CN114991450B - 预应力反拉软平台及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑施工脚手架技术领域，特别是涉及一种预应力反拉软平台设置到建筑物天井的顶部用于对穹顶进行辅助施工，所述软平台包括呈网状固定在建筑物顶部天井位置的平台钢索和铺设在平台钢索上的封闭面；所述平台钢索包括位于下方的主钢索和搭在主钢索上的网状的副钢索，所述主钢索中部连接反拉钢索，反拉钢索顶部固定到穹顶上。反拉钢索一方面对抗软平台的下挠，减小软平台的变形。另一方面改变软平台的固有频率，减小软平台的上下振动。

Description

预应力反拉软平台及施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工脚手架技术领域，特别是涉及一种预应力反拉软平台以及对应的软平台反拉施工方法。

背景技术

现代的大型商业广场为了追求更加机制的采光和更为通透的效果，会在建筑的中央设置大范围的中央天井，然后在屋面顶部设置钢结构和玻璃幕墙组合式的穹顶结构。自然光从穹顶的玻璃直接照射在天井内，能达到宽敞明亮的照明采光效果，并且节约室内照明的能耗。

但是这种穹顶对建筑的施工提出了新的挑战。穹顶一般是首先施工主钢架，然后在主钢架上设置幕墙结构，而幕墙结构的施工一般需要在下方向上仰视施工。而幕墙的下方正好是建筑的天井，穹顶是整个建筑与地面距离最大的位置。而且穹顶部位也很难使用吊篮等辅助设备来承载作业人员，还是需要在穹顶下方设置稳定的脚手架系统。

在传统技术中会直接在地面上直接搭设脚手架一直到穹顶的施工位置，这样就需要很多的大量的脚手架材料，对物料系统的周转提出了很高的要求，并且如此大规模的脚手架的安装和拆卸本身也很麻烦。

发明内容

本发明预应力反拉软平台。

解决的技术问题是：软平台在受力时下挠程度难以控制，并且软平台在使用时会发生上下的抖动，平台本身不够稳固。

为解决上述技术问题，本发明预应力反拉软平台，采用如下方案。

一种预应力反拉软平台，设置到建筑物天井的顶部用于对穹顶进行辅助施工，所述软平台包括呈网状固定在建筑物顶部天井位置的平台钢索和铺设在平台钢索上的封闭面；所述平台钢索包括位于下方的主钢索和搭在主钢索上的网状的副钢索，所述主钢索中部连接若干反拉钢索，反拉钢索顶部固定到穹顶上。

优选的，所述反拉钢索具有拉伸预应力；所述主钢索具有预起拱度，预起拱度的高度为软平台最大允许下挠度的1/5-1/2。

优选的，所述反拉钢索的顶部固定在穹顶的主钢架上；反拉钢索的长度可调。

优选的，主钢架的垂直投影与主钢索的交叉点处设置反拉钢索，所述反拉钢索竖直设置。

优选的，所述软平台还包括长度可调节的斜拉索，斜拉索底部固定在下拉结点上，斜拉索顶部连接在主钢架上；所述反拉钢索顶部与主钢架连接处为上拉结点，底部与主钢索连接位置为下拉结点；反拉钢索的下拉结点上连接多个斜拉索，且多个斜拉索环绕该反拉钢索设置。

优选的，所述主钢索包括多根，多根主钢索之间相互交叉；所述反拉钢索底部连接在主钢索直接的交叉点处，并同时连接该交叉点处的所有主钢索；反拉钢索的上拉结点处连接若干斜拉索，斜拉索的底部连接到与该反拉钢索相邻的反拉钢索的下拉结点处。

优选的，所述主钢索两端固定在建筑主体的反坎梁上，副钢索固定在建筑主体的泛水反坎上。

优选的，所述反拉软平台上设置下挠观测系统，包括垂设在主钢架顶部的标尺，在软平台中心设置指示器指向标尺；建筑主体的屋面处设置观测设备读取标尺的位移量。

本发明一种预应力反拉软平台与现有技术相比，具有如下有益效果：

商业综合体的天井一般比较大，在使用软平台的方式辅助施工时，软平台由于跨度大，软平台的下挠度就会比较大。而且在大跨度的软平台本身也会发生特定频率的上下晃动，这种晃动一般不会导致软平台损坏或者设备倾覆，但是却容易导致软平台上的人员站立不稳，尤其是在软平台上在搭设脚手架的情况下。脚手架会放大振动的幅度，脚手架上的人员能感受到明显的摇摆，影响作业人员正常作业，还会造成安全隐患。

本发明针对天井顶部辅助穹顶施工的软平台做出了特应性的改进，让软平台的下挠的到控制的同时尽可能的消除软平台的振动。

具体地穹顶的施工时首先进行主钢架的安装，主钢架一般采用吊装的方式直接安装到位，然后在进行幕墙、排水、机电照明等等系统的安装。在设置软平台时，穹顶的主钢架就是软平台顶部的连接基础，因此，在软平台和主钢架之间反拉钢索，从软平台的平台钢索中部拉住软平台，一方面反拉钢索直接从中部向上牵拉软平台，可以有效的减小软平台受力时的下挠，另一方面在施加了反拉钢索的牵拉之后，软平台本身的振动过程就不再完整，上下振动是需要反拉钢索同步伸长和收缩，而反拉钢索本身的变形量要远远小于软平台的振动幅度，这样整个软平台系统原有的固有频率被破坏，新的固有频率他的振动频率更高但是振幅大幅度的减小，高频小振幅的振动对施工人员的影响就会大大减少。

同时将平台钢索分成主钢索和副钢索，主钢索与反拉钢索连接，是软平台系统受力集中的部位。副钢索搭在主钢索上，主要起到形成密集的网状结构用来安装封闭面的作用。

另一方面，本发明还提出了一种针对上述预应力反拉软平台的一种预应力反拉软平台施工方法。

包括以下步骤，

1）穹顶主钢架在施工场地内拼装完成，然后吊装到建筑顶部预定位置；

2）安装主钢索；

3）安装副钢索，并将副钢索编制成网状；

4）安装反拉钢索；

5）在副钢索上铺设封闭面

6）收紧反拉钢索对反拉钢索施加预应力，拉动主钢索向上起拱。

优选的，在步骤6）收紧反拉钢索时，多个反拉钢索应该同步收紧，或者将反拉刚做收紧过程分成多轮进行，所有反拉钢索全部完成该轮的收紧作业后，再进行下一轮反拉钢索收紧作业，直到主钢索起拱到位；

进一步优选的，当存在斜拉索时：在步骤6）主钢索起拱到预定位置后牵拉斜拉索，斜拉索处于拉直且未绷紧的状态。

本发明一种预应力反拉软平台施工方法与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明的施工方法，主要是为了配合前文提到的预应力反拉软平台的安装，所做的相应施工步骤。本方法中，首先就是把穹顶的拼装完成并且吊装就位，这样后续软平台的搭设过程中才能正常的设置反拉钢索。等到软平台完成之后，在利用软平台作为施工基础，对穹顶的后续部分进行施工。

在平台钢索上设置封闭面是需要尽可能的保证平台钢索水平。因此这里封闭面的施工要在反拉施加预应力，主钢索起拱之前完成，当主钢索起拱后主钢索会连带整个平台钢索起拱，产生上供的弧面。同理封闭面要在反拉钢索设置完成之后进行，由于封闭面材料本身较重，加之平台钢索本身的自重。平台钢索本身就会产生一定的下挠。反拉钢索刚好能够对抗平台钢索的下挠，让封闭面在尽可能水平的表面上进行，提高封闭面的设置质量。

附图说明

图1是本发明预应力反拉软平台的剖视图；

图2是图1中A的放大图；

图3是反拉钢索和部分斜拉索的立体图。

附图标记说明：

1-平台钢索，1a-主钢索，1b-副钢索；

2-反拉钢索；

3-斜拉索；

4-标尺；

5-主钢架；

6-反坎梁；

7-泛水反坎。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图1所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

为了解决软平台在受力时下挠程度难以控制，并且软平台在使用时会发生上下的抖动，平台本身不够稳固的问题，本发明，结合天井穹顶的施工工况，提出了一种预应力反拉软平台如图1到图3中所示的，

一种预应力反拉软平台，设置到建筑物天井的顶部用于对穹顶进行辅助施工，所述软平台包括呈网状固定在建筑物顶部天井位置的平台钢索1和铺设在平台钢索1上的封闭面；所述平台钢索1包括位于下方的主钢索1a和搭在主钢索1a上的网状的副钢索1b，所述主钢索1a中部连接反拉钢索2，反拉钢索2顶部固定到穹顶上。

本发明将平台钢索1分成了主钢索1a和副钢索1b，或者也可以理解成在普通的网状的软平台钢索的底部加设主钢索1a。主钢索1a是主要受力位置，因此主钢索1a也需要更大的抗拉强度。副钢索1b的设置与现有技术中的软平台钢索1区别不大，副钢索1b的两端与建筑物的主体结构固定，并且副钢索1b相互编制成网，一方面分散受力，另一方面有助于副钢索1b维持自身的形状。

反拉钢索2的顶部也就是上拉结点可拆卸固定在穹顶的主钢架5上的，在施工完成之后，需要重新将反拉钢索2拆卸下来。反拉钢索2的底部也就是下拉结点通过锁扣等连接件与主钢索1a可拆卸固定。当封闭面上设置好施工用的机械设备和施工人员后，应力主要通过反拉钢索2传导到穹顶的钢主梁上。并且由于软平台本身就比较高，软平台与穹顶的距离不会特别远，一般不会超过5m-10m，因此反拉钢索2的形变量有限。可以大大的减小软平台的下挠。并且在设置反拉钢索2之后，软平台如果要上下运动，就需要拉伸反拉钢索2。就会大大的减小软平台的振动幅度。

虽然设置了反拉钢索2，但是反拉钢索2只能在主钢索1a的中间特定的点拉住主钢索1a，而反拉钢索2之间的主钢索1a，以及两端的主钢索1a依旧会发生下挠，只是下挠被分割成了多段，并且每段的下挠度更小而已。为了更加有效的对抗下挠，因此所述反拉钢索2具有拉伸预应力；所述主钢索1a具有预起拱度，预起拱度的高度为软平台最大允许下挠度的1/5-1/2。具体起拱度可以通过实际的施工情况进行计算校核得出，或者通过仿真分析得出。

所述反拉钢索2的顶部固定在穹顶的主钢架5上；反拉钢索2的长度可调。反拉钢索2的长度可调能够便于对钢索施加预应力，只需要缩短反拉钢索2即可。另一方面如图3中所示的，在实际的施工过程中，软平台的下挠度并不一定能够和计算值保持一致，如果软平台上增减设备后，下挠或者起拱度发生改变超过设定值，还可以在后续使用中伸长或者缩短反拉钢索2。优选的，反拉钢索2不会仅仅设置一根，多个反拉钢索2之间的预应力如果不均匀，也可以通过调整反拉钢索2的长度进行调节。

主钢索1a作为软平台的主要受力结构，因此优选的主钢索1a要设置多道以便分散受力，并且也可以减少主钢索1a的变形。主钢架5的垂直投影与主钢索1a的交叉点处设置反拉钢索2，所述反拉钢索2竖直设置。多道主钢索1a需要间隔设置，优选的可以设置成如图3中所示的网状结构，或者从天井中心向四周辐射的放射状结构。具体的选用那种结构要根据穹顶的主钢架5的结构来决定。进一步优选的，让部分或者全部的主钢索1a沿着主钢架5在软平台位置的投影分布，这样能够便于设置反拉钢索2，反拉钢索2可以沿着主钢架5的任意位置进行设置。如果是部分主钢索1a沿着主钢架5在软平台位置的投影分布，另外一部分主钢索1a可以填充空余部分。

由于软平台上的设备摆放等问题，会造成部分位置的应力集中。在软平台的实际使用中，就会造成主钢索1a发生漂移，而软平台上又是会有一些设备或者锚固点等等延伸到软平台的底部，主钢索1a发生漂移时，就会对这些设备造成影响。因此如图1和图3中所示的，所述软平台还包括长度可调节的斜拉索3，斜拉索3底部固定在下拉结点上，斜拉索3顶部连接在主钢架5上；同时我们定义，所述反拉钢索2顶部与主钢架5连接处为上拉结点，底部与主钢索1a连接位置为下拉结点。反拉钢索2的下拉结点上连接多个斜拉索3，且多个斜拉索3环绕该反拉钢索2设置。这样一方面有斜拉索3的存在客观上限制了主钢索1a的漂移移动，另一方面如果主钢索1a还是发生了漂移，就可以通过拉伸某跟斜拉索3的方式阻止主钢索1a进一步漂移或者将主钢索1a拉回原位置。同时斜拉索3还可以作为反拉钢索2的备用结构，充当二次保险作用。

如图3中所示的，所述主钢索1a包括多根，多根主钢索1a，主钢索1a之间相互交叉；所述反拉钢索2底部连接在主钢索1a直接的交叉点处，并同时连接该交叉点处的所有主钢索1a；这样一根反拉钢索2可以同时对多个主钢索1a提供反拉支撑，并且反拉钢索2的底部由于同时连接多个相互交叉的主钢索1a，也就在主钢索1a的交叉点位置将主钢索1a相互固定，提高结构稳定性。

反拉钢索2的上拉结点处连接若干斜拉索3，斜拉索3的底部连接到与该反拉钢索2相邻的反拉钢索2的下拉结点处。

由于主钢索1a受力较大，因此所述主钢索1a两端固定在建筑主体的反坎梁6上，优选的，反坎梁6上固定设置金属的安装座，然后将主钢索1a设置到安装座上。同时安装座能够保证在反坎梁6位置过高或者过低时，吧主钢索1a安装到位。优选的安装座预埋设置在建筑主体上。副钢索1b固定在建筑主体的泛水反坎7上。

所述反拉软平台上设置下挠观测系统，包括垂设在主钢架5顶部的标尺4，在软平台中心设置指示器指向标尺4；建筑主体的屋面处设置观测设备读取标尺4沉降量。

在进行穹顶施工的检测过程中，一般以建筑主体为观测基础，在建筑主体上设置观测设备，来监控吊装在穹顶的中心，自然下垂的标尺4，便可得到在反拉钢索2的拉力下，穹顶的主钢架5变形情况。然后软平台上设置指示设备，指向标尺4。结合穹顶本身的位置变化量就可以得到软平台的位移量。具体在平时的使用中，由于穹顶的主钢架5较为坚固，形变量很少。而软平台的变形量相较于穹顶则要大得多。因此可以直接将软平台上指针的读书变化约等于软平台的形变量。

优选的，在软平台上设置多个指示器，指示器可以是激光指示设备，或者是一个固定的金属杆，总之只需要能够指向标尺4读出读数即可。如果多个不同位置的指示设备不便于指向同一标尺4时，也可以在穹顶上垂设多个标尺4，与指示设备一一对应。其中得到观测设备则是土木施工中的常用设备，例如水准仪。

本发明还提出了一种配套的一种预应力反拉软平台施工方法：

包括以下步骤，

1）穹顶的主钢架5在施工场地内拼装完成，然后吊装到建筑顶部预定位置；

2）安装主钢索1a；

3）安装副钢索1b，并将副钢索1b编制成网状；

4）安装反拉钢索2；

5）在副钢索1b上铺设封闭面

6）收紧反拉钢索2对反拉钢索2施加预应力，拉动主钢索1a向上起拱。

本发明的施工方法，主要是为了配合前文提到的预应力反拉软平台的安装，所做的相应施工步骤。本方法中，首先就是把穹顶的拼装完成并且吊装就位，这样后续软平台的搭设过程中才能正常的设置反拉钢索2。等到软平台完成之后，在利用软平台作为施工基础，对穹顶的后续部分进行施工。

在平台钢索1上设置封闭面是需要尽可能的保证平台钢索1水平。因此这里封闭面的施工要在反拉施加预应力，主钢索1a起拱之前完成，当主钢索1a起拱后主钢索1a会连带整个平台钢索1起拱，产生中部向上拱起的弧面。同理封闭面要在反拉钢索2设置完成之后进行，由于封闭面材料本身较重，加之平台钢索1本身的自重。平台钢索1本身就会产生一定的下挠。反拉钢索2刚好能够对抗平台钢索1的下挠，让封闭面在尽可能水平的表面上进行，提高封闭面的设置质量。 其中步骤4和步骤3的施工顺序可以对调。

在步骤6）收紧反拉钢索2时，多个反拉钢索2应该同步收紧，或者将反拉刚做收紧过程分成多轮进行，所有反拉钢索2全部完成该轮的收紧作业后，再进行下一轮反拉钢索2收紧作业，直到主钢索1a起拱到位。

当存在斜拉索3时：在步骤6）主钢索1a起拱到预定位置后牵拉斜拉索3，斜拉索3处于拉直且未绷紧的状态。

优选的在步骤6）之前，设置好下挠检测系统，在进行步骤6）是，不同反拉钢索2的底部高度进行监控，保证提升高度统一，所有的反拉刚做下拉结点同步逼近设计位置。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种预应力反拉软平台，其设置到建筑物天井的顶部用于对穹顶进行辅助施工，其特征在于，所述软平台包括呈网状固定在建筑物顶部天井位置的平台钢索（1）和铺设在平台钢索（1）上的封闭面；所述平台钢索（1）包括位于下方的主钢索（1a）和搭在主钢索（1a）上的副钢索（1b），所述主钢索（1a）中部连接若干反拉钢索（2），所述反拉钢索（2）顶部固定到穹顶上；所述反拉钢索（2）顶部与穹顶的连接处为上拉结点，底部与主钢索（1a）连接位置为下拉结点；所述软平台还包括长度可调节的斜拉索（3），斜拉索（3）底部固定在下拉结点上，斜拉索（3）顶部连接在主钢架（5）上；

所述反拉钢索（2）具有拉伸预应力；所述主钢索（1a）具有预起拱度。

2.根据权利要求1所述的一种预应力反拉软平台，其特征在于，预起拱度的高度为软平台最大允许下挠度的1/5-1/2。

3.根据权利要求2所述的一种预应力反拉软平台，其特征在于，所述反拉钢索（2）的顶部固定在穹顶的主钢架（5）上；反拉钢索（2）的长度可调。

4.根据权利要求1所述的一种预应力反拉软平台，其特征在于，主钢架（5）的垂直投影与主钢索（1a）的交叉点处设置反拉钢索（2），所述反拉钢索（2）竖直设置。

5.根据权利要求1所述的一种预应力反拉软平台，其特征在于，反拉钢索（2）的下拉结点上连接多个斜拉索（3），且多个斜拉索（3）环绕该反拉钢索（2）设置。

6.根据权利要求5所述的一种预应力反拉软平台，其特征在于，所述主钢索（1a）包括多根，多根主钢索（1a）之间相互交叉；所述反拉钢索（2）底部连接在主钢索（1a）直接的交叉点处，并同时连接该交叉点处的所有主钢索（1a）；

反拉钢索（2）的上拉结点处连接若干斜拉索（3），斜拉索（3）的底部连接到与该反拉钢索（2）相邻的反拉钢索（2）的下拉结点处。

7.根据权利要求1所述的一种预应力反拉软平台，其特征在于，所述主钢索（1a）两端固定在建筑主体的反坎梁（6）上，副钢索（1b）固定在建筑主体的泛水反坎（7）上。

8.根据权利要求1所述的一种预应力反拉软平台，其特征在于，所述反拉软平台上设置下挠观测系统，包括垂设在主钢架（5）顶部的标尺（4），在软平台中心设置指示器指向标尺（4）；

建筑主体的屋面处设置观测设备读取标尺（4）的位移量。

9.一种预应力反拉软平台施工方法，用于对权利要求1至7中任意一项所述的预应力反拉软平台进行施工；其特征在于，包括以下步骤，

1）穹顶的主钢架（5）在施工场地内拼装完成，然后吊装到建筑顶部预定位置；

2）安装主钢索（1a）；

3）安装副钢索（1b），并将副钢索（1b）编制成网状；

4）安装反拉钢索（2）；

5）在副钢索（1b）上铺设封闭面；

6）收紧反拉钢索（2）对反拉钢索（2）施加预应力，拉动主钢索（1a）向上起拱。

10.根据权利要求9所述的一种预应力反拉软平台施工方法，其特征在于，在步骤6）收紧反拉钢索（2）时，多个反拉钢索（2）应该同步收紧，或者将反拉刚做收紧过程分成多轮进行，所有反拉钢索（2）全部完成该轮的收紧作业后，再进行下一轮反拉钢索（2）收紧作业，直到主钢索（1a）起拱到位；

当存在斜拉索（3）时：

在步骤6）主钢索（1a）起拱到预定位置后牵拉斜拉索（3），斜拉索（3）处于拉直且未绷紧的状态。

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