CN113685040A - 一种大跨度钢桁架吊装施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大跨度钢桁架吊装施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：大跨度钢桁架提升安装和大跨度钢桁架提升过程。步骤S11：在钢连廊的设计位置正下方投影地面拼装钢桁架；步骤S12：在钢连廊的上方设置4个提升吊点，每个提升吊点通过提升支架配置1台液压提升器步骤S21：液压提升器依序20%、40%、60%、80%、100%加载至钢桁架离地9.5‑10cm，停留12h；步骤S22：确认正常，正式提升；每间隔5cm测量其各吊点提升高度；步骤S23：将钢桁架提升至距离设计位置1m，放慢提升速度提升至设计位置。有益效果在于：钢桁架的整体结构在地面拼装，拼装施工效率高，且质量更容易保证，同时在提升过程中加速度小，因此对钢桁架整体几乎无附加动载荷。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种大跨度钢桁架吊装施工方法。
背景技术
桁架是由杆件通过焊接、铆接或螺栓连接而成的支撑横梁结构，其中杆件主要承受拉力或压力，可以充分利用材料的强度，且同强度下节约材料且可降低建筑自重。在跨度较大的施工区域，常采用钢结构横架，桁架需在地面预制，而后通过提升设备提升至建筑物的指定区域，由于大跨度的钢桁架跨度大，重量重，如三门峡中级人民法院的钢桁架跨度57.1米，重量约421T，安装高度约43米，如何保证施工精准且安装到位是个难点。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种大跨度钢桁架吊装施工方法。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种大跨度钢桁架吊装施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：
（一）大跨度钢桁架提升安装；
步骤S11：在钢连廊的设计位置正下方投影地面拼装钢桁架；
步骤S12：在钢连廊的上方设置4个提升吊点，每个提升吊点通过提升支架配置1台液压提升器；其中，提升下吊点通过下吊具设在钢桁架上弦杆上，提升下吊点与上吊点对应设置，提升下吊点通过柔性钢绞线与提升上吊点连接；
（二）大跨度钢桁架提升过程；
步骤S21：预提升；液压提升器依序20%、40%、60%、80%、100%加载至钢桁架离地9.5-10cm，停留12h；
步骤S22：确认正常，正式提升；每间隔5cm测量其各吊点提升高度，提升速度为5-6m/h，吊点微调处理，保证钢桁架各吊点的提升高度一致；
步骤S23：将钢桁架提升至距离设计位置1m，各吊点微调处理，放慢提升速度至1-2m/h，并缓慢提升至设计位置，锁紧液压提升器，复测各吊点提升高度，达到设计要求。
进一步的，步骤S11中，钢桁架上的附属构件在楼面预先安装；（可最大限度地减少高空吊装工作量，缩短安装施工周期）
拼装钢桁架在连廊的正下方进行，包括以下步骤：
（1）布置钢桁架拼装胎架；
（2）拼装两榀主桁架下弦箱型杆，并预起拱，起拱高度为总跨度的 1/800 或1/1000；
（3）连接两榀主桁架下弦间的 H 型钢梁；
（4）安装两榀主桁架下弦间的水平支撑；
（5）分别安装两榀主桁架的直腹杆；
（6）分别安装两榀主桁架的斜腹杆和上弦箱型杆；
（7）安装两榀主桁架上弦杆间的 H 型钢梁部分；
（8）安装两榀主桁架上弦杆间的水平支撑部分；
（9）安装整榀桁架上部结构，进行整体提升加固杆件和吊点，钢桁架拼装完成。
进一步的，步骤S12中的液压提升器为穿芯式结构，行程为250mm，其上下两端设有具有单向自锁的楔形锚，当楔形锚工作时，会自动锁紧钢绞线，楔形锚不工作时，放开钢绞线。
进一步的，步骤S22提升过程中，四个所述液压提升器工作过程为：
（1）下锚紧，下楔形锚夹紧钢绞线；
（2）液压提升器提升钢桁架；
（3）下锚紧，下楔形锚夹紧钢绞线；
（4）液压提升器主油缸微缩，上锚脱开；
（5）上锚提升，上楔形锚全送；
（6）液压提升器缩回原位。
进一步的，步骤S21中提升时进行预载入，调节压力至3Mpa，使每台液压提升器的每根钢绞线处于相同的张紧状态。
进一步的，步骤S22中四个液压提升器采用液压同步控制系统，所述液压同步控制系统包括动力控制系统、功率驱动系统和计算机控制系统；
所述动力控制系统通过调节变频控制液压提升器的运行速度；
所述计算机控制系统通过行程及位移传感器监测数据反馈和控制指令传递实现同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作闭锁、过程显示和故障报警。
进一步的，所述计算机控制系统发出主令信号，信号依次通过相敏解调、A/D、工控机、调制器、变频器传输至液压提升器，同时信号通过传感器传输至另外三个液压提升器，实现钢桁架同步提升。
进一步的，步骤S12中，所述提升支架采用结构混凝土柱设置上吊点，提升支架采用型钢制成；
所述提升支架包括三角支架、斜拉杆和钢绞线支架，所述三角支架下方与所述结构混凝土柱固定连接，所述斜拉杆一端与三角支架焊接，另一端与结构混凝土柱固定连接，所述三角支架上方焊接有用于支撑钢绞线的钢绞线支架，所述液压提升器安装在所述三角支架前端。
进一步的，步骤S12中，偏离所述液压提升器0.4m的侧边安装有导向架，使钢绞线垂直导出。
综上，本发明的有益效果在于：
1、钢桁架的整体结构在地面拼装，拼装施工效率高，且质量更容易保证，同时在提升过程中加速度小，因此对钢桁架整体几乎无附加动载荷，因此可保证钢桁架整体在提升过程中结构稳定不变形；
2、在提升到位后可直接进行设备基础的施工，对土建相关施工的影响小；
3、钢桁架的附属构件可在楼面预先安装，因此可最大限度的减少高空吊装的工作量，缩短安装周期；
4、吊装设备体积小巧且重量轻，方便运输和安装，适宜在狭小空间或室内记性大吨位构件的牵引安装，并且直接对钢桁架的整体进行提升吊装，降低了高空作业量，减少了液压整体提升作业的绝对施工时间，能够有效保证安装周期；
5、采用整体提升，临时设施的施工量较小，可便于工程施工的成本控制；
6、采用柔性索具承重，仅需寻找合理的承重吊点，提升高度几乎不受限制，适应性好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明大跨度钢桁架提升安装结构示意图；
图2是图1的A部结构放大图；
图3是本发明大跨度钢桁架提升靠近设计位置结构示意图；
图4是本发明大跨度钢桁架提升至设计位置结构示意图；
图5是本发明液压提升器安装结构示意图；
图6是本发明计算机同步控制系统图；
图7是本发明液压提升器工作步骤1结构示意图；
图8是本发明液压提升器工作步骤2结构示意图；
图9是本发明液压提升器工作步骤3结构示意图；
图10是本发明液压提升器工作步骤4结构示意图；
图11是本发明液压提升器工作步骤5结构示意图；
图12是本发明液压提升器工作步骤6结构示意图。
附图标记如下：
1、大跨度钢桁架；2、提升支架；201、三角支架；202、斜拉杆；203、钢绞线支架；3、液压提升器；4、下吊具；5、钢绞线。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
参见图1-图6所示，本发明提供了一种大跨度钢桁架1吊装施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：
（一）大跨度钢桁架1提升安装；
步骤S11：在钢连廊的设计位置正下方投影地面拼装钢桁架，钢桁架上的附属构件在楼面预先安装，可最大限度地减少高空吊装工作量，缩短安装施工周期；拼装钢桁架在连廊的正下方进行，包括以下步骤：
（1）布置钢桁架拼装胎架；
（2）拼装两榀主桁架下弦箱型杆，并预起拱，起拱高度为总跨度的 1/800 或1/1000；
（3）连接两榀主桁架下弦间的 H 型钢梁；
（4）安装两榀主桁架下弦间的水平支撑；
（5）分别安装两榀主桁架的直腹杆；
（6）分别安装两榀主桁架的斜腹杆和上弦箱型杆；
（7）安装两榀主桁架上弦杆间的 H 型钢梁部分；
（8）安装两榀主桁架上弦杆间的水平支撑部分；
（9）安装整榀桁架上部结构，进行整体提升加固杆件和吊点，钢桁架拼装完成。
步骤S12：在钢连廊的上方设置4个提升吊点，每个提升吊点通过提升支架2配置1台液压提升器3；其中，提升下吊点通过下吊具4设在钢桁架上弦杆上，提升下吊点与上吊点对应设置，提升下吊点通过柔性钢绞线5与提升上吊点连接；柔性钢绞线5采用高强度低松弛预应力钢绞线5，钢绞线5的单根实际承载不大于理论破断力的50%。
上述步骤中，提升支架2采用结构混凝土柱设置上吊点，提升支架2采用型钢制成。所述提升支架2包括三角支架201、斜拉杆202和钢绞线支架203，所述三角支架201下方与所述结构混凝土柱固定连接，所述斜拉杆202一端与三角支架201焊接，另一端与结构混凝土柱固定连接，所述三角支架201上方焊接有用于支撑钢绞线5的钢绞线支架203，所述液压提升器3安装在所述三角支架201前端。三角支架201能够提供稳定的支撑，并且通过斜拉杆202保证强度以及稳定性，所述钢绞线支架203能够便于支撑钢绞线5，保证钢绞线5穿过导向架时为垂直状态。偏离所述液压提升器30.4m的侧边安装有导向架，使钢绞线5垂直导出。
（二）大跨度钢桁架1提升过程；
步骤S21：预提升；液压提升器3依序20%、40%、60%、80%、100%加载至钢桁架离地9.5-10cm，停留12h。且在提升时进行预载入，调节压力至3Mpa，使每台液压提升器3的每根钢绞线5处于相同的张紧状态。
步骤S22：确认正常，正式提升；每间隔5cm测量其各吊点提升高度，提升速度为5-6m/h，吊点微调处理，保证钢桁架各吊点的提升高度一致；
步骤S23：将钢桁架提升至距离设计位置1m，各吊点微调处理，放慢提升速度至1-2m/h，并缓慢提升至设计位置，锁紧液压提升器3，复测各吊点提升高度，达到设计要求。
进一步的，步骤S12中的液压提升器3为穿芯式结构，行程为250mm，安全可靠。其上下两端设有具有单向自锁的楔形锚，当楔形锚工作时，会自动锁紧钢绞线5，楔形锚不工作时，放开钢绞线5。液压提升器3锚具具有逆向运动自锁性，使提升过程十分安全，并且构件可以在提升过程中的任意位置长期可靠锁定。
参见图7-图12，更进一步的，作为本案优选的实施方式，步骤S22提升过程中，四个所述液压提升器3工作过程为：
（1）下锚紧，下楔形锚夹紧钢绞线5，如图7；
（2）液压提升器3提升钢桁架，如图8；
（3）下锚紧，下楔形锚夹紧钢绞线5，如图9；
（4）液压提升器3主油缸微缩，上锚脱开，如图10；
（5）上锚提升，上楔形锚全松，如图11；
（6）液压提升器3缩回原位，如图12。
液压提升器3周期重复动作，被提升钢桁架一步一步向上移动。
如图6所示，为实现四个液压提升器3同步控制，采用吊点油压均衡，结构姿态调整，位移同步控制，分级卸载就位的同步提升和卸载就位控制。步骤S22中四个液压提升器3采用液压同步控制系统，所述液压同步控制系统包括动力控制系统、功率驱动系统和计算机控制系统；操作人员可在中央控制室通过液压同步计算机控制系统人机界面进行。液压提升过程及相关数据的观察和（或）控制指令的发布。所述动力控制系统通过调节变频控制液压提升器3的运行速度；所述计算机控制系统通过行程及位移传感器监测数据反馈和控制指令传递实现同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作闭锁、过程显示和故障报警。
进一步的，所述计算机控制系统发出主令信号，信号依次通过相敏解调、A/D、工控机、调制器、变频器传输至液压提升器3，同时信号通过传感器传输至另外三个液压提升器3，实现钢桁架同步提升。无论是液压提升器3的主油缸，还是上、下锚具油缸，在提升工作中都必须在计算机的控制下协调动作，为同步提升创造条件。通过调节变频器控制提升器的运行速度，保持被提升构件的各点同步运行，以保持其空中姿态完成同步提升。
上述施工过程中，钢绞线5的安装过程如下：
a、用砂轮切割机或气割将钢绞线5切割成指定长度，用打磨机或气割将钢绞线5两头修理平整、圆滑、不松股；
b、将疏导板安装于液压提升器3正下方，调整疏导板板孔的位置，使其与提升器各锚孔对齐（注意三角形结构），临时固定；
c、用导管自上而下检查提升器的天锚、上锚、中间隔板、下锚、安全锚和疏导板孔，保证36孔均对应；
d、在疏导板上作标记，沿液压提升器3布置方向指向外侧的内圈孔为1#孔；
e、液压提升器3的每一钢绞线5必需左旋、右旋间隔穿入；
f、将导管从天锚上方由1#孔开始，从上往下穿过6层，并确保位置正确；然后将引针插入导管，在疏导板的下方把“子弹头”旋在引针螺纹上，将待穿的钢绞线5塞于“子弹头”中；以钢绞线5为主动力，依次穿过各层，液压提升器3顶部钢绞线5余留部分用临时锚片锁紧于天锚上；
g、每穿好2根钢绞线5后，用夹头将钢绞线5两两夹紧，以免钢绞线5从空中滑落；
h、一般先穿外圈的小部分，后穿内圈全部，再将剩余外圈穿完（左右旋间隔穿入）；
i、所有钢绞线5穿好后，用上、下锚具缸锁紧钢绞线5，并锁紧天锚；
j、用软绳放下疏导板至下吊点上部，调整疏导板的方位，注意1#标记孔方向；
k、钢绞线5穿好后若底部端头高低不齐，在适当位置的所有钢绞线5上划一水平线，将线以下的钢绞线5割去，钢绞线5端头修理圆滑；
l、调整地锚孔位置，使其与疏导板的孔对齐，按顺序依次将钢绞线5穿入地锚中并理齐，锁紧钢绞线5。
钢桁架就位时调整允许范围：
液压提升过程中确保上吊点（液压提升器3）和下吊点（地锚）之间连接的钢绞线5始终垂直，亦即提升支架2上吊点和桁架下弦杆的下吊点在初始定位时精确。根据液压提升器3内锚具缸与钢绞线5的夹紧方式以及试验数据，将上、下吊点的偏移角度控制在1度以内。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种大跨度钢桁架吊装施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：
（一）大跨度钢桁架提升安装；
步骤S11：在钢连廊的设计位置正下方投影地面拼装钢桁架；
步骤S12：在钢连廊的上方设置4个提升吊点，每个提升吊点通过提升支架配置1台液压提升器；其中，提升下吊点通过下吊具设在钢桁架上弦杆上，提升下吊点与上吊点对应设置，提升下吊点通过柔性钢绞线与提升上吊点连接；
（二）大跨度钢桁架提升过程；
步骤S21：预提升；液压提升器依序20%、40%、60%、80%、100%加载至钢桁架离地9.5-10cm，停留12h；
步骤S22：确认正常，正式提升；每间隔5cm测量其各吊点提升高度，吊点微调处理，保证钢桁架各吊点的提升高度一致；
步骤S23：将钢桁架提升至距离设计位置1m，各吊点微调处理，放慢提升速度，并缓慢提升至设计位置，锁紧液压提升器，复测各吊点提升高度，达到设计要求。
2.根据权利要求1所述一种大跨度钢桁架吊装施工方法，其特征在于：步骤S11中，钢桁架上的附属构件在楼面预先安装；
拼装钢桁架在连廊的正下方进行，包括以下步骤：
（1）布置钢桁架拼装胎架；
（2）拼装两榀主桁架下弦箱型杆，并预起拱，起拱高度为总跨度的 1/800 或1/1000；
（3）连接两榀主桁架下弦间的 H 型钢梁；
（4）安装两榀主桁架下弦间的水平支撑；
（5）分别安装两榀主桁架的直腹杆；
（6）分别安装两榀主桁架的斜腹杆和上弦箱型杆；
（7）安装两榀主桁架上弦杆间的 H 型钢梁部分；
（8）安装两榀主桁架上弦杆间的水平支撑部分；
（9）安装整榀桁架上部结构，进行整体提升加固杆件和吊点，钢桁架拼装完成。
3.根据权利要求1所述一种大跨度钢桁架吊装施工方法，其特征在于：步骤S12中的液压提升器为穿芯式结构，行程为250mm，其上下两端设有具有单向自锁的楔形锚，当楔形锚工作时，会自动锁紧钢绞线，楔形锚不工作时，放开钢绞线。
4.根据权利要求3所述一种大跨度钢桁架吊装施工方法，其特征在于：步骤S22提升过程中，四个所述液压提升器工作过程为：
（1）下锚紧，下楔形锚夹紧钢绞线；
（2）液压提升器提升钢桁架；
（3）下锚紧，下楔形锚夹紧钢绞线；
（4）液压提升器主油缸微缩，上锚脱开；
（5）上锚提升，上楔形锚全松；
（6）液压提升器缩回原位。
5.根据权利要求4所述一种大跨度钢桁架吊装施工方法，其特征在于：步骤S21中提升时进行预载入，调节压力至3Mpa，使每台液压提升器的每根钢绞线处于相同的张紧状态。
6.根据权利要求4所述一种大跨度钢桁架吊装施工方法，其特征在于：步骤S22中四个液压提升器采用液压同步控制系统，所述液压同步控制系统包括动力控制系统、功率驱动系统和计算机控制系统；
所述动力控制系统通过调节变频控制液压提升器的运行速度；
所述计算机控制系统通过行程及位移传感器监测数据反馈和控制指令传递实现同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作闭锁、过程显示和故障报警。
7.根据权利要求6所述一种大跨度钢桁架吊装施工方法，其特征在于：所述计算机控制系统发出主令信号，信号依次通过相敏解调、A/D、工控机、调制器、变频器传输至液压提升器，同时信号通过传感器传输至另外三个液压提升器，实现钢桁架同步提升。
8.根据权利要求1所述一种大跨度钢桁架吊装施工方法，其特征在于：步骤S12中，所述提升支架采用结构混凝土柱设置上吊点，提升支架采用型钢制成；
所述提升支架包括三角支架、斜拉杆和钢绞线支架，所述三角支架下方与所述结构混凝土柱固定连接，所述斜拉杆一端与三角支架焊接，另一端与结构混凝土柱固定连接，所述三角支架上方焊接有用于支撑钢绞线的钢绞线支架，所述液压提升器安装在所述三角支架前端。
9.根据权利要求1所述一种大跨度钢桁架吊装施工方法，其特征在于：步骤S12中，偏离所述液压提升器0.4m的侧边安装有导向架，使钢绞线垂直导出。
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