CN113700307A

CN113700307A - 一种超大跨度屋面钢桁架及高空楼面无支撑施工方法

Info

Publication number: CN113700307A
Application number: CN202111025394.2A
Authority: CN
Inventors: 王耀龙; 李连文; 詹永芳; 张健健; 李�浩; 肖瑶; 时红亮; 刘桂山
Original assignee: China Construction Eighth Engineering Division Co Ltd
Current assignee: China Construction Eighth Engineering Division Co Ltd
Priority date: 2021-09-02
Filing date: 2021-09-02
Publication date: 2021-11-26

Abstract

本发明属于建筑材料制备技术领域，具体而言，本发明提供了一种超大跨度屋面钢桁架，包括屋顶结构和楼层板，屋顶结构由多个单榀桁架组合而成，一种超大跨度屋面钢桁架的高空楼面无支撑施工，包括以下步骤：步骤S1、安装前准备、在上层结构土建专业钢筋绑扎过程中穿插钢结构埋件的预埋，混凝土浇筑完成养护强度满足要求后，采用100吨汽车吊将两台10吨叉车吊至楼层板，本发明通过100吨汽车吊将两台10吨叉车吊至楼层板，并在楼层板铺设2cm钢板作为临时道路，并结合200吨汽车吊将两台25吨汽车吊及4台50吨履带吊吊至楼层板，从而使得各吊装设备能够在上层楼面进行施工，从而降低了屋顶超大跨度桁架的安装难度，从而缩短工期。

Description

一种超大跨度屋面钢桁架及高空楼面无支撑施工方法

技术领域

本发明属于建筑材料制备技术领域，具体而言，涉及一种超大跨度屋面钢桁架及高空楼面无支撑施工方法。

背景技术

电子厂房洁净室有大空间使用需求，屋面一般设计成大跨度钢桁架形式。厂房结构有正顺序施工和逆顺序施工(先施工屋面结构、再施工内部楼层结构)两种方式。正顺序施工时屋面桁架一般采用高空滑移法，但施工措施复杂、施工效率较低、安全风险较大。逆顺序施工时屋面桁架可采用高空拼装法或整体安装法，由于桁架杆件多、位置高、节点为刚性连接，采用高空拼装法时拼装支架用量大、施工效率低、高空作业多；采用整体安装法时对场地要求高、技术难度大，且逆顺序施工时必须采用劲性柱结构形式，建设成本会明显增加。

发明内容

本发明是这样实现的：

本发明提供了一种超大跨度屋面钢桁架，包括屋顶结构和楼层板，屋顶结构由多个单榀桁架组合而成，楼层板的顶部且对应单榀桁架的两端及中部处均设置有桁架立柱，桁架立柱固定连接于单榀桁架底部，楼层板的顶部铺设有临时道路，单榀桁架底部设置有可拆卸的临时支撑，两个相邻的单榀桁架之间通过次梁固定连接形成一个稳定的体系，两个相邻的单榀桁架之间的顶部铺设有压型钢板；

临时支撑，临时支撑包括定位底座和格构柱，定位底座按设计要求固定安装于楼层板顶部，格构柱由四根圆柱通过三角支撑架固定连接而成，圆柱底部设置有法兰盘，格构柱通过圆柱底部的法兰盘与定位底座紧固连接，格构柱的顶部设置有支撑调节装置，支撑调节装置顶紧单榀桁架的底部，格构柱四周的表面且靠近顶部设置有工作平台，格构柱的一侧设置有安全爬梯，安全爬梯由地面向上连接工作平台。

进一步的，所述单榀桁架由各分段桁架组合而成，各分段桁架包括上弦杆和下弦杆，上弦杆和下弦杆通过直腹杆与斜腹杆固定连接楼层板顶部。

进一步的，临时道路采用2厘米钢板纵横交错铺设于楼层板顶部，用于保护楼层板表面不被划伤。

另一方面，一种超大跨度屋面钢桁架的施工方法，包括以下步骤：

步骤S1、安装前准备、在上层结构土建专业钢筋绑扎过程中穿插钢结构埋件的预埋，混凝土浇筑完成养护强度满足要求后，采用100吨汽车吊将两台10吨叉车吊至楼层板，在吊装及行走路线上铺设2cm钢板，保护华夫板以免对板面造成直接损伤；

步骤S2、单榀桁架吊装；

步骤S21、机械设备准备，使用200吨汽车吊将两台25吨汽车吊吊至楼层板，另外两台25吨汽车设置于厂房两侧施工道路，使用200吨汽车吊将四台50吨履带吊分体从地面吊至3层楼面组装，组装验收完成后备用；

步骤S22、分段桁架拼装，分段桁架于楼层板或地面均可拼装，拼装时使用胎架，胎架可灵活拆装，就近布置，循环利用，构件使用100吨汽车吊卸车，散件及胎架使用10吨叉车倒运；

步骤S23、分段桁架吊装，地面拼装好的分段桁架使用200吨汽车吊吊至楼层板，使用50吨履带吊进行楼面平面运输及吊装，从中间开始分两个区域分别以相反方向吊装，将单榀桁架两端与桁架立柱固定，并使用格构柱固定于单榀桁架底部作为临时支撑，塔吊、25吨汽车吊进行单榀桁架间次梁及支撑的吊装；

步骤S24、单榀桁架卸载，在单榀桁架间次梁安装完成，并形成稳定体系后，对该单榀桁架进行格构柱的卸载，并插入压型钢板施工，完成单榀桁架的组装，其中，六榀桁架为一个桁架卸载单元；

步骤S3、安装屋架，各单榀桁架全部安装完成时，使用200吨汽车吊将机械及材料从楼层板运输至地面，后安装两端的屋架，采用100吨汽车吊设置在南北两侧施工道路上吊装钢柱及钢主梁，塔吊配合吊装次梁及支撑。

进一步的，所述步骤S2中，单榀桁架在安装过程中整体起拱20mm，桁架卸载单元之间的次梁，根据现场实际测量两片单榀桁架之间的高差小于10mm时，次梁的安装满足规范，回落高度大于10mm时，该区域钢梁可在相邻两片单榀桁架卸载完成后安装，桁架最大跨度为48m，根据规范要求和结构变形计算。

进一步的，所述步骤S24中，单榀桁架分区域卸载，单块区域为48m×48m，即连续六榀单榀桁架及次杆件安装完成后开始卸载，根据结构特点采取分步卸载，单块卸载单元支撑拆除顺序为：

第一步：拆除中间两榀单榀桁架格构柱支撑；

第二步：拆除相邻两榀单榀桁架格构柱支撑；

第三步：拆除最外侧两榀单榀桁架格构柱支撑；

单榀桁架支撑拆除顺序按设计顺序进行，通过切割型钢翼缘的方式使临时支撑与主体结构完全脱离，单榀桁架主结构变为自由受力状态，单榀桁架整体卸载过程中，变形监测必须做到实时定点监控，保证整体桁架变形时的可控性，单榀桁架整体卸载完成后，对单榀桁架整体定点测量并记录数据。

进一步的，所述步骤S2中，单榀桁架安装时每榀桁架需要设置四个临时支撑，临时支撑安装在混凝土板施工完成并达到设计强度后进行，随后进行测量放样并安装，使临时支撑顶部标高和桁架底部标高相一致。

本发明的有益效果是：

本发明通过100吨汽车吊将两台10吨叉车吊至楼层板，并在楼层板铺设2cm钢板作为临时道路，并结合200吨汽车吊将两台25吨汽车吊及4台50吨履带吊吊至楼层板，从而使得各吊装设备能够在上层楼面进行施工，从而降低了屋顶超大跨度桁架的安装难度，从而缩短工期；

同时，通过将单榀桁架分为各分段桁架，通过在地面或者上层楼面对分段桁架进行现场组装，并分步骤拼接，从而使得单榀桁架能在有限的空间和设备的条件下施工，解决上层施工难题，提高工程施工效率和工程质量。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明公开的现场施工立体结构示意图；

图2为本发明公开的两榀桁架连接立体结构示意图；

图3为本发明公开的单榀桁架平面分解结构示意图；

图4为本发明公开的分段桁架结构示意图；

图5为本发明公开的临时支撑立体结构示意图；

图6为本发明公开的施工完成立体结构示意图；

图7为本发明公开的施工方法流程图。

附图标记说明：1、楼层板；2、桁架立柱；3、单榀桁架；31、分段桁架；311、上弦杆；312、斜腹杆；313、直腹杆；314、下弦杆；4、临时道路；5、临时支撑；51、定位底座；52、格构柱；521、圆柱；522、三角支撑架；53、工作平台；54、支撑调节装置；55、安全爬梯；6、次梁；7、压型钢板。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例一

请参阅图1-6，本发明提供了一种超大跨度屋面钢桁架，包括屋顶结构和楼层板1，屋顶结构由多个单榀桁架3组合而成，楼层板1的顶部且对应单榀桁架3的两端及中部处均设置有桁架立柱2，桁架立柱2固定连接于单榀桁架3底部，楼层板1的顶部铺设有临时道路4，单榀桁架3底部设置有可拆卸的临时支撑5，两个相邻的单榀桁架3之间通过次梁6固定连接形成一个稳定的体系，两个相邻的单榀桁架3之间的顶部铺设有压型钢板7；

临时支撑5，临时支撑5包括定位底座51和格构柱52，定位底座51按设计要求固定安装于楼层板1顶部，格构柱52由四根圆柱521通过三角支撑架522固定连接而成，圆柱521底部设置有法兰盘，格构柱52通过圆柱521底部的法兰盘与定位底座51紧固连接，格构柱52的顶部设置有支撑调节装置54，支撑调节装置54顶紧单榀桁架3的底部，格构柱52四周的表面且靠近顶部设置有工作平台53，格构柱52的一侧设置有安全爬梯55，安全爬梯55由地面向上连接工作平台53。

单榀桁架3由各分段桁架31组合而成，各分段桁架31包括上弦杆311和下弦杆314，上弦杆311和下弦杆314通过直腹杆313与斜腹杆312固定连接楼层板1顶部。

具体的，由于运输限制及现场施工工况，屋顶桁架分段加工运输，现场拼装，分段吊装，分段桁架31的上弦杆311和下弦杆314应避开应力集中点，组装施工时，使用胎架拼装，胎架可灵活拆装，就近布置，循环利用，并利用吊装机械设备对分段桁架31进行吊装，从单榀桁架3的两端同时是想中部进行组装，安装过程中，通过临时支撑5为分段桁架31提供承力点，直至各分段桁架31全部组装呈一个完成的单榀桁架3，并在两相邻单榀桁架3间安装次梁6，并形成有完整的承力体系时，方可拆除临时支撑5。

临时道路4采用2厘米钢板纵横交错铺设于楼层板1顶部，用于保护楼层板1表面不被划伤。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

实施例二

如图7所示，一种超大跨度屋面钢桁架的高空楼面无支撑施工方法，包括以下步骤：

步骤S1、安装前准备，在上层结构土建专业钢筋绑扎过程中穿插钢结构埋件的预埋，混凝土浇筑完成养护强度满足要求后，采用100吨汽车吊将两台10吨叉车吊至楼层板1，在吊装及行走路线上铺设2cm钢板，保护华夫板以免对板面造成直接损伤；

步骤S2、单榀桁架3吊装，在步骤S2中，单榀桁架3在安装过程中整体起拱20mm，桁架卸载单元之间的次梁6，根据现场实际测量两片单榀桁架3之间的高差小于10mm时，次梁6的安装满足规范，回落高度大于10mm时，该区域钢梁可在相邻两片单榀桁架3卸载完成后安装，桁架最大跨度为48m，根据规范要求和结构变形计算；

步骤S21、机械设备准备，使用200吨汽车吊将两台25吨汽车吊吊至楼层板1，另外两台25吨汽车设置于厂房两侧施工道路，使用200吨汽车吊将四台50吨履带吊分体从地面吊至3层楼面组装，组装验收完成后备用；

步骤S22、分段桁架31拼装，分段桁架31于楼层板1或地面均可拼装，拼装时使用胎架，胎架可灵活拆装，就近布置，循环利用，构件使用100吨汽车吊卸车，散件及胎架使用10吨叉车倒运；

步骤S23、分段桁架31吊装，地面拼装好的分段桁架31使用200吨汽车吊吊至楼层板1，使用50吨履带吊进行楼面平面运输及吊装，从中间开始分两个区域分别以相反方向吊装，将单榀桁架3两端与桁架立柱2固定，并使用格构柱52固定于单榀桁架3底部作为临时支撑5，塔吊、25吨汽车吊进行单榀桁架3间次梁6及支撑的吊装；

单榀桁架3安装时每榀桁架需要设置四个临时支撑5，临时支撑5安装在混凝土板施工完成并达到设计强度后进行，随后进行测量放样并安装，使临时支撑5顶部标高和桁架底部标高相一致。

步骤S24、单榀桁架3卸载，在单榀桁架3间次梁6安装完成，并形成稳定体系后，对该单榀桁架3进行格构柱52的卸载，并插入压型钢板7施工，完成单榀桁架3的组装，其中，六榀桁架为一个桁架卸载单元；

步骤S24中，单榀桁架3分区域卸载，单块区域为48m×48m，即连续六榀单榀桁架3及次杆件安装完成后开始卸载，根据结构特点采取分步卸载，单块卸载单元支撑拆除顺序为：

第一步：拆除中间两榀单榀桁架3格构柱52支撑；

第二步：拆除相邻两榀单榀桁架3格构柱52支撑；

第三步：拆除最外侧两榀单榀桁架3格构柱52支撑；

单榀桁架3支撑拆除顺序按设计顺序进行，通过切割型钢翼缘的方式使临时支撑5与主体结构完全脱离，单榀桁架3主结构变为自由受力状态，单榀桁架3整体卸载过程中，变形监测必须做到实时定点监控，保证整体桁架变形时的可控性，单榀桁架3整体卸载完成后，对单榀桁架3整体定点测量并记录数据。

需要注意的是，在支撑拆除过程中，支撑系统和结构体系中的受力十分复杂。为防止发生意外，确保支撑拆除的顺利进行，在支撑拆除过程中应特别注意如下事项：

①支撑拆除时要统一指挥，保证同步，且严格按照卸载步骤进行。

②支撑拆除前要仔细检查各支撑点的连接情况，此时应让钢结构处于自由状态，不要有附加约束，特别要避免支撑系统与桁架之间的固接。

③支撑拆除时要进行跟踪测量和监控。

④支撑拆除前要清理钢结构上的杂物，支撑拆除过程中，钢结构上下不得进行其它作业。

⑤支撑拆除前要作好安全防护措施。

支撑拆除前提：

①桁架主体钢结构及横向连系梁安装到位。

②主体钢结构所有节点的连接已经完成,且验收合格。

③各支撑点支架(包括节点)全部按设计要求完成，且验收合格。

④与主体结构需要焊接的其他附属结构(桁架间连系梁)均已焊接完毕。

⑤支撑拆除当天的风力不得大于6级。

施工过程应严格遵循上述原则及前提。

步骤S3、安装屋架，各单榀桁架3全部安装完成时，使用200吨汽车吊将机械及材料从楼层板1运输至地面，后安装两端的屋架，采用100吨汽车吊设置在南北两侧施工道路上吊装钢柱及钢主梁，塔吊配合吊装次梁6及支撑。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

Claims

1.一种超大跨度屋面钢桁架，其特征在于：包括屋顶结构和楼层板，屋顶结构由多个单榀桁架组合而成，楼层板的顶部且对应单榀桁架的两端及中部处均设置有桁架立柱，桁架立柱固定连接于单榀桁架底部，楼层板的顶部铺设有临时道路，单榀桁架底部设置有可拆卸的临时支撑，两个相邻的单榀桁架之间通过次梁固定连接形成一个稳定的体系，两个相邻的单榀桁架之间的顶部铺设有压型钢板；

2.根据权利要求1的一种超大跨度屋面钢桁架，其特征在于：所述单榀桁架由各分段桁架组合而成，各分段桁架包括上弦杆和下弦杆，上弦杆和下弦杆通过直腹杆与斜腹杆固定连接楼层板顶部。

3.根据权利要求2的一种超大跨度屋面钢桁架，其特征在于：临时道路采用2厘米钢板纵横交错铺设于楼层板顶部，用于保护楼层板表面不被划伤。

4.一种超大跨度屋面钢桁架的施工方法，应用于如权利要求1-3任一项的一种超大跨度屋面钢桁架的，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S2、单榀桁架吊装；

5.根据权利要求4的一种超大跨度屋面钢桁架的高空楼面无支撑施工方法，其特征在于：所述步骤S2中，单榀桁架在安装过程中整体起拱20mm，桁架卸载单元之间的次梁，根据现场实际测量两片单榀桁架之间的高差小于10mm时，次梁的安装满足规范，回落高度大于10mm时，该区域钢梁可在相邻两片单榀桁架卸载完成后安装，桁架最大跨度为48m，根据规范要求和结构变形计算。

6.根据权利要求5的一种超大跨度屋面钢桁架的高空楼面无支撑施工方法，其特征在于：所述步骤S24中，单榀桁架分区域卸载，单块区域为48m×48m，即连续六榀单榀桁架及次杆件安装完成后开始卸载，根据结构特点采取分步卸载，单块卸载单元支撑拆除顺序为：

第一步：拆除中间两榀单榀桁架格构柱支撑；

第二步：拆除相邻两榀单榀桁架格构柱支撑；

第三步：拆除最外侧两榀单榀桁架格构柱支撑；

7.根据权利要求6的一种超大跨度屋面钢桁架的高空楼面无支撑施工方法，其特征在于：所述步骤S2中，单榀桁架安装时每榀桁架需要设置四个临时支撑，临时支撑安装在混凝土板施工完成并达到设计强度后进行，随后进行测量放样并安装，使临时支撑顶部标高和桁架底部标高相一致。