在底板构件(1)分段安装后针对所述空隙采用自密实砼进行仰拱填充；
步骤2：拼装底板
存放区的底板构件(1)由龙门吊(7)运输至安装位置；采用穿心千斤顶张拉牵引纵移，侧向千斤顶配合微调横移安装到位，在相邻底板构件(1)之间张拉连接，继之进行肥槽浇筑，完成底板安装；
步骤3：拼装立柱和纵梁
将龙门吊(7)中的主吊具(7a)和副吊具(7b)分别吊挂在立柱构件(2)顶端和底端的吊点上，使立柱构件(2)自存放区呈水平吊运，到达位置后调整主吊具(7a)和副吊具(7b)的相对提吊高度，使立柱构件(2)由水平翻转呈竖直，将立柱构件(2)的底端朝向设置在底板上的杯口(2a)中进行底部定位，在所述立柱构件(2)的顶端设置套箍，由一端固定在套箍上的斜拉绳对立柱构件(2)进行竖直定位，完成立柱构件(2)的底部定位和竖直定位之后，在杯口(2a)的空隙中浇注砼，待砼固结即完成立柱构件(2)的安装；再采用龙门吊(7)中的主吊具(7a)将纵梁构件(3)呈水平吊装到位，在纵梁构件(3)与立柱构件(2)之间设置榫槽对接，并进行螺杆连接；
步骤4：拼装两边侧墙
将龙门吊(7)中的主吊具(7a)和副吊具(7b)分别吊挂在侧墙构件(4)的顶端和底端，使侧墙构件(4)自存放区呈水平吊运，到达位置后调整主吊具(7a)和副吊具(7b)的相对提吊高度，使侧墙构件(4)由水平翻转呈竖直进行拼装，拼装中采用千斤顶张拉牵引实现侧墙构件(4)的纵向位移，由设置在车站维护结构中的伸缩杆对侧墙构件(4)的顶端在外侧进行推或拉，实现墙面构件(4)的竖直度调整；
步骤5：拼装中板
采用龙门吊(7)中主吊具(7a)将中板构件(5)自存放区呈水平吊运至设定位置，以纵梁构件(3)的顶端和侧墙构件(4)的腰部牛腿为支撑，固定安装中板构件(5)；
步骤6：拼装顶板
将构成顶板的左右两块顶板预制件在基坑外拼装台架上拼装呈整体的顶板构件(6)；采用龙门吊(7)中的主吊具(7a)将顶板构件(6)进行水平吊运，使顶板构件(6)的两端拱脚与两边侧墙构件一一对接，实现车站主体封闭成环。
2.根据权利要求1所述的桩锚围护结构体系中装配式地铁车站全吊装施工方法，其特征是：
以每1环拱顶构件与相应配置的10～20环底板构件、5～10环立柱构件和纵梁构件、3环侧墙构件以及3环中板构件构成一节整环，以各节整环逐环整体沿纵向推进。
3.根据权利要求2所述的桩锚围护结构体系中装配式地铁车站全吊装施工方法，其特征是
在所述沿纵向推进的过程中，每安装4环底板构件进行1次肥槽回填，每安装16环底板构件进行一次仰拱填充；每安装2～4节整环对各构件之间的榫槽进行注浆；每安装4节整环对拱顶上部空隙进行注浆。
4.根据权利要求1所述的桩锚围护结构体系中装配式地铁车站全吊装施工方法，其特征是所述步骤6中顶板拼装是按如下过程进行：
所述顶板构件(6)是由预制成型的左右两块顶板构件拼装构成，分别是顶板左侧构件和顶板右侧构件；所述顶板左侧构件和顶板右侧构件在对拼处由钢筋张拉锚固；在沿顶板构件的跨度方向分布至少四个吊点，包括分别位于左右两块顶板构件的近端的近端吊点，以及分别位于左右两块顶板构件的远端的远端吊点；
基于顶板结构确定顶板构件平衡吊装时各吊点处吊钩的设定吊重；
在所述顶板构件(6)的提吊过程中，控制各吊点处吊钩保持为各自的设定吊重，对顶板构件进行平衡吊装；在所述顶板构件(6)与侧墙构件(4)就位安装时，控制各吊点处吊钩的受力用于微调顶板构件(6)的拱口跨度，使顶板构件(6)的拱口跨度与两边侧墙构件(4)之间的净宽相一致，以此保证顶板构件(6)在两边侧墙构件(4)的顶端准确就位。
5.根据权利要求4所述的桩锚围护结构体系中装配式地铁车站全吊装施工方法，其特征是：所述控制各吊钩的受力用于微调顶板构件(6)的拱口跨度为如下两种方式：
方式一：增加两个远端吊点的受力，和/或减小两个近端吊点的受力，使顶板构件(6)的拱口跨度加大；
方式二：减小两个远端吊点的受力，和/或增加两个近端吊点的受力，使顶板构件(6)的拱口跨度减小。
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