CN114457918A - 一种预制装配式大跨钢柱连接构造及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预制装配式大跨钢柱连接构造及其施工方法,其包括支撑横梁、轻质条形基础和多个钢柱组合件;多个钢柱组合件的顶部和底部分别与支撑横梁和轻质条形基础固定连接;每个钢柱组合件上设置有斜撑钢管组合件和斜拉索组合件,斜撑钢管组合件呈倒三角形结构布置,斜拉索组合件呈正三角形结构布置,通过钢柱组合件、斜撑钢管组合件和斜拉索组合件相互配合,提高结构的空间跨度和应用范围,结构可完全装配,现场无湿作业,便于标准化、信息化管理施工过程,并结合轻质条形基础,在满足轻质条形基础受力同时,降低了整体结构的自重,提高了建(构)筑物拆除后构件及部件回收再利用率,实现绿色环保。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域,特别是涉及一种预制装配式大跨钢柱连接构造及其施工方法。
背景技术
从建筑结构设计到实际施工,都是建立在现场作业的前提下,但现浇结构的缺点也很明显,存在劳动力强度大、生产效率低、建设周期长、环境污染大、施工速度慢、材料损耗多等缺点。装配式建筑成为建筑行业中一个崭新的发展方向,以标准化、信息化的产业化建设模式成为新的导向,建设以工厂化预制为主、现场机械化组装相配合的建筑体系,弥补了传统建筑产业中存在的部分不足。装配式建筑将预制构件在工厂内完成加工,运送至现场进行安装,装配式建筑发展迅速。
随着建筑行业发展,建筑结构体系向设计标准化、工业化、智能化、信息化的发展越来越快,故装配式建筑结构体系的可装配程度,直接影响结构体系的发展应用。目前已有的结构体系难以达到完全装配,制约了装配式建筑的发展,尤其是在大跨结构中钢柱连接构造及施工方法,而该部分所用的施工周期较长。
目前现有技术公布后CN106368384A中公开了一种内部带斜向加劲钢管混凝土柱,包括外围钢管,外围钢管内壁设有斜向布置的用于对钢管的两对边起拉结作用的加劲,在外围钢管内填充有混凝土,能保证钢管柱的两对边共同受力,提高钢管混凝土柱的抗剪和抗弯承载力,使外围钢管与混凝土能够充分协同工作。但该种现有技术仅仅对于跨度较小、承载力较小的结构体系,对于跨度较大、承重较大的结构体系,对提升结构整体装配速度,结构空间刚度,以及结构抗侧能力等方面贡献较小。
发明内容
针对现有技术中的上述问题,本发明旨在提供一种预制装配式大跨钢柱连接构造及其施工方法,解决了现浇结构存在劳动力强度大、生产效率低、建设周期长、环境污染大、施工速度慢和材料损耗多等问题。
为了达到上述发明目的,本发明采用的技术方案如下:提供了一种预制装配式大跨钢柱连接构造,其包括支撑横梁、轻质条形基础和多个钢柱组合件;
多个钢柱组合件的顶部均与支撑横梁的下端面固定连接,每个钢柱组合件的底部分别与轻质条形基础的顶部固定连接;
每个钢柱组合件的左、右侧面对称布置有两个斜撑钢管组合件,每个斜撑钢管组合件的顶部与支撑横梁的下端面固定连接,斜撑钢管组合件的底部与钢柱组合件底部固定连接,两个斜撑钢管组合件与支撑横梁和钢柱组合件连接后呈倒三角形结构;
每个钢柱组合件的前、后侧面对称布置有两个斜拉索组合件,每个斜拉索组合件的顶部与钢柱组合件的侧面固定连接,斜拉索组合件的底部与轻质条形基础的顶部固定连接,两个斜拉索组合件与钢柱组合件和轻质条形基础连接后呈正三角形结构。整个预制装配式大跨钢柱连接构造施工便利,装配速度快,重复利用率高。
进一步地,作为钢柱组合件一种具体的设置方式,每个钢柱组合件均包括外套方钢管,外套方钢管的两端均设置有端部混凝土预制块;位于外套方钢管顶部的端部混凝土预制块的上端面与支撑横梁下端面接触,位于外套方钢管底部的端部混凝土预制块与轻质条形基础的顶部固定连接;两个斜撑钢管组合件的顶部与位于外套方钢管底部的端部混凝土预制块的上端面固定连接,两个斜拉索组合件的顶部与外套方钢管的前、后侧面固定连接;
外套方钢管内部设置有多块中部混凝土预制块,多块中部混凝土预制块连接后形成装配式混凝土柱,多块中部混凝土预制块的四周侧面均竖直设置有一根稳定钢管,四根稳定钢管用于约束多块中部混凝土预制块。钢柱组合件组装完毕形成稳定整体。外套方钢管和稳定钢管对多块中部混凝土预制块进行约束固定。
进一步地,为了便于拼接多块中部混凝土预制块,每块中部混凝土预制块的上顶面设置有凹陷区,下底面设置有与凹陷区相匹配的凸起,相邻的两块中部混凝土预制块通过凹陷区与凸起配合连接,使得多块中部混凝土预制块在安装时,可以保证位置的准确,稳定卡合。
进一步地,每个斜撑钢管组合件均包括斜向钢管和设置在斜向钢管两端的转轴;斜向钢管的两端均通过转轴分别与支撑横梁的下表面和端部混凝土预制块上表面转动连接。斜向钢管连接后形成稳定三角体系,可保证钢管组合件的稳定性和整体性。
进一步地,每个斜拉索组合件均包括钢丝绳,钢丝绳中部设置有用于对钢丝绳施加预应力的花篮螺栓,花篮螺栓将钢丝绳分隔为两段,通过花篮螺栓来调节斜拉索组合件中钢丝绳的长度,从而达到对钢柱组合件施加预应力的目的,且通过花篮螺栓来调节,使钢柱组合件受到预应力而不易松弛。
钢丝绳的两端均设置有一个带有拉环的连接端板,钢丝绳的两端分别与拉环固定连接;两个连接端板分别与外套方钢管的侧壁和轻质条形基础固定连接。同时,花篮螺栓由螺母、两根调节杆和两根拉杆组成;两根调节杆螺纹连接在螺母的两端,两根调节杆上分别具有左旋螺纹段和右旋螺纹段;两根拉杆的一端分别与两根调节杆连接,两根拉杆的另一端与钢丝绳连接,通过转动调节杆,使调节杆与螺母产生相对位移,花篮螺栓的长度发生变化,从而使斜拉索组合件的长度和预紧力可得到调节。斜拉索组合件可对钢柱组合件、斜撑钢管组合件施加预应力,可提高钢柱组合件抗侧刚度,在保证整体结构的同时使得装配更加方便、快速,对基础扰动较小。
进一步地,轻质条形基础包括数量与钢柱组合件数量相同的十字型单元体,每个十字型单元体的四端处均设置有一字型单元体;相邻两个十字型单元体通过一字型单元体固定连接;
外套方钢管的顶部通过端部混凝土预制块与十字型单元体的顶部固定连接;
十字型单元体和一字型单元体的底部均设置有抗剪型钢;型钢抗剪由工字钢充当,呈梅花状焊接布置,可抵抗整体出现水平方向的滑移。
每个一字型单元体和十字型单元体均为端部具有开口的中空结构,一字型单元体的两端开口处和十字型单元体的四端开口处均设置有一块封堵端板,每块封堵端板上均设置有带孔的法兰盘;
一字型单元体通过钢丝束穿过每块封堵端板上的法兰盘实现与十字型单元体的四端处固定连接。
进一步地,每块封堵端板上均设置有多个安装孔,相邻两块封堵端板通过连接螺栓穿过多个安装孔对拉连接;位于所示外套方钢管底部的端部混凝土预制块上设置有第一锚栓孔,十字型单元体的上端面设置有第二锚栓孔,第一锚栓孔通过锚栓与第二锚栓孔固定连接。
本方案还提供一种制装配式大跨钢柱连接构造的施工方法,其包括:
步骤1:将支撑横梁、轻质条形基础、钢柱组合件、斜撑钢管组合件和斜拉索组合件搬运至现场;
步骤2:拼接并安装轻质条形基础:先将十字型单元体四端处封堵端板上的孔洞和一字型单元体上封堵端板的孔洞对齐,钢丝束穿过法兰盘固定,连接螺栓对拉封堵端板固定,完成轻质条形基础的拼接工作;将十字型单元体和一字型单元体上的抗剪型钢埋设于地面下,完成轻质条形基础的安装;
步骤3:拼接钢柱组合件:将中部混凝土预制块与两端的端部混凝土预制块自下而上依次拼装成装配式混凝土柱,再依次安装稳定钢管和外套方钢管,装配式混凝土柱的两端放入端部混凝土预制块的预留凹槽中,外部焊接角钢加强;
步骤4:安装钢柱组合件:两个端部混凝土预制块分别与支撑横梁的下端面和与十字型单元体的上端面固定连接;
步骤5:安装斜撑钢管组合件:两根斜向钢管的两端均通过转轴分别与支撑横梁的下表面和端部混凝土预制块上表面转动连接;两个斜撑钢管组合件与支撑横梁和钢柱组合件连接后呈倒三角形结构;
步骤6:安装斜拉索组合件:钢丝绳的两端通过拉环和连接端板与外套方钢管的侧壁和轻质条形基础的上表面固定连接,完成斜拉索组合件的初步安装,两个斜拉索组合件初步安装后呈正三角形结构;调节斜拉索组合件上的花篮螺栓,使钢丝绳预紧,完成整个预制装配式大跨钢柱连接构造的施工。
本发明的有益效果为:1、本本发明将预制部件搬运至施工现场进行组装,且施工完成后所有部件均可回收再利用,绿色环保节能,且施工方便,能有效缩短工期;通过钢柱组合件、斜撑钢管组合件和斜拉索组合件相互配合,提高结构的空间跨度和应用范围,结构可完全装配,现场无湿作业,便于标准化、信息化管理施工过程,并结合轻质条形基础,在满足轻质条形基础受力同时,降低了整体结构的自重,提高了建(构)筑物拆除后构件及部件回收再利用率,实现绿色环保。
2、本发明中钢柱组合件根据现有钢柱组合件受力特征,通过设计装配式混凝土柱、稳定钢管和外套方钢管,具有轻质高强易于装配特点,实现了结构的全装配,与装配式装修、简易吊装等工程应用相适宜。
3、通过在斜拉索组合件上设置花篮螺栓,通过花篮螺栓对斜拉索组合件施加预应力,并实现预应力的调节,不仅装配方便;并通过花篮螺栓对钢柱组合件施加预应力,有效提高本发明钢柱连接构造体系的抗侧刚度,能够减小本发明构件的截面尺寸,进一步降低结构自重,便于高效定位且安装,降低用钢量同时节省工时,提高装配质量。
4、本发明中的斜撑钢管组合件通过转轴与钢柱组合件进行连接,斜向拉索组件通过端板与钢柱组合件连接,通过锚栓与轻质条形基础连接,在保证钢柱组合件的稳定性同时提升了结构的可装配性。
5、本发明在施工时具有无振动、无噪声、无泥浆污染和渣土排放等特点,且施工工法简单、操作便捷,可适用于多种环境,钢柱质量可靠,能重复拆卸循环再使用,搭配斜撑钢管组合件和斜拉索组合件使用,综合效益更好,且易于实现快速施工,节省工时的同时降低造价。
6、本发明可以通过设置多个十字型单元体和一字型单元体,使得结构体系跨度大,结构空间刚度大,可应用于桥梁、工业用房等跨度大、强度高的建筑工程中。
7、本发明可在使用期限拆除后,所有部件均可回收再利用,绿色环保节能,且整装配和施工方便,能有效缩短工期。
8、预制部件采用装配式工厂预制、现场组装的方式,易于满足建筑工业化对基础的要求,施工周期短,经济造价低,符合绿色环保和资源回收再利用的要求。
附图说明
图1为本发明中预制装配式大跨钢柱连接构造的结构示意图。
图2为支撑横梁、多个钢柱组合件、斜撑钢管组合件和斜拉索组合件连接后形成钢架的结构示意图。
图3为本发明的钢柱组合件、斜撑钢管组合件和斜拉索组合件连接后的结构示意图。
图4为本发明的中端部混凝土预制块和中部混凝土预制块的结构示意图。
图5为本发明的钢柱组合件的装配过程示图。
图6为本发明的斜拉索组合件的结构示意图。
图7为本发明的轻质条形基础的结构示意图。
其中,1、钢柱组合件;100、装配式混凝土柱;101、中部混凝土预制块;102、端部混凝土预制块;103、外套方钢管;104、稳定钢管;105、焊接角钢;106、第一预留锚栓孔;2、斜撑钢管组合件;200、斜向钢管;201、转轴;3、斜拉索组合件;300、钢丝绳;301、花篮螺栓;302、螺母;303、调节杆;304、拉杆;305、连接端板;306、拉环;4、轻质条形基础;400、十字型单元体;401、一字型单元体;402、封堵端板;403、连接螺栓;404、法兰盘;405、第二锚栓孔;406、钢丝束;407、抗剪型钢;5、支撑横梁。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述,以便于本技术领域的技术人员理解本发明,但应该清楚,本发明不限于具体实施方式的范围,对本技术领域的普通技术人员来讲,只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内,这些变化是显而易见的,一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1~3所示,本发明提供了一种预制装配式大跨钢柱连接构造,其包括支撑横梁5、轻质条形基础4和多个钢柱组合件1;
多个钢柱组合件1的顶部均与支撑横梁5的下端面固定连接,每个钢柱组合件1的底部分别与轻质条形基础4的顶部固定连接;
每个钢柱组合件1的左、右侧面对称布置有两个斜撑钢管组合件2,每个斜撑钢管组合件2的顶部与支撑横梁5的下端面固定连接,斜撑钢管组合件2的底部与钢柱组合件1底部固定连接,两个斜撑钢管组合件2与支撑横梁5和钢柱组合件1连接后呈倒三角形结构。
每个钢柱组合件1的前、后侧面对称布置有两个斜拉索组合件3,每个斜拉索组合件3的顶部与钢柱组合件1的侧面固定连接,斜拉索组合件3的底部与轻质条形基础4的顶部固定连接,两个斜拉索组合件3与钢柱组合件1和轻质条形基础4连接后呈正三角形结构。两个斜撑钢管组合件2为钢柱组合件1提供斜向支撑,两个斜拉索组合件3提高钢柱组合件1的抗侧刚度。整个预制装配式大跨钢柱连接构造施工便利,装配速度快,重复利用率高。
如图1、图4、图5所示,作为钢柱组合件1一种具体的设置方式,每个钢柱组合件1均包括外套方钢管103,外套方钢管103的两端均设置有端部混凝土预制块102;位于外套方钢管103顶部的端部混凝土预制块102的上端面与支撑横梁5下端面接触,位于外套方钢管103底部的端部混凝土预制块102与轻质条形基础4的顶部固定连接,同时外套方钢管103底部与端部混凝土预制块102通过焊接角钢105进行焊接加强;两个斜撑钢管组合件2的顶部与位于外套方钢管103底部的端部混凝土预制块102的上端面固定连接,两个斜拉索组合件3的顶部与外套方钢管103的前、后侧面固定连接。具体地,端部混凝土预制块102上预留方形凹槽和圆形凹槽,稳定钢管104在装配式混凝土柱100四边进行约束固定,装配式混凝土的两端分别与两块端部混凝土预制块102上的圆形凹槽配合,保证稳定卡合。外套方钢管103的两端分别与两块端部混凝土预制块102上的方形凹槽,保证上下部能稳定卡合。外套方钢管103与端部混凝土预制块102通过焊接角钢105连接,焊接角钢105在外套方钢管103的各边进行布置,每边焊接3个,具体数量可根据实际情况调整。
外套方钢管103内部设置有多块中部混凝土预制块101,多块中部混凝土预制块101连接后形成装配式混凝土柱100,多块中部混凝土预制块101的四周侧面均竖直设置有一根稳定钢管104,四根稳定钢管104用于约束多块中部混凝土预制块101。钢柱组合件1组装完毕形成稳定整体。外套方钢管103和稳定钢管104对多块中部混凝土预制块101进行约束固定。
如图4所示,为了便于拼接多块中部混凝土预制块101,每块中部混凝土预制块101的上顶面设置有凹陷区,下底面设置有与凹陷区相匹配的凸起,相邻的两块中部混凝土预制块101通过凹陷区与凸起配合连接,使得多块中部混凝土预制块101在安装时,可以保证位置的准确,稳定卡合。
如图3所示,每个斜撑钢管组合件2均包括斜向钢管200和设置在斜向钢管200两端的转轴201;斜向钢管200的两端均通过转轴201分别与支撑横梁5的下表面和端部混凝土预制块102上表面转动连接。斜向钢管200连接后形成稳定三角体系,可保证钢管组合件的稳定性和整体性。
如图6所示,每个斜拉索组合件3均包括钢丝绳300,该钢丝绳300采用直径为20mm的钢丝绳300。钢丝绳300中部设置有用于对钢丝绳300施加预应力的花篮螺栓301,花篮螺栓301将钢丝绳300分隔为两段,通过花篮螺栓301来调节斜拉索组合件3中钢丝绳300的长度,从而达到对钢柱组合件1施加预应力的目的,且通过花篮螺栓301来调节,使钢柱组合件1受到预应力而不易松弛。
钢丝绳300的两端均设置有一个带有拉环306的连接端板305,钢丝绳300的两端分别与拉环306固定连接;两个连接端板305分别与外套方钢管103的侧壁和轻质条形基础4固定连接。同时,花篮螺栓301由螺母302、两根调节杆303和两根拉杆304组成;两根调节杆303螺纹连接在螺母302的两端,两根调节杆303上分别具有左旋螺纹段和右旋螺纹段;两根拉杆304的一端分别与两根调节杆303连接,两根拉杆304的另一端与钢丝绳300连接,通过转动调节杆303,使调节杆303与螺母302产生相对位移,花篮螺栓301的长度发生变化,从而使斜拉索组合件3的长度和预紧力可得到调节。斜拉索组合件3可对钢柱组合件1、斜撑钢管组合件2施加预应力,可提高钢柱组合件1抗侧刚度,在保证整体结构的同时使得装配更加方便、快速,对基础扰动较小。
如图7所示,轻质条形基础4包括数量与钢柱组合件1数量相同的十字型单元体400,每个十字型单元体400的四端处均设置有一字型单元体401;相邻两个十字型单元体400通过一字型单元体401固定连接;外套方钢管103的顶部通过端部混凝土预制块102与十字型单元体400的顶部固定连接;
十字型单元体400和一字型单元体401的底部均设置有抗剪型钢407;型钢抗剪由工字钢充当,呈梅花状焊接布置,可抵抗整体出现水平方向的滑移。
每个一字型单元体401和十字型单元体400均为端部具有开口的中空结构,一字型单元体401的两端开口处和十字型单元体400的四端开口处均设置有一块封堵端板402,每块封堵端板402上均设置有带孔的法兰盘404。
一字型单元体401通过钢丝束406穿过每块封堵端板402上的法兰盘404实现与十字型单元体400的四端处固定连接。
每块封堵端板402上均设置有多个安装孔,相邻两块封堵端板402通过连接螺栓403穿过多个安装孔对拉连接;位于所示外套方钢管103底部的端部混凝土预制块102上设置有第一锚栓孔,十字型单元体400的上端面设置有第二锚栓孔405,第一锚栓孔通过锚栓与第二锚栓孔405固定连接。
本发明中,钢柱组合件1、斜撑钢管组合件2、斜拉索组合件3中所含部件均可搬运至现场后进行组装,并在组装后,通过端部混凝土预制块102上第一预留锚栓孔106和斜拉索组合件3中连接端板305与轻质独立条形基础稳固安装在地面上,钢柱组合件1、斜撑钢管组合件2、斜拉索组合件3共同作用,形成稳固整体,大大提高整体抗侧刚度,使本发明安装后保持稳定,使施工质量得到保证;同时,由于本发明在装配时可实现无湿作业,使施工过程中便于标准化、信息化管理。
本方案还提供一种制装配式大跨钢柱连接构造的施工方法,其包括:
步骤1:将支撑横梁5、轻质条形基础4、钢柱组合件1、斜撑钢管组合件2和斜拉索组合件3搬运至现场;
步骤2:拼接并安装轻质条形基础4:先将十字型单元体400四端处封堵端板402上的孔洞和一字型单元体401上封堵端板402的孔洞对齐,钢丝束406穿过法兰盘404固定,连接螺栓403对拉封堵端板402固定,完成轻质条形基础4的拼接工作;将十字型单元体400和一字型单元体401上的抗剪型钢407埋设于地面下,完成轻质条形基础4的安装;
步骤3:拼接钢柱组合件1:将中部混凝土预制块101与两端的端部混凝土预制块102自下而上依次拼装成装配式混凝土柱100,再依次安装稳定钢管104和外套方钢管103,装配式混凝土柱100的两端放入端部混凝土预制块102的预留凹槽中,外部焊接角钢105加强;
步骤4:安装钢柱组合件1:两个端部混凝土预制块102分别与支撑横梁5的下端面和与十字型单元体400的上端面固定连接;
步骤5:安装斜撑钢管组合件2:两根斜向钢管200的两端均通过转轴201分别与支撑横梁5的下表面和端部混凝土预制块102上表面转动连接;两个斜撑钢管组合件2与支撑横梁5和钢柱组合件1连接后呈倒三角形结构;
步骤6:安装斜拉索组合件3:钢丝绳300的两端通过拉环306和连接端板305与外套方钢管103的侧壁和轻质条形基础4的上表面固定连接,完成斜拉索组合件3的初步安装,两个斜拉索组合件3初步安装后呈正三角形结构;调节斜拉索组合件3上的花篮螺栓301,使钢丝绳300预紧,完成整个预制装配式大跨钢柱连接构造的施工。
本发明在需要安装时先将预制部件搬运至施工现场进行组装,且施工完成后所有部件均可回收再利用,绿色环保节能,且整装配和施工方便,能有效缩短工期;通过钢柱组合件1、斜撑钢管组合件2和斜拉索组合件3相配合,提高结构的空间跨度和应用范围,结构可完全装配,现场无湿作业,便于标准化、信息化管理施工过程,并结合轻质条形基础4,在满足轻质条形基础4受力同时,降低了整体结构的自重,提高了建(构)筑物拆除后构件及部件回收再利用率,实现绿色环保。
Claims (9)
1.一种预制装配式大跨钢柱连接构造,其特征在于,包括支撑横梁、轻质条形基础和多个钢柱组合件;
多个所述钢柱组合件的顶部均与所述支撑横梁的下端面固定连接,每个钢柱组合件的底部分别与所述轻质条形基础的顶部固定连接;
每个钢柱组合件的左、右侧面对称布置有两个斜撑钢管组合件,每个所述斜撑钢管组合件的顶部与支撑横梁的下端面固定连接,斜撑钢管组合件的底部与钢柱组合件底部固定连接,两个斜撑钢管组合件与支撑横梁和钢柱组合件连接后呈倒三角形结构;
每个钢柱组合件的前、后侧面对称布置有两个斜拉索组合件,每个所述斜拉索组合件的顶部与钢柱组合件的侧面固定连接,斜拉索组合件的底部与轻质条形基础的顶部固定连接,两个斜拉索组合件与钢柱组合件和轻质条形基础连接后呈正三角形结构。
2.根据权利要求1所述的预制装配式大跨钢柱连接构造,其特征在于,每个所述钢柱组合件均包括外套方钢管,所述外套方钢管的两端均设置有端部混凝土预制块;位于外套方钢管顶部的端部混凝土预制块的上端面与所述支撑横梁下端面接触,位于外套方钢管底部的端部混凝土预制块与所述轻质条形基础的顶部固定连接;两个所述斜撑钢管组合件的顶部与位于外套方钢管底部的端部混凝土预制块的上端面固定连接,两个所述斜拉索组合件的顶部与外套方钢管的前、后侧面固定连接;
外套方钢管内部设置有多块中部混凝土预制块,多块所述中部混凝土预制块连接后形成装配式混凝土柱,多块所述中部混凝土预制块的四周侧面均竖直设置有一根稳定钢管,四根所述稳定钢管用于约束多块中部混凝土预制块。
3.根据权利要求2所述的预制装配式大跨钢柱连接构造,其特征在于,每块所述中部混凝土预制块的上顶面设置有凹陷区,下底面设置有与凹陷区相匹配的凸起,相邻的两块中部混凝土预制块通过凹陷区与凸起配合连接。
4.根据权利要求2所述的预制装配式大跨钢柱连接构造,其特征在于,每个所述斜撑钢管组合件均包括斜向钢管和设置在所述斜向钢管两端的转轴;
斜向钢管的两端均通过所述转轴分别与支撑横梁的下表面和端部混凝土预制块上表面转动连接。
5.根据权利要求4所述的预制装配式大跨钢柱连接构造,其特征在于,每个所述斜拉索组合件均包括钢丝绳,所述钢丝绳中部设置有用于对钢丝绳施加预应力的花篮螺栓,钢丝绳的两端均设置有一个带有拉环的连接端板,钢丝绳的两端分别与拉环固定连接;
两个连接端板分别与所述外套方钢管的侧壁和所述轻质条形基础固定连接。
6.根据权利要求5所述的预制装配式大跨钢柱连接构造,其特征在于,所述花篮螺栓由螺母、两根调节杆和两根拉杆组成;两根所述调节杆螺纹连接在螺母的两端,两根调节杆上分别具有左旋螺纹段和右旋螺纹段;两根所述拉杆的一端分别与两根调节杆连接,两根拉杆的另一端与所述钢丝绳连接。
7.根据权利要求5所述的预制装配式大跨钢柱连接构造,其特征在于,所述轻质条形基础包括数量与所述钢柱组合件数量相同的十字型单元体,每个十字型单元体的四端处均设置有一字型单元体;相邻两个十字型单元体通过所述一字型单元体固定连接;
所述外套方钢管的顶部通过所述端部混凝土预制块与十字型单元体的顶部固定连接;
十字型单元体和一字型单元体的底部均设置有抗剪型钢;
每个一字型单元体和十字型单元体均为端部具有开口的中空结构,一字型单元体的两端开口处和十字型单元体的四端开口处均设置有一块封堵端板,每块封堵端板上均设置有带孔的法兰盘;
一字型单元体通过钢丝束穿过每块封堵端板上的法兰盘实现与十字型单元体的四端处固定连接。
8.根据权利要求7所述的预制装配式大跨钢柱连接构造,其特征在于,每块所述封堵端板上均设置有多个安装孔,相邻两块封堵端板通过连接螺栓穿过多个安装孔对拉连接;位于所示外套方钢管底部的所述端部混凝土预制块上设置有第一锚栓孔,所述十字型单元体的上端面设置有第二锚栓孔,所述第一锚栓孔通过锚栓与第二锚栓孔固定连接。
9.一种根据权利要求1-8任一所述的预制装配式大跨钢柱连接构造的施工方法,其特征在于,包括:
步骤1:将支撑横梁、轻质条形基础、钢柱组合件、斜撑钢管组合件和斜拉索组合件搬运至现场;
步骤2:拼接并安装轻质条形基础:先将十字型单元体四端处封堵端板上的孔洞和一字型单元体上封堵端板的孔洞对齐,钢丝束穿过法兰盘固定,连接螺栓对拉封堵端板固定,完成轻质条形基础的拼接工作;将十字型单元体和一字型单元体上的抗剪型钢埋设于地面下,完成轻质条形基础的安装;
步骤3:拼接钢柱组合件:将中部混凝土预制块与两端的端部混凝土预制块自下而上依次拼装成装配式混凝土柱,再依次安装稳定钢管和外套方钢管,装配式混凝土柱的两端放入端部混凝土预制块的预留凹槽中,外部焊接角钢加强;
步骤4:安装钢柱组合件:两个端部混凝土预制块分别与支撑横梁的下端面和与十字型单元体的上端面固定连接;
步骤5:安装斜撑钢管组合件:两根斜向钢管的两端均通过所述转轴分别与支撑横梁的下表面和端部混凝土预制块上表面转动连接;两个斜撑钢管组合件与支撑横梁和钢柱组合件连接后呈倒三角形结构;
步骤6:安装斜拉索组合件:钢丝绳的两端通过拉环和连接端板与外套方钢管的侧壁和轻质条形基础的上表面固定连接,完成斜拉索组合件的初步安装,两个斜拉索组合件初步安装后呈正三角形结构;调节斜拉索组合件上的花篮螺栓,使钢丝绳预紧,完成整个预制装配式大跨钢柱连接构造的施工。
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