CN114790757A - 一种盖挖逆作v柱结构及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种V柱结构的施工方法，依次开挖架设顶板、中板和底板，并在顶板中部下方垂直设置两根或两根以上的临时钢管柱，在顶板指定位置安装顶部节点柱，在中板指定位置安装中部节点柱，在底板指定位置安装定位支座；采用吊车将中间柱分别吊至指定位置，通过截面对位后焊接固定，并在浇筑模板内浇筑混凝土，拆除浇筑模板获得V柱；拆除临时钢管柱，使顶板荷载转移至V柱上。本申请的V柱在顶板、中板处的节点需要在板施工过程中预埋安装，以保证节点与各层板的整体性，提高抗震能力；本申请顶部节点柱与中部节点柱、底部节点柱施工完成后，采用吊车吊装中间柱，最后将中间柱与各节点柱对位焊接后，施工V柱外包钢筋和混凝土。

Description

一种盖挖逆作V柱结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及建筑施工领域，具体涉及一种盖挖逆作V柱结构及其施工方法。
背景技术
现有进入21世纪以来，随着我国城市化进程不断加快，城市人口规模迅猛增加，交通拥堵成为大中型城市日常生活的常态，建设城市轨道交通成为最有效的解决方案。而随着越来越多的建筑向着结构复杂多变，功能多种多样的方向发展，普通的建筑结构体系已然不能够满足现代城市轨道交通建筑的发展需求。型钢混凝土组合结构综合了钢和混凝土的双重优势，具有刚度大，承载力高，抗震性能良好等优点，其越来越广泛的被应用到建筑结构上。
当地下工程需要穿越交通枢纽工程施做时，一般由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工。主体结构可以顺作，也可以逆作，故该施工方法称为盖挖逆作法。盖挖逆作法对结构的水平位移小，安全系数高，对地面的影响小，只在短时间内封锁地面交通，施工受外界气候的影响小。但是，盖板上不允许留下过多的竖井，后续开挖土方需要水平运输，出土不方便，施工空间较小，施工速度慢，工期长，费用较高。
现有部分地下建筑会采用V型支撑柱进行支撑，例如 CN202111502056.3《一种地下基坑V型柱及其施工方法》。但是采用盖挖逆作法时为了尽量减少对交通枢纽的影响，仅预留部分竖井，操作十分空间有限；同时部分V型支撑柱需要穿过中板进行安装，故施工时很难将整根超长的钢制斜柱进行吊装。故在盖挖逆作法中，V型大直径型钢混凝土斜柱的安装是一个亟待解决的技术难题。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种能分段定位施工的盖挖逆作 V柱结构及其施工方法。
为实现该技术目的，本发明的方案是：一种盖挖逆作贯穿式V柱结构，由定位支座、钢制斜柱和浇铸在钢制斜柱外侧的混凝土组合而成，所述钢制斜柱呈V字形固定安装在定位支座上，所述混凝土通过模板浇筑在钢制斜柱外侧；
所述钢制斜柱包括顶部节点柱、底部节点柱、至少两根中间柱和至少一根中部节点柱组合而成，所述顶部节点柱与中部节点柱之间通过中间柱焊接在一起，所述底部节点柱与中部节点柱之间也通过中间柱焊接在一起，所述顶部节点柱上端焊接在建筑物的顶板上，所述底部节点柱下端焊接在定位支座上；
当中部节点柱大于等于两根时，相邻的中部节点柱也通过中间柱焊接在一起。
作为优选，所述定位支座包括基板、支撑柱和支撑板，所述支撑板通过支撑柱安装在基板上，所述底部节点柱下端焊接在支撑板上，所述基板上的支撑柱之间设置有千斤顶安装位，通过千斤顶能够在 1.3°至13°范围内调节支撑板的倾斜角度。
一种贯穿式V柱结构的施工方法，具体步骤如下：
依次开挖架设顶板、中板和底板，并在顶板中部下方垂直设置两根或两根以上的临时钢管柱，在顶板指定位置安装顶部节点柱，在中板指定位置安装中部节点柱，在底板指定位置安装定位支座；
采用吊车将中间柱分别吊至顶部节点柱与中部节点柱之间、底部节点柱与中部节点柱之间、和或相邻的中部节点柱之间，通过截面对位后焊接固定，绑扎搭设浇筑模板，并在浇筑模板内浇筑混凝土，待混凝土固结后，拆除浇筑模板获得V柱；
拆除临时钢管柱，使顶板荷载转移至V柱上，完成V柱的施工。
作为优选，开挖施工至指定位置后架设顶板，在顶板指定位置分别安装定位套板、定位钢板和型钢底座，并在型钢底座外侧搭设矮支架；
将顶部节点柱吊放至顶板的指定安装位置，利用定位套板临时固定于顶板位置，并让顶部节点柱与型钢底座对位，调整顶部节点柱与顶板的位置，在对位准确后，将顶部节点柱与型钢底座进行临时点焊固定，顶部节点柱与顶板焊接固定后搭设顶板钢筋，浇筑顶板；最后拆除矮支架及型钢底座；
继续开挖施工至指定位置后架设中板，在中板指定位置分别安装定位套板、定位钢板和型钢底座，并在型钢底座外侧搭设矮支架；
将中部节点柱吊放至中板的指定安装位置，利用定位套板临时固定于中板位置，并让中部节点柱与型钢底座对位，调整中部节点柱与中板的位置，在对位准确后，将中部节点柱与型钢底座进行临时点焊固定，中部节点柱与中板焊接固定后搭设中板钢筋，浇筑中板；最后拆除矮支架及型钢底座；
作为优选，向下开挖施工至设计标高，施工底板，在底板上安装能微调角度的定位支座；
调整定位支座上四个角的千斤顶，微调底部节点柱的角度，满足设计要求后，将低部节点柱的下端与定位支座满焊固定，拆下千斤顶。
作为优选，底部节点柱与定位支座之间满焊固定后，在底部节点柱采用临时斜柱支撑，用于保证底部节点柱的稳定。
本发明的有益效果，本申请的V柱在顶板、中板处的节点需要在板施工过程中预埋安装，以保证节点与各层板的整体性，提高抗震能力；本申请顶部节点柱与中部节点柱、底部节点柱施工完成后，采用吊车吊装中间柱，最后将中间柱与各节点柱对位焊接后，施工V柱外包钢筋和混凝土。V柱混凝土固结完成后，拆除临时钢管柱，将结构荷载转换至永久V柱，实现盖挖逆作结构永临受力体系转换，完成V 柱的施工；本申请的方法施工效率高，在狭窄空间区域也能进行高效快速施工。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明步骤S1-S5施工状态参考图；
图3为本发明步骤S2的状态参考图；
图4为本发明步骤S4的状态参考图；
图5为本发明的定位支座的结构示意图；
图6为本发明的剖视图；
图7为本发明步骤S6施工状态参考图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。为了对技术方案进行清楚、完整地描述，故选以下实施例进行说明；以下实施例为本发明一部分实施例；基于本申请，在没有做出创造性劳动前提下所获取的其他实施例，均属本发明保护的范围。
在以下实施例中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、内”、“外”、“顶/底”等方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于清楚描述本实施例，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，故不能理解为对本申请的限制。
如图1-7所示，本发明所述的具体实施例为一种盖挖逆作贯穿式 V柱结构，由定位支座1、钢制斜柱2和浇铸在钢制斜柱外侧的混凝土3组合而成，所述钢制斜柱2呈V字形固定安装在定位支座1上，所述混凝土3通过模板浇筑在钢制斜柱2外侧；钢制斜柱2在安装前，顶板4中部下方垂直设置两根或两根以上的临时钢管柱6。
所述钢制斜柱2包括顶部节点柱201、底部节点柱202、至少两根中间柱203和至少一根中部节点柱204组合而成，所述顶部节点柱 201与中部节点柱204之间通过中间柱203焊接在一起，所述底部节点柱202与中部节点柱204之间也通过中间柱203焊接在一起，所述顶部节点柱201上端焊接在建筑物的顶板4上，所述底部节点柱202 下端焊接在定位支座1上；当中部节点柱204大于等于两根时，相邻的中部节点柱204也通过中间柱203焊接在一起。中板11和顶板4 在安装顶部节点柱201和中部节点柱204前，在指定位置分别安装矮支架12、定位套板7、定位钢板8和型钢底座9；定位支座1安装在底板10上。
定位支座1包括基板101、支撑柱102和支撑板103，所述支撑板103通过支撑柱102安装在基板101上，所述底部节点柱202下端焊接在支撑板103上，所述基板101上的支撑柱102之间设置有千斤顶安装位，通过千斤顶5能够在1.3°至13°范围内调节支撑板103 的倾斜角度。
一种贯穿式V柱结构的施工方法，具体步骤如下：
依次开挖架设顶板、中板和底板，并在顶板中部下方垂直设置两根或两根以上的临时钢管柱，在顶板指定位置安装顶部节点柱，在中板指定位置安装中部节点柱，在底板指定位置安装定位支座；
采用吊车将中间柱分别吊至顶部节点柱与中部节点柱之间、底部节点柱与中部节点柱之间、和或相邻的中部节点柱之间，通过截面对位后焊接固定，绑扎搭设浇筑模板，并在浇筑模板内浇筑混凝土，待混凝土固结后，拆除浇筑模板获得V柱；
拆除临时钢管柱，使顶板荷载转移至V柱上，完成V柱的施工。
开挖施工至指定位置后架设顶板，在顶板指定位置分别安装定位套板、定位钢板和型钢底座，并在型钢底座外侧搭设矮支架；
将顶部节点柱吊放至顶板的指定安装位置，利用定位套板临时固定于顶板位置，并让顶部节点柱与型钢底座对位，调整顶部节点柱与顶板的位置，在对位准确后，将顶部节点柱与型钢底座进行临时点焊固定，顶部节点柱与顶板焊接固定后搭设顶板钢筋，浇筑顶板；最后拆除矮支架及型钢底座；
继续开挖施工至指定位置后架设中板，在中板指定位置分别安装定位套板、定位钢板和型钢底座，并在型钢底座外侧搭设矮支架；
将中部节点柱吊放至中板的指定安装位置，利用定位套板临时固定于中板位置，并让中部节点柱与型钢底座对位，调整中部节点柱与中板的位置，在对位准确后，将中部节点柱与型钢底座进行临时点焊固定，中部节点柱与中板焊接固定后搭设中板钢筋，浇筑中板；最后拆除矮支架及型钢底座；
向下开挖施工至设计标高，施工底板，在底板上安装能微调角度的定位支座；
调整定位支座上四个角的千斤顶，微调底部节点柱的角度，满足设计要求后，将低部节点柱的下端与定位支座满焊固定，拆下千斤顶。
底部节点柱与定位支座之间满焊固定后，在底部节点柱采用临时斜柱支撑，用于保证底部节点柱的稳定。
实施例1
S1、开挖施工至顶板以下1m后，铺设垫层，同时垫层处施工加强混凝土基础，并预埋定位钢板；采用矮支架法搭设矮支架，预留顶部节点柱安装空间；
S2、于预埋定位钢板上方安装型钢底座，型钢底座的位置及角度按照V柱的设计要求调整好，型钢底座截面与顶部节点柱的截面一致；
S3、顶部节点柱吊放至安装位置，利用定位钢板上的定位套板临时固定于顶板位置，并与型钢底座对位，调整顶部节点柱侧梁的位置，与顶板中的王字钢结构对位连接，在对位准确后，与型钢底座进行临时点焊固定；顶部节点柱侧梁分别与顶板中的王字钢焊接固定，搭设顶板钢筋，浇筑顶板；拆除矮支架及型钢底座；
S4、继续开挖至中板以下1m，重复上述步骤S1-S3完成中部节点柱的定位安装；
S5、继续开挖施工至设计标高，施工底板；安装可微调角度的定位支座；将下部节点柱放置于定位支座上方，并点焊临时固定，调整定位支座四个角的千斤顶，微调中部节点柱的角度，满足设计要求后，将低部节点柱的下端与定位支座满焊固定，拆下千斤顶；中部节点柱与定位支座之间满焊固定，并在下部节点柱一侧采用临时斜柱支撑，保证下部节点的稳定；
S6、采用吊车将中间柱吊至顶部节点柱、中部节点柱、底部节点柱之间，通过截面对位后焊接固定，绑扎钢筋，搭设浇筑模板，并浇筑混凝土；混凝土固结后，拆除临时钢管柱，使顶板荷载转移至V柱上，完成V柱的施工。
本申请的V柱结构采用盖挖逆作法施工，临时钢管桩、抗拔桩施工完成后，采用矮支架法施工结构顶板，并同步施工大倾角永久V柱的顶部节点柱，然后恢复地面交通，继续开挖至基底，同步施工结构底板及中部节点柱、底部节点柱。由于采用盖挖逆作方法施工，本申请的V柱在顶板、中板处的节点需要在板施工过程中预埋安装，以保证节点与各层板的整体性，提高抗震能力。本申请顶部节点柱与中部节点柱、底部节点柱施工完成后，采用吊车吊装中间柱，最后将中间柱与各节点柱对位焊接后，施工V柱外包钢筋和混凝土。V柱混凝土固结完成后，拆除临时钢管柱，将结构荷载转换至永久V柱，实现盖挖逆作结构永临受力体系转换，完成V柱的施工。V柱采用十字型钢柱，施工主要分为上部节点、下部节点以及中间柱段的施工，施工效率高，在狭窄空间区域也能进行高效快速施工。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种盖挖逆作贯穿式V柱结构，其特征在于：由定位支座、钢制斜柱和浇铸在钢制斜柱外侧的混凝土组合而成，所述钢制斜柱呈V字形固定安装在定位支座上，所述混凝土通过模板浇筑在钢制斜柱外侧；
所述钢制斜柱包括顶部节点柱、底部节点柱、至少两根中间柱和至少一根中部节点柱组合而成，所述顶部节点柱与中部节点柱之间通过中间柱焊接在一起，所述底部节点柱与中部节点柱之间也通过中间柱焊接在一起，所述顶部节点柱上端焊接在建筑物的顶板上，所述底部节点柱下端焊接在定位支座上；
当中部节点柱大于等于两根时，相邻的中部节点柱也通过中间柱焊接在一起。
2.根据权利要求1所述的盖挖逆作贯穿式V柱结构，其特征在于：所述定位支座包括基板、支撑柱和支撑板，所述支撑板通过支撑柱安装在基板上，所述底部节点柱下端焊接在支撑板上，所述基板上的支撑柱之间设置有千斤顶安装位，通过千斤顶能够在1.3°至13°范围内调节支撑板的倾斜角度。
3.一种贯穿式V柱结构的施工方法，其特征在于：具体步骤如下：
依次开挖架设顶板、中板和底板，并在顶板中部下方垂直设置两根或两根以上的临时钢管柱，在顶板指定位置安装顶部节点柱，在中板指定位置安装中部节点柱，在底板指定位置安装定位支座；
采用吊车将中间柱分别吊至顶部节点柱与中部节点柱之间、底部节点柱与中部节点柱之间、和或相邻的中部节点柱之间，通过截面对位后焊接固定，绑扎搭设浇筑模板，并在浇筑模板内浇筑混凝土，待混凝土固结后，拆除浇筑模板获得V柱；
拆除临时钢管柱，使顶板荷载转移至V柱上，完成V柱的施工。
4.根据权利要求3所述的贯穿式V柱结构的施工方法，其特征在于：开挖施工至指定位置后架设顶板，在顶板指定位置分别安装定位套板、定位钢板和型钢底座，并在型钢底座外侧搭设矮支架；
将顶部节点柱吊放至顶板的指定安装位置，利用定位套板临时固定于顶板位置，并让顶部节点柱与型钢底座对位，调整顶部节点柱与顶板的位置，在对位准确后，将顶部节点柱与型钢底座进行临时点焊固定，顶部节点柱与顶板焊接固定后搭设顶板钢筋，浇筑顶板；最后拆除矮支架及型钢底座；
继续开挖施工至指定位置后架设中板，在中板指定位置分别安装定位套板、定位钢板和型钢底座，并在型钢底座外侧搭设矮支架；
将中部节点柱吊放至中板的指定安装位置，利用定位套板临时固定于中板位置，并让中部节点柱与型钢底座对位，调整中部节点柱与中板的位置，在对位准确后，将中部节点柱与型钢底座进行临时点焊固定，中部节点柱与中板焊接固定后搭设中板钢筋，浇筑中板；最后拆除矮支架及型钢底座。
5.根据权利要求4所述的贯穿式V柱结构的施工方法，其特征在于：向下开挖施工至设计标高，施工底板，在底板上安装能微调角度的定位支座；
调整定位支座上四个角的千斤顶，微调底部节点柱的角度，满足设计要求后，将低部节点柱的下端与定位支座满焊固定，拆下千斤顶。
6.根据权利要求3所述的贯穿式V柱结构的施工方法，其特征在于：底部节点柱与定位支座之间满焊固定后，在底部节点柱采用临时斜柱支撑，用于保证底部节点柱的稳定。
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