CN114607153B - 一种大跨度斜拉索吊挂多层钢框架的吊装施工工艺 - Google Patents

一种大跨度斜拉索吊挂多层钢框架的吊装施工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种大跨度斜拉索吊挂多层钢框架的吊装施工工艺,包括支承柱施工、核心区框架安装、屋面框梁安装、扩展区框架安装、安装并张拉斜拉索、围护结构施工等步骤。本发明将大跨度钢框架吊挂起来,从而大大减少底部支承柱的数量,提高底层空间利用率和建筑观感,通过中心扩展式吊装施工方法,最终实现在有限空间内完成节约机械投入、提高成型质量、确保施工安全的效果。

Description

一种大跨度斜拉索吊挂多层钢框架的吊装施工工艺
技术领域
本发明涉及框架吊装技术领域,具体是一种大跨度斜拉索吊挂多层钢框架的吊装施工工艺。
背景技术
钢结构体系重量轻、强度高、跨越能力强,因而普遍被应用于大跨度结构。为进一步加强跨越能力,常采用钢-索混合结构,利用斜拉索将钢结构吊挂起来,实现传力路径转换,例如斜拉钢桥体系。然而,现有斜拉索吊挂钢结构体系常用于桥梁,且多为单层钢结构,在民用房屋建筑中应用较少。
因此,如何在有限作业空间内,快速吊装大跨度斜拉索吊挂钢框架结构,成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
发明内容
针对上述现有技术,本发明提出一种大跨度斜拉索吊挂多层钢框架的吊装施工工艺。旨在实现在房屋建筑领域跨域河道、建造多层建筑,通过顶部斜拉索,将大跨度钢框架吊挂起来,从而大大减少底部支承柱的数量,提高底层空间利用率和建筑观感,通过中心扩展式吊装施工方法,最终实现在有限空间内完成节约机械投入、提高成型质量、确保施工安全的效果。
本发明提供的一种大跨度斜拉索吊挂多层钢框架的吊装施工工艺,包括下述步骤:
S1、支承柱施工:安装基础的劲性支承柱,绑扎并浇筑劲性支承柱之间的剪力墙;
S2、核心区框架安装:安装多层延伸的劲性支承柱及位于劲性支承柱内侧的框架,包括其框架柱和框架梁,并在框架的底部安装临时支撑,框架与劲性支承柱的转换节点为铰接;
S3、屋面框梁安装:安装最上方的屋面框梁;
S4、扩展区框架安装:安装多层位于劲性支承柱外侧的框架,包括其框架柱和框架梁,并在框架的底部安装临时支撑,框架与劲性支承柱的转换节点为铰接;
S5、安装并张拉斜拉索:采用斜拉索连接所述劲性支承柱和框架,在斜拉索上安装张拉工装反力架和千斤顶,分级循环对称张拉斜拉索至设计索力;
S6、围护结构施工:拆除临时支撑,浇筑钢筋桁架楼承板,框架与劲性支承柱的转换节点转变为刚接,完成围护结构施工。
优选地,S5中,按照20%→40%→60%→80%→100%对张拉力分级,并对斜拉索进行对称分组,逐级张拉斜拉索至设计索力。
优选地,S5中,所述斜拉索包括双索,所述双索设有可调端和固定端;所述可调端包括可调锚杯,所述可调锚杯通过螺杆与可调索头相连,所述可调索头通过可调端销轴与劲性支承柱相连;所述固定端包括固定锚杯,所述固定锚杯与固定索头相连,所述固定索头通过固定端销轴与框架相连。
优选地,所述斜拉索的具体安装方法为:先将所述斜拉索的固定端销轴插入最上层框架梁上预留的下节点耳板孔内,再将斜拉索的可调端销轴插入劲性支承柱顶部预留的上节点耳板孔内。
优选地,所述斜拉索的具体张拉方法为:张拉前,先将张拉工装反力架和千斤顶安装在所述可调索头和可调锚杯处,张拉时,通过调整千斤顶油泵值,将千斤顶的顶推力通过张拉工装反力架转换为双索张拉力,逐步张拉至要求设计索力。
相对于现有技术,本发明的有益效果为:
1、逐层扩展:本发明将核心区框架与扩展区框架分开吊装,即在吊装完毕核心区后,吊装机械逐步外退吊装扩展区,钢框架实现“逐层扩展”安装至设计位形的同时,最大程度节省吊装场地,减小吊装半径,节约机械投入。
2、循环扩展:本发明采用五级对称式循环张拉工艺进行斜拉索张拉,使索体拉力“循环扩展”张拉至设计索力,确保施工安全,提高安全冗余;
3、逐级扩展:本发明斜拉索张拉后,钢框架已吊挂并产生变形,此时对关键节点铰接处理,可提前释放节点次弯矩。随着墙体、面层、幕墙等施工加载,建筑荷载“逐级扩展”至与拉索吊挂力接近平衡,此时钢框架变形趋于水平、稳定,再进行刚接处理,而后铺设并浇筑楼板,可以提升成型质量,减小开裂隐患。
附图说明
图1为本发明一种大跨度斜拉索吊挂多层钢框架的结构示意图。
图2为本发明中斜拉索一种实施方式的结构示意图。
图3为本发明中斜拉索分级循环张拉一种实施方式的施工示意图。
图中:1、劲性支承柱;2、框架柱;3、框架梁;4、转换节点;5、斜拉索;51、可调端销轴;52、可调索头;53、螺杆;54、可调锚杯;55、固定锚杯;56、双索;57、固定索头;58、固定端销轴;6、屋面框梁;7、剪力墙;8、钢筋桁架楼承板。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。
图1为本发明一种大跨度斜拉索吊挂多层钢框架的结构示意图,以四层钢结构的框架为例,底部为劲性支承柱1,柱内侧为柱间剪力墙7,二至四层为框架柱2和框架梁3,框架梁3上满铺钢筋桁架楼承板8,与劲性支承柱1相连的框架梁3节点均为转换节点4,四层以上设置斜拉索5,顶部为屋面框梁6。框架柱2和框架梁3通过斜拉索5完成受力转换。为进一步节省吊装场地、减小吊装半径、节约机械投入,本发明将多层钢框架划分为核心区和扩展区,其中扩展区为自劲性支承柱1向外侧悬挑的各层框架柱2和框架梁3,核心区为劲性支承柱1内侧的各层框架柱2和框架梁3。
其吊装施工工艺包括下述步骤:
S1、支承柱施工:浇筑框架结构大体积混凝土承台,安装基础的劲性支承柱1,绑扎并浇筑劲性支承柱1之间的剪力墙7;
S2、核心区框架安装:安装四层延伸的劲性支承柱1及位于劲性支承柱1内侧核心区的框架,包括其框架柱2和框架梁3,转换节点4按铰接处理;具体安装步骤包括:安装核心区首节劲性支承柱及格构支撑(作为临时支撑),安装核心区二层框架主梁,安装核心区二层框架次梁,安装核心区二节劲性支承柱及框架柱,安装核心区三节框架柱,安装核心区三层及四层框架梁,安装核心区三节劲性支承柱;
S3、屋面框梁安装:安装核心区四节劲性支承柱及最上方的屋面框梁6;
S4、扩展区框架安装:吊装机械逐步外退至扩展区,安装多层位于劲性支承柱1外侧扩展区的框架,包括其框架柱2和框架梁3;具体安装步骤包括:安装扩展区首节框架柱及格构支撑,安装扩展区二层框架梁,安装扩展区二节框架柱,安装扩展区三层框架梁,安装扩展区三节框架柱,安装扩展区四层框架梁;
S5、安装并张拉斜拉索:采用斜拉索5连接劲性支承柱1和框架,在斜拉索5上安装张拉工装反力架和千斤顶,按照20%→40%→60%→80%→100%对张拉力分级,并对斜拉索5进行对称分组,逐级张拉斜拉索至设计索力。
S6、围护结构施工:拆除格构支撑,浇筑钢筋桁架楼承板8,转换节点转变为刚接,完成围护结构施工。
作为一种优选地实施方式,参照图2,斜拉索5包括双索56,双索56设有可调端和固定端,顶部为可调端,底部为固定端,所述可调端包括可调锚杯54,可调锚杯54通过螺杆53与可调索头52相连,可调索头52通过可调端销轴51与劲性支承柱1相连;所述固定端包括固定锚杯55,固定锚杯55与固定索头57相连,固定索头57通过固定端销轴58与框架相连,可调锚杯54与固定锚杯55共同夹紧双索56,斜拉索5的具体安装方法为:先将斜拉索5的固定端销轴58插入最上层框架梁上预留的下节点耳板孔内,再将斜拉索的可调端销轴51插入劲性支承柱顶部预留的上节点耳板孔内。
作为一种优选地实施方式,将16套双索分为4组,由内至外分别为内侧1组、内侧2组、外侧1组、外侧2组,张拉前,先将张拉工装反力架和千斤顶安装在可调索头52和可调锚杯54处,张拉时,通过调整千斤顶油泵值,将千斤顶的顶推力通过张拉工装反力架转换为双索张拉力,逐步张拉至要求设计索力。参照图3,具体斜拉索分级循环张拉施工步骤为:(1)安装内侧1组双索的张拉工装反力架和千斤顶,张拉内侧1组双索,控制千斤顶油泵值至其设计索力值的20%;(2)安装外侧1组双索的张拉工装反力架和千斤顶,张拉外侧1组双索,控制千斤顶油泵值至其设计索力值的20%;(3)安装内侧2组双索的张拉工装反力架和千斤顶,张拉内侧2组双索,控制千斤顶油泵值至其设计索力值的20%;(4)安装外侧2组双索的张拉工装反力架和千斤顶,张拉外侧2组双索,控制千斤顶油泵值至其设计索力值的20%;(5)重复步骤(1)-(4),依次循环张拉内侧1组、外侧1组、内侧2组、外侧2组至相应设计索力值的40%、60%、80%、100%,直至使全部双索的千斤顶油泵值提升至其设计索力,完成张拉。通过上述分级循环张拉,能够减小与双索相连劲性支承柱的不平衡剪力,便于逐级控制索拉力,提高索张拉工序和在施结构整体的安全性。
以上仅为本发明的实施方式,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构,直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理在本发明的专利保护范围之内。

Claims (1)

1.一种大跨度斜拉索吊挂多层钢框架的吊装施工工艺,其特征在于,包括下述步骤:
S1、支承柱施工:安装基础的劲性支承柱,绑扎并浇筑劲性支承柱之间的剪力墙;
S2、核心区框架安装:安装多层延伸的劲性支承柱及位于劲性支承柱内侧的框架,包括其框架柱和框架梁,并在框架的底部安装临时支撑,框架与劲性支承柱的转换节点为铰接;
S3、屋面框梁安装:安装最上方的屋面框梁;
S4、扩展区框架安装:安装多层位于劲性支承柱外侧的框架,包括其框架柱和框架梁,并在框架的底部安装临时支撑,框架与劲性支承柱的转换节点为铰接;
S5、安装并张拉斜拉索:采用斜拉索连接所述劲性支承柱和框架,在斜拉索上安装张拉工装反力架和千斤顶,分级循环对称张拉斜拉索至设计索力;按照20%→40%→60%→80%→100%对张拉力分级,并对斜拉索进行对称分组,逐级张拉斜拉索至设计索力;所述斜拉索包括双索,所述双索设有可调端和固定端;所述可调端包括可调锚杯,所述可调锚杯通过螺杆与可调索头相连,所述可调索头通过可调端销轴与劲性支承柱相连;所述固定端包括固定锚杯,所述固定锚杯与固定索头相连,所述固定索头通过固定端销轴与框架相连;所述斜拉索的具体安装方法为:先将所述斜拉索的固定端销轴插入最上层框架梁上预留的下节点耳板孔内,再将斜拉索的可调端销轴插入劲性支承柱顶部预留的上节点耳板孔内;所述斜拉索的具体张拉方法为:张拉前,先将张拉工装反力架和千斤顶安装在所述可调索头和可调锚杯处,张拉时,通过调整千斤顶油泵值,将千斤顶的顶推力通过张拉工装反力架转换为双索张拉力,逐步张拉至要求设计索力;
S6、围护结构施工:拆除临时支撑,浇筑钢筋桁架楼承板,框架与劲性支承柱的转换节点转变为刚接,完成围护结构施工。
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