CN116497945B - 一种屋面钢桁架累积提升反力架及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种屋面钢桁架累积提升反力架及施工方法，反力架包括提升架和吊具，提升架作为提升器的支撑架在累积提升中先后安装在第一次桁架的预装段和主桁架上，与吊具配合累积提升次桁架。屋面钢桁架施工方法先将次桁架划分为第一次桁架和第二次桁架，第一次桁架再划分为提升段和预装段，提升段在基坑底完成组装，预装段和第二次桁架在一层楼板组装，再将提升段提升至一层与预装段合拢并与第二次桁架连为整体，再将第一次桁架与第二次桁架整体提升与主桁架连接。本发明适用于屋面钢桁架下方具有基坑的施工环境，既解决了高空组装法存在的安全隐患问题，又解决了传统提升法存在的空间干涉问题，提高了施工质量和效率。

Description

一种屋面钢桁架累积提升反力架及施工方法

技术领域

本发明涉及屋面钢桁架施工技术领域，特别是涉及一种屋面钢桁架累积提升反力架及施工方法。

背景技术

目前，大型剧院或舞台塔屋面钢桁架施工，由于结构梁梁顶标高较高，结构杆件自重大、杆件众多，若采用常规的分件高空组装的施工方法，不仅会高空焊接量大，施工难度高，还会存在较大的质量风险和安全风险。因此，大跨度屋面钢桁架施工多采用提升法进行施工，提升法是将屋面钢桁架的主桁架和次桁架分别在地面组装，再分别提升至高空对接焊接，完成施工。但面对一些复杂的情况时，如一层楼板中间具有中空区域，该区域内自地下至顶棚贯通，形成类似基坑的结构形式。在该施工项目中，传统的提升法无法满足施工要求，由于基坑在长度和宽度方向上均小于屋面钢桁架，无法在坑底完成桁架的整体组装和提升，而如在一层楼板上进行组装施工，一层相对于基坑底而言，同样面临高空作业量大，存在安全隐患的问题。同时，传统的吊装机械如塔吊、车吊、卷扬机等也无法满足施工的需求。

由此可见，创设一种屋面钢桁架累积提升反力架及施工方法，实属当前重要研发课题之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种屋面钢桁架累积提升反力架，使其满足累积提升施工方法中同步整体提升的施工要求，承载载荷均匀稳定，吊点连接牢固，同步率高，从而克服现有技术的不足。

为解决上述技术问题，本发明提供一种屋面钢桁架累积提升反力架，包括提升架和吊具；

所述提升架包括立柱、提升梁、斜撑和后拉杆，所述立柱竖直设置，提升梁水平连接在立柱顶部，提升梁与立柱之间呈倒置L形，所述斜撑倾斜连接在提升梁与立柱之间，后拉杆倾斜设置，固定连接在立柱顶部与提升梁相反的一侧，用于与附近的结构件连接，所述提升梁的端部开有匙形槽，提升梁的端部用于安装提升器，以使提升器的钢绞线竖直穿过匙形槽；

所述吊具包括立板、横板和肋板，两侧立板和中间横板焊接呈H形，肋板位于横板上方，并分别与两侧立板和横板焊接固定，横板中心开有孔，用于安装专用地锚，钢绞线连接在专用地锚上。

作为本发明的一种改进，所述立柱和提升梁内部焊接有数根第一劲板，所述第一劲板的位置位于立柱与提升梁相接处、立柱与斜撑的相接处、提升梁与斜撑的相接处、匙形槽的两侧。

此外，本发明还提供了一种施工方法，使其适用于基坑长度和宽度均小于屋面钢桁架的施工环境，对屋面钢桁架进行累积提升施工，解决高空组装存在的安全问题和传统提升法存在的无法完全在地面组装的空间干涉问题，从而克服现有技术的不足。

为解决上述技术问题，本发明提供一种施工方法，采用上述的一种屋面钢桁架累积提升反力架对屋面钢桁架进行累积提升施工，具体步骤包括：

S1、施工前根据设计图纸将所有次桁架按照位置划分为第一次桁架和第二次桁架，第一次桁架为在宽度方向位于基坑上方的次桁架，第二次桁架为在宽度方向位于基坑边缘外的次桁架；

所述第一次桁架在长度方向上又划分为提升段和预装段，提升段位于第一次桁架中部，提升段长度小于基坑长度，预装段位于第一次桁架的两端端部；

S2、在基坑边缘的一层楼板上搭建数根格构柱，作为主桁架的临时支撑架；

S3、将主桁架分段吊装至格构柱顶部进行焊接组装，同时在基坑底部组装第一次桁架的提升段，并焊接提升段之间的次梁，同时在一层楼板上组装第一次桁架的预装段和第二次桁架；

S4、待第一次桁架的预装段和提升段均施工完毕后，将提升架设置在预装段的悬挑端，吊具焊接在提升段上弦，每一榀次桁架在相同位置对应安装一组提升架和吊具；

S5、提升架和吊具安装完成后，对第一次桁架的提升段进行同步提升，提升至与预装段同一高度后，进行上弦和下弦对焊连接，并在提升段与预装段相接处补装斜腹杆，补装预装段之间的次梁，补装第一次桁架和第二次桁架之间的次梁；

S6、将提升架和吊具拆卸后重新布置，提升架设置在主桁架的上弦和第二次桁架的预装牛腿上，吊具焊接在预装段和第二次桁架的上弦，每一榀次桁架在相同位置对应安装一组提升架和吊具；

S7、提升架和吊具安装完成后，对组装完成的第一次桁架和第二次桁架进行整体同步提升，提升至与主桁架同一高度后，分别与主桁架和第二次桁架的预装牛腿对接焊接，对接处补装斜腹杆；

S8、拆除提升架和吊具，累积提升施工完成。

作为进一步改进，所述步骤S3中第一次桁架的预装段和第二次桁架的底部纵向设置H型钢，预装段和第二次桁架的下弦与H型钢上翼缘焊接固定，H型钢下翼缘通过化学锚栓与结构柱柱顶锚固，预装段和第二次桁架的上弦焊接倾斜的第一支撑杆，第一支撑杆下端焊接锚板，并通过锚栓与结构柱柱顶锚固，所述H型钢和第一支撑杆用于在进行S4和S5时增加预装段和第二次桁架稳定性，并在进行步骤S7之前拆除。

进一步地，所述步骤S3中，提升段的两端端部上下弦之间加装倾斜的临时加固斜杆，在进行步骤S5中补装斜腹杆时，将临时加固斜杆拆除。

进一步地，所述步骤S4中，提升架的立柱和后拉杆均焊接固定在预装段的上弦表面，并位于预装段直腹杆的正上方；

预装段和提升段上弦内部均加装第二劲板，第二劲板的位置位于立柱与预装段相接处、后拉杆与预装段相接处和吊具与提升段相接处；

位于同一纵列的相邻提升架之间水平焊接有连系杆，将数个提升架连为一体。

进一步地，所述步骤S6中，所述提升架分别设置在主桁架上和第二次桁架的预装牛腿上；

设置在主桁架上的提升架，立柱与主桁架上弦焊接固定，后拉杆与结构梁内钢骨焊接固定，并在主桁架下弦与结构梁内钢骨之间焊接倾斜的连杆；

设置在第二次桁架预装牛腿上的提升架，在立柱侧方焊接立柱支撑杆，立柱支撑杆和后拉杆分别与附近的结构柱顶部埋件焊接固定；

位于同一纵列的相邻提升架之间水平焊接有连系杆，将数个提升架连为一体，最外侧两提升架通过第二支撑杆与结构柱或剪力墙侧壁的埋件焊接固定。

进一步地，所述步骤S5和S7中，提升前计算各吊点的提升反力值，通过计算机控制各提升器输出相同提升力以保证同步提升，并在各吊点处设置高度传感器，实时传输高度数据至计算机以矫正各吊点提升力；

提升过程中采用分级加载的方式，依次输出提升力的20%、40%、60%、80%后进行检查，无异常后继续加载至90%、95%、100%；

结构脱离胎架150mm后锁定提升器，结构下方增设垫板预防掉落，空中停留12小时并检查，无异常后继续提升；

卸载过程中各提升器同步逐级卸载，每级卸载提升力的10%，直至卸载完成。

采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：

1、提升架作为提升器的支撑架，保证承载载荷稳定均匀，有效将力传递至周围结构件，且位于同一纵列的多个提升架相互连为一体，稳定性强；

2、屋面钢桁架累积提升施工方法，既解决了高空组装法存在的安全隐患问题，又解决了传统提升法存在的空间干涉问题；

3、通过计算机控制各吊点的提升器输出相同提升力，并与高度传感器形成闭环控制，实时精确矫正姿态，保证提升过程中同步率，安全性高；

4、主桁架的组装、第一次桁架提升段组装、第一次桁架预装段组装和第二次桁架组装的施工工序可同步或部分交叉进行，提高了施工效率。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明提供的一种屋面钢桁架累积提升反力架中提升架的正视结构示意图。

图2是本发明提供的一种屋面钢桁架累积提升反力架中提升架的俯视结构示意图。

图3是本发明提供的一种屋面钢桁架累积提升反力架中吊具的立体结构示意图。

图4是本发明提供的一种施工方法中步骤S3～S4的施工状态示意图。

图5是本发明提供的一种施工方法中步骤S5的施工状态示意图。

图6是本发明提供的一种施工方法中步骤S6的施工状态示意图。

图7是本发明提供的一种施工方法中步骤S7的施工状态示意图。

图8是步骤S4中提升架的平面布置示意图。

图9是图8中A-A截面的截面示意图。

图10是图8中B-B截面的截面示意图。

图11是步骤S6中提升架的平面布置示意图。

图12是图11中C-C截面的截面示意图。

图13是图11中D-D截面的截面示意图。

附图标记说明：1、提升架；2、吊具；3、立柱；4、提升梁；5、斜撑；6、后拉杆；7、匙形槽；8、提升器；9、钢绞线；10、第一劲板；11、立板；12、横板；13、肋板；14、第一次桁架；15、第二次桁架；16、提升段；17、预装段；18、主桁架；19、临时加固斜杆；20、H型钢；21、化学锚栓；22、第一支撑杆；23、第二劲板；24、连系杆；25、连杆；26、立柱支撑杆；27、第二支撑杆。

具体实施方式

请参阅图1至图13，本发明提供一种屋面钢桁架累积提升反力架，包括提升架1和吊具2，提升架1用于作为提升器的支撑架，吊具则用于与被提升结构连接，提升架1和吊具2相互配合完成吊装施工。

所述提升架1包括立柱3、提升梁4、斜撑5和后拉杆6。所述立柱3竖直设置，提升梁4水平连接在立柱3顶部，提升梁3与立柱4之间呈倒置L形，所述斜撑5倾斜连接在提升梁4与立柱3之间，以增加强度。后拉杆6倾斜设置，固定连接在立柱3顶部与提升梁4相反的一侧，用于与附近的结构件连接。所述提升梁4的端部开有匙形槽7，匙形槽7呈方槽与圆孔相接的形状，上下贯通且方槽开至提升梁4端部。提升梁4的端部用于安装提升器8，以使提升器8的钢绞线9竖直穿过匙形槽7。

所述立柱3和提升梁4内部焊接有数根第一劲板10，所述第一劲板10的位置位于立柱3与提升梁4相接处、立柱3与斜撑5的相接处、提升梁4与斜撑5的相接处、匙形槽7的两侧。

所述吊2具包括立板11、横板12和肋板13，两侧立板11和中间横板12焊接呈H形，肋板13位于横板12上方，并分别与两侧立板11和横板12焊接固定，横板12中心开有孔，用于安装专用地锚，钢绞线9连接在专用地锚上。

本发明还提供一种施工方法，适用于屋面钢桁架正下方具有基坑，且基坑的长度和/或宽度小于屋面钢桁架的施工环境。需要说明的是，在本实施例中基坑并非指的向下开挖的土坑，而是在一层楼板中间具有大面积的中空区域，使该区域内地下层向上直至顶棚贯通，地下层相对于一层即为基坑，中空区域的边缘即为基坑边缘。

本发明提供的屋面钢桁架累计提升施工方法，具体包括步骤S1～S8,以下对步骤S1～S8进行详述。

S1、施工前根据设计图纸将所有次桁架按照位置划分为第一次桁架14和第二次桁架15， 第一次桁架14为在宽度方向位于基坑上方的次桁架，第二次桁架15为在宽度方向位于基坑边缘外的次桁架。

所述第一次桁架14在长度方向上又划分为提升段16和预装段17，提升段16位于第一次桁架14中部，提升段16长度小于基坑长度，预装段17位于第一次桁架14的两端端部。

在本实施例中基坑在长度和宽度方向上均小于次桁架，无法在基坑底进行次桁架的整体组装，因此必须将次桁架进行划分。本实施例中次桁架共有5榀，其中1～4榀次桁架的安装位置位于基坑的正上方，为第一次桁架14，需再次划分为提升段16和预装段17，而第5榀次桁架在宽度方向位于基坑边缘外，为第二次桁架15。

S2、在基坑边缘的一层楼板上搭建数根格构柱，作为主桁架18的临时支撑架。

S3、将主桁架18分段吊装至格构柱顶部进行焊接组装。同时在基坑底部组装第一次桁架14的提升段16，并焊接提升段16之间的次梁，次梁指的是纵向连接在相邻次桁架之间的水平梁。同时在一层楼板上组装第一次桁架14的预装段17和第二次桁架15。

主桁架18、第一次桁架14的提升段16、第一次桁架14的预装段17和第二次桁架15同步进行施工，提高整体施工效率。

在进行提升段16的组装焊接前，在基坑底部架设胎架。提升段16在胎架上完成组装焊接，在提升段16的两端端部，下弦长度大于上弦长度，以避免与预装段17合拢时发生干涉，并在端部上下弦之间加装倾斜的临时加固斜杆19，以保证强度。在与预装段17合拢时，临时加固斜杆19需拆除。

在进行预装段17和第二次桁架15的组装时，先在一层楼板架设胎架，在胎架上完成组装焊接。完成后，将预装段17和第二次桁架15整体吊离胎架，并在预装段17和第二次桁架15的底部纵向设置H型钢20，预装段17和第二次桁架15的下弦与H型钢20上翼缘焊接固定，H型钢20下翼缘通过化学锚栓21与结构柱柱顶锚固。预装段17和第二次桁架15的上弦焊接倾斜的第一支撑杆22，第一支撑杆22下端焊接锚板，并通过锚栓与结构柱柱顶锚固。预装段17在提升段16的提升中作为提升架1的安装点，必须与周围结构件锚固以传递载荷，而在预装段17和提升段16完成合拢后，即可拆除H型钢20。

S4、待第一次桁架14的预装段17和提升段16均施工完毕后，将提升架1设置在预装段17的悬挑端，吊具2焊接在提升段16上弦，每一榀次桁架在相同位置对应安装一组提升架1和吊具2。

安装提升架1时，提升架1的立柱3和后拉杆6均焊接固定在预装段17的上弦表面，并位于预装段17直腹杆的正上方。

预装段17和提升段16上弦内部均加装第二劲板23，第二劲板23的位置位于立柱3与预装段17相接处、后拉杆6与预装段相16接处和吊具2与提升段16相接处；

位于同一纵列的相邻提升架1之间水平焊接有连系杆24，将数个提升架1连为一体。

S5、提升架1和吊具2安装完成后，对第一次桁架14的提升段16进行同步提升，提升至与预装段17同一高度后，进行上弦和下弦对焊连接，并在提升段16与预装段17相接处补装斜腹杆，补装预装段17之间的次梁，补装第一次桁架14和第二次桁架15之间的次梁。

需要说明的是，在提升段16和预装段17合拢后，补装斜腹杆之前需拆除提升段16端部的临时加固斜杆19。

S6、将提升架1和吊具2拆卸后重新布置，提升架1设置在主桁架18的上弦和第二次桁架15的预装牛腿上，吊具2焊接在预装段17和第二次桁架15的上弦，每一榀次桁架在相同位置对应安装一组提升架1和吊具2。

需要说明的是，在本实施例中根据施工图纸，第一次桁架14与主桁架18对接，而第二次桁架15是与剪力墙上的预装牛腿对接。因此，提升架1的安装位置和安装方式也包括两种，一种是设置在主桁架18上，另一种是设置在第二次桁架15的预装牛腿上。

设置在主桁架18上的提升架1，立柱3与主桁架18上弦焊接固定，后拉杆6与结构梁内钢骨焊接固定，并在主桁架18下弦与结构梁内钢骨之间焊接倾斜的连杆25。

设置在第二次桁架15预装牛腿上的提升架1，在立柱3侧方焊接立柱支撑杆26，立柱支撑杆26和后拉杆6分别与附近的结构柱顶部埋件焊接固定。

位于同一纵列的相邻提升架1之间水平焊接有连系杆24，将数个提升架1连为一体，最外侧两提升架1通过第二支撑杆27与结构柱或剪力墙侧壁的埋件焊接固定。

S7、提升架和吊具安装完成后，对组装完成的第一次桁架和第二次桁架进行整体同步提升，提升至与主桁架同一高度后，分别与主桁架和第二次桁架的预装牛腿对接焊接，对接处补装斜腹杆。

S8、拆除提升架和吊具，累积提升施工完成。

优选的，在所述步骤S5和S7中，提升前需计算各吊点的提升反力值，通过计算机控制各提升器8输出相同提升力以保证同步提升，并在各吊点处设置高度传感器，实时传输高度数据至计算机以矫正各吊点提升力。

提升过程中采用分级加载的方式，依次输出提升力的20%、40%、60%、80%后进行检查，无异常后继续加载至90%、95%、100%。

结构脱离胎架150mm后锁定提升器8，结构下方增设垫板预防掉落，空中停留12小时并检查，无异常后继续提升。

卸载过程中各提升器同步逐级卸载，每级卸载提升力的10%，直至卸载完成。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种施工方法，其特征在于，采用一种屋面钢桁架累积提升反力架对屋面钢桁架进行累积提升施工；

所述一种屋面钢桁架累积提升反力架包括提升架和吊具；

所述提升架包括立柱、提升梁、斜撑和后拉杆，所述立柱竖直设置，提升梁水平连接在立柱顶部，提升梁与立柱之间呈倒置L形，所述斜撑倾斜连接在提升梁与立柱之间，后拉杆倾斜设置，固定连接在立柱顶部与提升梁相反的一侧，用于与附近的结构件连接，所述提升梁的端部开有匙形槽，提升梁的端部用于安装提升器，以使提升器的钢绞线竖直穿过匙形槽；

所述吊具包括立板、横板和肋板，两侧立板和中间横板焊接呈H形，肋板位于横板上方，并分别与两侧立板和横板焊接固定，横板中心开有孔，用于安装专用地锚，钢绞线连接在专用地锚上；

所述立柱和提升梁内部焊接有数根第一劲板，所述第一劲板的位置位于立柱与提升梁相接处、立柱与斜撑的相接处、提升梁与斜撑的相接处、匙形槽的两侧；

具体步骤包括：

S1、施工前根据设计图纸将所有次桁架按照位置划分为第一次桁架和第二次桁架，第一次桁架为在宽度方向位于基坑上方的次桁架，第二次桁架为在宽度方向位于基坑边缘外的次桁架；

所述第一次桁架在长度方向上又划分为提升段和预装段，提升段位于第一次桁架中部，提升段长度小于基坑长度，预装段位于第一次桁架的两端端部；

S2、在基坑边缘的一层楼板上搭建数根格构柱，作为主桁架的临时支撑架；

S3、将主桁架分段吊装至格构柱顶部进行焊接组装，同时在基坑底部组装第一次桁架的提升段，并焊接提升段之间的次梁，同时在一层楼板上组装第一次桁架的预装段和第二次桁架；

S4、待第一次桁架的预装段和提升段均施工完毕后，将提升架设置在预装段的悬挑端，吊具焊接在提升段上弦，每一榀次桁架在相同位置对应安装一组提升架和吊具；

S5、提升架和吊具安装完成后，对第一次桁架的提升段进行同步提升，提升至与预装段同一高度后，进行上弦和下弦对焊连接，并在提升段与预装段相接处补装斜腹杆，补装预装段之间的次梁，补装第一次桁架和第二次桁架之间的次梁；

S6、将提升架和吊具拆卸后重新布置，提升架设置在主桁架的上弦和第二次桁架的预装牛腿上，吊具焊接在预装段和第二次桁架的上弦，每一榀次桁架在相同位置对应安装一组提升架和吊具；

S7、提升架和吊具安装完成后，对组装完成的第一次桁架和第二次桁架进行整体同步提升，提升至与主桁架同一高度后，分别与主桁架和第二次桁架的预装牛腿对接焊接，对接处补装斜腹杆；

S8、拆除提升架和吊具，累积提升施工完成。

2.根据权利要求1所述的一种施工方法，其特征在于，所述步骤S3中第一次桁架的预装段和第二次桁架的底部纵向设置H型钢，预装段和第二次桁架的下弦与H型钢上翼缘焊接固定，H型钢下翼缘通过化学锚栓与结构柱柱顶锚固，预装段和第二次桁架的上弦焊接倾斜的第一支撑杆，第一支撑杆下端焊接锚板，并通过锚栓与结构柱柱顶锚固，所述H型钢和第一支撑杆用于在进行S4和S5时增加预装段和第二次桁架稳定性，并在进行步骤S7之前拆除。

3.根据权利要求1所述的一种施工方法，其特征在于，所述步骤S3中，提升段的两端端部上下弦之间加装倾斜的临时加固斜杆，在进行步骤S5中补装斜腹杆时，将临时加固斜杆拆除。

4.根据权利要求1所述的一种施工方法，其特征在于，所述步骤S4中，提升架的立柱和后拉杆均焊接固定在预装段的上弦表面，并位于预装段直腹杆的正上方；

预装段和提升段上弦内部均加装第二劲板，第二劲板的位置位于立柱与预装段相接处、后拉杆与预装段相接处和吊具与提升段相接处；

位于同一纵列的相邻提升架之间水平焊接有连系杆，将数个提升架连为一体。

5.根据权利要求1所述的一种施工方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述提升架分别设置在主桁架上和第二次桁架的预装牛腿上；

设置在主桁架上的提升架，立柱与主桁架上弦焊接固定，后拉杆与结构梁内钢骨焊接固定，并在主桁架下弦与结构梁内钢骨之间焊接倾斜的连杆；

设置在第二次桁架预装牛腿上的提升架，在立柱侧方焊接立柱支撑杆，立柱支撑杆和后拉杆分别与附近的结构柱顶部埋件焊接固定；

位于同一纵列的相邻提升架之间水平焊接有连系杆，将数个提升架连为一体，最外侧两提升架通过第二支撑杆与结构柱或剪力墙侧壁的埋件焊接固定。

6.根据权利要求1所述的一种施工方法，其特征在于，所述步骤S5和S7中，提升前计算各吊点的提升反力值，通过计算机控制各提升器输出相同提升力以保证同步提升，并在各吊点处设置高度传感器，实时传输高度数据至计算机以矫正各吊点提升力；

提升过程中采用分级加载的方式，依次输出提升力的20%、40%、60%、80%后进行检查，无异常后继续加载至90%、95%、100%；

结构脱离胎架150mm后锁定提升器，结构下方增设垫板预防掉落，空中停留12小时并检查，无异常后继续提升；

卸载过程中各提升器同步逐级卸载，每级卸载提升力的10%，直至卸载完成。