CN115030522B - 一种大型钢结构的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑施工技术领域,公开一种大型钢结构的施工方法,先在施工现场以外的第一区域拼装大型钢结构,再利用第一平移装置将大型钢结构转移至运输装置上,通过运输装置将其运输至施工现场。然后利用第一平移装置将大型钢结构转移至下部基础的预设安装位置,最后将大型钢结构与下部基础固定连接。本发明通过异地拼装大型钢结构的方法,可实现大型钢结构拼装和下部基础施工同步进行,能够加快施工进度,缩短施工周期。对于施工空间有限或比较偏僻的地区,异地拼装有效减少了施工现场构件单元吊装及焊接等工序,施工安全性和施工效率均提高。此外,通过第一平移装置转移大型钢结构,无需在施工现场配置重型起重机,节省了施工成本。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域,尤其涉及一种大型钢结构的施工方法。
背景技术
在大型工业厂房(如垃圾焚烧处理车间等)以及其他需要大空间的建筑中,往往采用大型钢结构作为建筑承重结构,这类结构构件尺度大、重量重、安装高度高,其立柱高度和横梁跨度通常可达数十米,单根构件整体重量可达上百吨甚至数百吨。
传统的施工方法是在钢结构加工厂完成散件加工,再在施工现场地面拼装成构件单元,或直接在加工厂加工成吊装单元再运输至施工现场,然后采用重型起重机将构件单元吊装就位,由于构件单元重量很大,往往需要配置数百吨甚至千吨级起重机,施工成本高。并且,构件单元的吊装需要在下部基础施工完成后才能进行,导致施工工期相对较长。
此外,若大型厂房需要建造在岛屿等施工条件比较艰苦、恶劣的地方时,传统的钢结构安装方法不易实现,且存在较大的施工风险。
发明内容
基于以上问题,本发明的目的在于提供一种大型钢结构的施工方法,其不受地域空间限制,钢结构的搭建可与厂房下部基础施工同时进行,能够加快施工进度,缩短施工周期。
为达上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种大型钢结构的施工方法,包括:
S1、于第一区域拼装大型钢结构,所述大型钢结构包括立柱和横梁;
S2、通过第一平移装置将拼装后的所述大型钢结构转移至运输装置上;
S3、通过所述运输装置将所述大型钢结构运输至第二区域,厂房的下部基础位于所述第二区域内;
S4、通过所述第一平移装置将所述大型钢结构从所述运输装置上转移至所述下部基础的预设安装位置处;
S5、撤去所述第一平移装置,并将所述立柱与所述下部基础固定连接。
作为本发明的大型钢结构的施工方法的优选方案,在步骤S1中,所述大型钢结构包括多个所述立柱和多个所述横梁,通过吊装设备将多个所述立柱和多个所述横梁拼装形成所述大型钢结构。
作为本发明的大型钢结构的施工方法的优选方案,多个所述立柱包括内侧立柱和外侧立柱,所述内侧立柱的顶端与所述横梁固定连接,所述内侧立柱的底端连接所述第一平移装置,所述外侧立柱与所述横梁可拆卸连接。
作为本发明的大型钢结构的施工方法的优选方案,所述第一平移装置上设置有第一升降机构,所述第一升降机构用于调节所述内侧立柱底端相对地面的高度。
作为本发明的大型钢结构的施工方法的优选方案,所述外侧立柱远离所述横梁的一端连接有第二平移装置,所述第二平移装置能够带动所述外侧立柱移动,以将所述外侧立柱移动至所述下部基础的预设安装位置。
作为本发明的大型钢结构的施工方法的优选方案,所述第二平移装置上设置有第二升降机构,所述第二升降机构用于调节所述外侧立柱底端相对地面的高度。
作为本发明的大型钢结构的施工方法的优选方案,所述横梁远离所述内侧立柱的一端向外悬伸,所述横梁的顶部设置有张拉装置,所述横梁的悬伸端通过所述张拉装置固定。
作为本发明的大型钢结构的施工方法的优选方案,所述张拉装置包括竖梁以及分设于所述竖梁相对两侧的第一拉杆和第二拉杆,所述竖梁的底端固定于所述横梁上并与所述内侧立柱相对,所述第一拉杆和所述第二拉杆远离所述竖梁的一端均与所述横梁连接。
作为本发明的大型钢结构的施工方法的优选方案,所述运输装置上设置有锁紧件,所述大型钢结构通过所述锁紧件固定于所述运输装置上。
作为本发明的大型钢结构的施工方法的优选方案,所述运输装置为运输船,所述第一平移装置为自行式模块运输车。
本发明的有益效果为:
本发明提供的大型钢结构的施工方法,在施工空间有限或偏僻的地区建设大型厂房时,可先在施工现场以外的第一区域搭建厂房的骨架,即拼装大型钢结构,第一区域可以是具备拼装空间和运输条件的地面。大型钢结构拼装完成后,利用第一平移装置将大型钢结构转移至运输装置上,通过运输装置将大型钢结构运输至第二区域(即施工现场)。然后再利用第一平移装置将拼装好的大型钢结构从运输装置上转移到施工现场下部基础的预设安装位置。最后,撤去第一平移装置,并将大型钢结构的立柱与下部基础固定连接即可搭建好厂房的骨架。相比于现有技术直接在施工现场吊装搭建厂房骨架的施工方法,本发明通过异地拼装大型钢结构的方法,可以实现大型钢结构拼装和厂房下部基础施工同步进行,无需等待下部基础施工完成后再搭建大型钢结构,能够加快施工进度。同时,对于施工空间有限或比较偏僻的地区,异地拼装有效减少了施工现场构件单元吊装及焊接等工序,施工安全性和施工效率均提高。此外,通过第一平移装置转移大型钢结构,无需在施工现场配置重型起重机,节省了施工成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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,还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明具体实施方式提供的大型钢结构的施工方法的流程图;
图2是本发明具体实施方式提供的大型钢结构在第一区域的拼装过程图;
图3是图2的俯视图(隐藏张拉装置);
图4是本发明提供的大型钢结构在内侧立柱上安装第一平移装置后的结构示意图;
图5是图4的俯视图(隐藏张拉装置);
图6是本发明通过第一平移装置将大型钢结构向运输装置转移的过程图;
图7是图6的俯视图(隐藏张拉装置);
图8是本发明提供的大型钢结构转移至运输装置上后的结构示意图;
图9是图8的俯视图(隐藏张拉装置);
图10是本发明提供的大型钢结构在外侧立柱上安装第二平移装置后的结构示意;
图11是图10中A处的局部放大图;
图12是图10的俯视图(隐藏张拉装置);
图13是本发明通过第二平移装置将外侧立柱转移至对应下部基础后的结构示意图;
图14是图13的俯视图(隐藏张拉装置);
图15是本发明提供的大型钢结构与下部基础固定后的结构示意图;
图16是图15的俯视图。
图中:
1-大型钢结构;2-第一平移装置;3-运输装置;4-吊装设备;5-第二平移装
置;6-张拉装置;7-锁紧件;
11-横梁;12-内侧立柱;13-外侧立柱;
21-第一升降机构;
51-第二升降机构;
61-竖梁;62-第一拉杆;63-第二拉杆;
100-第一区域;200-第二区域;201-下部基础。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚,下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域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例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,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、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中,术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示,本实施例提供一种大型钢结构的施工方法,具体包括以下步骤:
S1、于第一区域100拼装大型钢结构1,大型钢结构1包括立柱和横梁11;
S2、通过第一平移装置2将拼装后的大型钢结构1转移至运输装置3上;
S3、通过运输装置3将大型钢结构1运输至第二区域200,厂房的下部基础201位于第二区域200内;
S4、通过第一平移装置2将大型钢结构1从运输装置3上转移至下部基础201的预设安装位置处;
S5、撤去第一平移装置2,并将立柱与下部基础201固定连接。
本实施例提供的大型钢结构的施工方法,在施工空间有限或偏僻的地区建设大型厂房时,可先在施工现场以外的第一区域100搭建厂房的骨架,即拼装大型钢结构1(如图2和图3所示),第一区域100可以是具备拼装空间和运输条件的地面。如图4至图9所示,大型钢结构1拼装完成后,利用第一平移装置2将大型钢结构1转移至运输装置3上,通过运输装置3将大型钢结构1运输至第二区域200(即施工现场)。然后再利用第一平移装置2将拼装好的大型钢结构1从运输装置3上转移到施工现场下部基础201的预设安装位置(如图10至图14所示)。最后,撤去第一平移装置2,并将大型钢结构1的立柱与下部基础201固定连接即可搭建好厂房的骨架(如图15和图16所示)。
相比于现有技术直接在施工现场吊装搭建厂房骨架的施工方法,本实施例通过异地拼装大型钢结构1的方法,可以实现大型钢结构1拼装和厂房下部基础201施工同步进行,无需等待下部基础201施工完成后再搭建大型钢结构1,能够加快施工进度。同时,对于施工空间有限或比较偏僻的地区,异地拼装有效减少了施工现场构件单元吊装及焊接等工序,施工安全性和施工效率均提高。此外,通过第一平移装置2转移大型钢结构1,无需在施工现场配置重型起重机,节省了施工成本。
参阅图2和图3,在步骤S1中,大型钢结构1包括多个立柱和多个横梁11,通过吊装设备4将多个立柱和多个横梁11拼装形成大型钢结构1。本实施例中,多个立柱竖向设置,多个横梁11搭设于多个立柱的顶部,形成大型钢结构1。由于立柱和横梁11在搭设过程中均是单独吊装,重量相对较小,因此吊装设备4可以采用小型起重机,避免了使用重型起重机,施工成本降低。
继续参阅图2和图3,多个立柱包括内侧立柱12和外侧立柱13,内侧立柱12的顶端与横梁11固定连接,内侧立柱12的底端连接第一平移装置2。通过在内侧立柱12底端安装第一平移装置2,在转移大型钢结构1时只需驱动第一平移装置2即可,使得大型钢结构1的移动更方便,且避免了使用重型起重机,节约施工成本。在其他实施例中,也可在外侧立柱13的底端安装第一平移装置2,只要能够整体移动整个大型钢结构1即可。优选地,第一平移装置2为自行式模块运输车(SPMT),自行式模块运输车具备任意方向平移的功能,使用灵活,装卸方便,且载重量大,在多车机械组装或者自由组合的情况下可达50000吨以上。
进一步地,外侧立柱13与横梁11可拆卸连接,并与内侧立柱12之间的间距可调。由于大型钢结构1的整体宽度较大,而运输装置3的承载面宽度有限,因此,通过将外侧立柱13与横梁11可拆卸连接,在拼装大型钢结构1时可将外侧立柱13临时固定在横梁11上靠近内侧立柱12的位置,从而减小大型钢结构1的整体占地面宽度,降低对运输装置3的尺寸要求。同时,该拼装方法使得同一尺寸的运输装置3可运输不同尺寸的大型钢结构1,降低了运输成本。具体拼装时,可根据运输装置3的承载面宽度调节外侧立柱13与内侧立柱12之间的间距,从而确定外侧立柱13的临时固定位置,以使拼装后的大型钢结构1能够放置于运输装置3上。本实施例中,外侧立柱13紧贴内侧立柱12固定,安装更稳定,且能节省运输成本。在其他实施例中,若运输装置3的承载面宽度足够大,也可将外侧立柱13固定在距离内侧立柱12一定距离的外部。若运输装置3的承载面宽度较小,则外侧立柱13也可以临时固定在内侧立柱12的内侧,以适应运输装置3的宽度尺寸。
参阅图2和图3,由于外侧立柱13紧贴内侧立柱12固定,所以横梁11远离内侧立柱12的一端向外悬伸,为了防止运输过程中横梁11的悬伸端向下弯曲,拼装过程中在横梁11的顶部设置张拉装置6,横梁11的悬伸端通过张拉装置6固定,以保证横梁11在运输过程中固定稳定,避免横梁11弯曲变形。
具体地,参阅图10,张拉装置6包括竖梁61以及分设于竖梁61相对两侧的第一拉杆62和第二拉杆63,竖梁61的底端固定于横梁11上并与内侧立柱12相对,第一拉杆62和第二拉杆63远离竖梁61的一端均与横梁11连接。本实施例中,第一拉杆62的一端连接竖梁61的顶端,第一拉杆62的另一端连接横梁11的悬伸端,第一拉杆62与竖梁61形成斜拉索拉住横梁11的悬伸端,从而防止横梁11向下弯曲变形。第二拉杆63的一端连接竖梁61的顶端,第二拉杆63的另一端连接横梁11的中部,以使第二拉杆63拉紧竖梁61,从而平衡第一拉杆62对竖梁61的作用力,提高整个张拉装置6的稳定性。
参阅图8和图9,运输装置3上设置有锁紧件7,大型钢结构1通过锁紧件7固定于运输装置3上。当拼装好的大型钢结构1通过第一平移装置2移动至运输装置3上后,利用锁紧件7将大型钢结构1锁紧于运输装置3上,能够防止运输过程中大型钢结构1相对运输装置3移动,提高运输安全性。本实施例中,由于大型厂房需建设在岛屿上,因此运输装置3优选为运输船(运输船可以根据需要选择普通的驳船或者半潜船),锁紧件7优选为锚绳,能够将大型钢结构1可靠地固定在运输船的甲板上。
在其他实施例中,若大型厂房建设在山区等没有水运条件的地区,则运输装置3可适应性选择运输车进行陆运。
可选地,参阅图10和图11,第一平移装置2上设置有第一升降机构21,第一升降机构21用于调节内侧立柱12底端相对地面的高度。在转移大型钢结构1前,需通过第一升降机构21调节内侧立柱12底端相对地面的高度,使内侧立柱12的底端距离地面一定高度,以便于第一平移装置2将大型钢结构1转移至运输装置3上。在第二区域200内安装大型钢结构1时,还需通过第一平移装置2降低内侧立柱12底端相对地面的高度,以使内侧立柱12降落至下部基础201上。优选地,第一升降机构21为液压千斤顶,驱动稳定。
参阅图10和图12,外侧立柱13远离横梁11的一端连接有第二平移装置5,第二平移装置5能够带动外侧立柱13移动,以将外侧立柱13移动至下部基础201的预设安装位置。具体地,当通过第一平移装置2将大型钢结构1从运输装置3上转移至施工现场后,在外侧立柱13底端安装第二平移装置5。然后驱动第一平移装置2,使内侧立柱12移动至与相应的下部基础201相对,再解除外侧立柱13与横梁11之间的连接,并驱动第二平移装置5带动外侧立柱13向横梁11的端部移动,直至外侧立柱13与相应的下部基础201相对,如图13和图14所示。通过第二平移装置5移动外侧立柱13,无需额外使用重型起重机吊装,避免了占用较大施工空间,能够降低施工成本。优选地,第二平移装置5也为自行式模块运输车(SPMT),自行式模块运输车具备任意方向平移的功能,使用灵活,装卸方便,且载重量大。
参阅图10和图11,第二平移装置5上设置有第二升降机构51,第二升降机构51用于调节外侧立柱13底端相对地面的高度。在第二区域200内安装大型钢结构1时,需通过第二平移装置5降低外侧立柱13底端相对地面的高度,以使外侧立柱13降落至对应的下部基础201上。优选地,第二升降机构51为液压千斤顶,驱动稳定。
在一个新的实施例中,拼装大型钢结构1时也可以将大型钢结构1上的次结构、屋面结构、机电系统等一并在第一区域100内完成安装,然后利用运输装置3将大型钢结构1以及其上的次结构、屋面结构、机电系统等整体运输至第二区域200(施工现场),从而节省现场安装时间,缩短施工工期。
以在偏僻的岛屿上建设大型厂房为例,运输装置3选择运输船,采用本实施例提供的大型钢结构的施工方法的具体施工步骤如下:
参阅图2和图3,在施工现场以外具备船运条件的第一区域100拼装大型钢结构1,采用吊装设备4对多个横梁11和多个立柱进行拼装。具体地,根据运船的甲板宽度确定外侧立柱13在横梁11上的临时固定位置(本实施例将外侧立柱13紧贴内侧立柱12固定)。然后,在横梁11顶部安装张拉装置6,通过第一拉杆62拉住横梁11的悬伸端。
参阅图4和图5,大型钢结构1整体拼装完成后,在内侧立柱12底部安装第一平移装置2(也可只在外侧立柱13底部安装第一平移装置2),通过第一升降机构21顶升内侧立柱12,使大型钢结构1整体脱离地面一定高度。然后,驱动第一平移装置2将大型钢结构1整体转移至停靠在岸边的运输船上,如图6和图7所示。
参阅图8和图9,大型钢结构1整体转移至运输船上后,利用锁紧件7将大型钢结构1固定在运输船的甲板上,以防止运输过程中大型钢结构1发生移动。
参阅图10和图12,当大型钢结构1通过运输船转移至施工现场(第二区域200)附近的码头后,解除锁紧件7,利用第一平移装置2将大型钢结构1从运输船上转移至施工现场,并在外侧立柱13的底部安装第二平移装置5。然后,驱动第一平移装置2,使内侧立柱12移动至与相应的下部基础201相对,再解除外侧立柱13与横梁11之间的连接,并驱动第二平移装置5带动外侧立柱13向横梁11的端部移动,直至外侧立柱13与相应的下部基础201相对,即内侧立柱12和外侧立柱13均移动至预设安装位置(如图13和图14所示)。最后,利用第一升降机构21和第二升降机构51将大型钢结构1整体下降至下部基础201上,撤去第一平移装置2和第二平移装置5,并将内侧立柱12和外侧立柱13分别与对应的下部基础201永久连接,即完成大型钢结构1的安装工作,厂房的骨架即搭设完成(如图15和图16所示)。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (8)
1.一种大型钢结构的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、于第一区域(100)拼装大型钢结构(1),所述大型钢结构(1)包括立柱和横梁(11);
S2、通过第一平移装置(2)将拼装后的所述大型钢结构(1)转移至运输装置(3)上;
S3、通过所述运输装置(3)将所述大型钢结构(1)运输至第二区域(200),厂房的下部基础(201)位于所述第二区域(200)内;
S4、通过所述第一平移装置(2)将所述大型钢结构(1)从所述运输装置(3)上转移至所述下部基础(201)的预设安装位置处;
S5、撤去所述第一平移装置(2),并将所述立柱与所述下部基础(201)固定连接;
在步骤S1中,所述大型钢结构(1)包括多个所述立柱和多个所述横梁(11),通过吊装设备(4)将多个所述立柱和多个所述横梁(11)拼装形成所述大型钢结构(1);
多个所述立柱包括内侧立柱(12)和外侧立柱(13),所述内侧立柱(12)的顶端与所述横梁(11)固定连接,所述内侧立柱(12)的底端连接所述第一平移装置(2),所述外侧立柱(13)与所述横梁(11)可拆卸连接,所述外侧立柱(13)远离所述横梁(11)的一端连接有第二平移装置(5)。
2.根据权利要求1所述的大型钢结构的施工方法,其特征在于,所述第一平移装置(2)上设置有第一升降机构(21),所述第一升降机构(21)用于调节所述内侧立柱(12)底端相对地面的高度。
3.根据权利要求1所述的大型钢结构的施工方法,其特征在于,所述第二平移装置(5)能够带动所述外侧立柱(13)移动,以将所述外侧立柱(13)移动至所述下部基础(201)的预设安装位置。
4.根据权利要求3所述的大型钢结构的施工方法,其特征在于,所述第二平移装置(5)上设置有第二升降机构(51),所述第二升降机构(51)用于调节所述外侧立柱(13)底端相对地面的高度。
5.根据权利要求1所述的大型钢结构的施工方法,其特征在于,所述横梁(11)远离所述内侧立柱(12)的一端向外悬伸,所述横梁(11)的顶部设置有张拉装置(6),所述横梁(11)的悬伸端通过所述张拉装置(6)固定。
6.根据权利要求5所述的大型钢结构的施工方法,其特征在于,所述张拉装置(6)包括竖梁(61)以及分设于所述竖梁(61)相对两侧的第一拉杆(62)和第二拉杆(63),所述竖梁(61)的底端固定于所述横梁(11)上并与所述内侧立柱(12)相对,所述第一拉杆(62)和所述第二拉杆(63)远离所述竖梁(61)的一端均与所述横梁(11)连接。
7.根据权利要求1-6任一项所述的大型钢结构的施工方法,其特征在于,所述运输装置(3)上设置有锁紧件(7),所述大型钢结构(1)通过所述锁紧件(7)固定于所述运输装置(3)上。
8.根据权利要求1-6任一项所述的大型钢结构的施工方法,其特征在于,所述运输装置(3)为运输船,所述第一平移装置(2)为自行式模块运输车。
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