CN117051974A - 超高层建筑大跨度悬挑平台及其吊装施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑技术领域，公开了一种超高层建筑大跨度悬挑平台及其吊装施工方法，包括钢梁和悬挑层屋面桁架；所述悬挑层屋面桁架包括多个依次水平布置的上部桁架和与各所述上部桁架一一上下相对布置的下部桁架；各上部桁架均包括上弦和与所述上弦垂直固定连接的直腹杆，各下部桁架均包括下弦和倾斜固定连接在所述下弦上的斜腹杆；相邻所述下部桁架固定连接，相邻所述上部桁架的依次固定连接，上下相对的所述上部桁架与对应的所述下部桁架固定连接。本发明的超高层建筑大跨度悬挑平台吊装施工方法采取地面拼装，后分段起吊安装的方式，完成了悬挑层屋面桁架及悬挑区钢梁安装作业，顺利完成超长超高悬挑平台的施工，施工安全性和稳定性高。
Description
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，具体涉及一种超高层建筑大跨度悬挑平台及其吊装施工方法。
背景技术
现有技术中有建筑大楼建筑总高度206.75m，分南、北塔楼，其中南塔楼地上38层，采用型钢混凝土柱与组合梁框架-钢筋混凝土核心筒结构，核心筒内有H型钢骨柱，外框柱与核心筒采用H钢梁及钢桁架连接。通过钢桁架从塔楼北侧外框边悬挑出4道悬挑平台，悬挑平台由钢框梁及钢桁架结构组成，分别位于南塔楼14、23、32和38层，其中38层大悬挑平台的悬挑长度为28层，悬挑宽度为59.2m，悬挑平台面积为1677m2，为大跨度悬挑平台。
现有技术中的悬挑平台施工高度高，安全性和稳定性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种超高层建筑大跨度悬挑平台，用于解决现有技术中的悬挑平台施工高度高、安全性和稳定性差的问题。本发明的另外一个目的在于提供一种超高层建筑大跨度悬挑平台吊装施工方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种超高层建筑大跨度悬挑平台，包括：
钢梁；
悬挑层屋面桁架，所述悬挑层屋面桁架包括多个依次水平布置的上部桁架和与各所述上部桁架一一上下相对布置的下部桁架；
各所述上部桁架均包括上弦和与所述上弦垂直固定连接的直腹杆，各所述下部桁架均包括下弦和倾斜固定连接在所述下弦上的斜腹杆；
相邻所述下部桁架的下弦依次固定连接，相邻所述上部桁架的上弦依次固定连接，上下相对的所述上部桁架的直腹杆与对应的所述下部桁架的下弦固定连接，上下相对的所述下部桁架的斜腹杆与对应的上部桁架的上弦固定连接；
所述下部桁架的下弦与所述钢梁固定连接。
一种超高层建筑大跨度悬挑平台吊装施工方法，包括：
安装钢梁；
在钢梁上吊装悬挑层屋面桁架，包括步骤：
S1，将各个下弦和对应的斜腹杆拼装形成下部吊装分段，将各上弦与对应的直腹杆固定连接形成上部吊装分段；
S2，上弦、下弦和斜腹杆上均设置吊耳，斜腹杆的上部端部安装定位板，下弦的位于斜腹板倾斜的一端设置卡码；
S3，吊装一个所述下部吊装分段，使下弦与主体结构通过卡码固定，定位板同时连接主体结构上部；
S4，焊接固定连接下弦与主体结构，焊接固定连接斜腹板于主体结构；
S5，吊装上部吊装分段，使上弦与主体结构或相邻上部吊装分段的上弦固定连接，直腹杆与下弦固定连接；
S6，重复步骤S3至S5，依次吊装其余的下部桁架和上部桁架；
作为优选方案，所述钢梁的安装包括：所述钢梁为H型梁，所述钢梁上设置吊耳，包括步骤：
S01，采用塔吊进行钢梁吊装至安装位置，采用销轴临时固定；
S02，采用全站仪测量测量牛腿与钢梁的高低差并校正；
S03，采用高强螺栓固定钢梁；
S04，钢梁翼缘焊缝焊接，先焊下翼缘，后焊上翼缘，最后焊接钢梁的腹板。
作为优选方案，所述步骤S1还包括：在斜腹杆的上部端部与下弦之间可拆安装临时支撑管，焊接固定下弦和斜腹杆后拆除临时支撑管，完成下部吊装分段。
作为优选方案，所述步骤S2中还包括：所述连接板与所述斜腹杆螺栓固定连接；
所述吊耳与所述上弦/所述下弦/所述斜腹杆焊接固定连接。
作为优选方案，所述步骤S3中，吊装一个所述下部吊装分段包括：靠近主体结构一端的吊耳上用钢丝绳吊装，远离主体结构一端用钢丝绳连接葫芦吊装。
作为优选方案，所述步骤S7中：
采用钢丝绳与塔吊连接，且吊装时钢丝绳夹角小于等于60°；在吊装钢梁重量小于1吨的小次梁时，吊装时钢丝绳夹角小于等于90°；
吊装过程中，当钢梁缓慢下落到接近安装部位时，采用带圆头的撬棍或销轴穿眼、对位。
作为优选方案，所述步骤S8中，采用全站仪测量测量牛腿与钢梁的高低差并校正，使钢骨梁无起拱要求：钢梁水平偏差为L/1000，且不应大于10.0mm。
作为优选方案，所述步骤S10还包括：焊接时采取以CO2气体保护焊为主、手工电弧焊为辅的方式；钢梁的同一支柱节点上的对接焊缝要同时对称施焊；每一道对接焊缝应该先焊下翼缘，再焊上翼缘；同一支梁两端的对接焊缝不允许同时施焊。
作为优选方案，在所述钢梁的长度大于15m小于25m时，将钢梁分成两端并且两端之间通过连接板连接；
采用两台塔吊各吊一个分段同时吊装，重复步骤S7至S10，待分段对接完成再拆卸连接板。
本发明实施例一种超高层建筑大跨度悬挑平台吊装施工方法与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明实施例的超高层建筑大跨度悬挑平台吊装施工方法包括悬挑层屋面桁架的吊装和钢梁的安装，首先拼装形成下部吊装分段和上部吊装分段，之后依次交替吊装并安装下部吊装分段和上部吊装分段，实现下部桁架和上部桁架的吊装安装，采取地面拼装，后分段起吊安装的方式，完成了悬挑层屋面桁架及悬挑区钢梁安装作业，顺利完成超长超高悬挑平台的施工，施工安全性和稳定性高。
附图说明
图1是本发明实施例超高层建筑大跨度悬挑平台的示意图；
图2是本发明实施例超高层建筑大跨度悬挑平台吊装施工方法的下部吊装分段的拼装示意图；
图3是本发明实施例超高层建筑大跨度悬挑平台吊装施工方法的下部吊装分段的吊装示意图。
图中，1、上部桁架，11、上弦，12、直腹杆，2、下部桁架，21、下弦，22、斜腹杆，3、临时支撑管，4、钢丝绳，5、吊耳，6、定位板，7、卡码。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
其中，大跨度悬挑平台具体包括悬挑段、屋顶层和下锚抗拉段，桁架总长度为60m，其中悬挑部分长度为28m，桁架之间通过楼承钢梁连接。桁架的下锚抗拉段由超窄H型钢组成，从24-37层分布于核心筒墙体内，通过下锚抗拉桁架段来抵消整个大悬挑平台的上拔力，保证28m大悬挑在建造施工过程中的结构安全。悬挑桁架弦杆主要为H型截面，悬挑桁架腹杆主要为箱型截面，整个悬挑平台结构体系钢结构均采用Q390GJC钢材，桁架FT38-1核心筒内还设有预应力钢拉杆，直径分别为D60、、D90，钢棒从30层预留至38层，用以抵消核心筒剪力墙在大悬挑施工过程中的受拉力。
如图1所示，本发明实施例优选实施例的一种超高层建筑大跨度悬挑平台的实施例，包括钢梁和悬挑层屋面桁架，悬挑层屋面桁架固定连接在所述钢梁上；悬挑层屋面桁架包括多个依次水平布置的上部桁架1和与各上部桁架1一一上下相对布置的下部桁架2；各上部桁架1均包括上弦11和与上弦11垂直固定连接的直腹杆12，各下部桁架2均包括下弦21和倾斜固定连接在下弦21上的斜腹杆22；直腹杆12与上弦11焊接固定连接，斜腹杆22与下弦21焊接固定连接。
具体的，相邻下部桁架2的下弦21依次固定连接，相邻上部桁架1的上弦11依次固定连接，上下相对的上部桁架1的直腹杆11与对应的下部桁架2的下弦21固定连接，上下相对的下部桁架2的斜腹杆22与对应的上部桁架1的上弦12固定连接。更进一步的，下部桁架2的下弦21与钢梁固定连接。
在具体安装时，挑桁架采用核心筒内的2台ZSL750动臂塔吊从近向远进行分段安装。悬挑桁架安装时，将桁架下弦和斜腹杆拼装好后一起安装，再安装上弦和直腹杆。每个桁架分段安装完成后，先将桁架之间的钢梁安装再安装下一个桁架分段。施工时由于悬挑长度较长，单根构件重量较大，且位于高空中，下部无法安装临时支撑，因此安装时需采用一定的临时措施保证单根构件安装的精度以及安全性。对于构件的接口处采用临时固定连接板、卡码。根据设计要求，悬挑大于3m的需按L/500进行起拱。根据悬挑长度，14、23、32、屋顶桁架端部起拱高度分别为46mm、20mm、20mm、56mm。
例如将14层悬挑桁架分为5端，如图2所示，各分段的上弦11、下弦21、直腹杆12和斜腹杆21均输送至现场，进行拼装后再吊装；具体吊装时按照分块1、斜腹杆、分块2、分块3、分块4至分块5；在连接位置设置连接板以及吊耳等用于连接。
本申请的超高层建筑大跨度悬挑平台吊装施工方法的实施例，包括：安装钢梁；
在钢梁上吊装悬挑层屋面桁架，包括步骤：
S1，将各个下弦21和对应的斜腹杆22拼装形成下部吊装分段，将各上弦11与对应的直腹杆12固定连接形成上部吊装分段。
具体的，在斜腹杆22的上部端部与下弦21之间可拆安装临时支撑管3，焊接固定下弦21和斜腹杆22后拆除临时支撑管3，完成下部吊装分段。
S2，上弦11、下弦21和斜腹杆22上均设置吊耳5，斜腹杆22的上部端部安装定位板6，下弦21的位于斜腹板倾斜的一端设置卡码7；连接板与斜腹杆22螺栓固定连接；吊耳5与上弦11/下弦21/斜腹杆22焊接固定连接。
具体的，上弦设置2个吊耳，下弦为避开斜腹杆需设置3个吊耳。吊耳与构件应采用全熔透二级焊缝。吊耳规格为PL20*200*200，每个吊耳设计能承受荷载为10t。桁架弦杆靠近8轴的一端设置3块卡码，卡码规格为PL20*150*350。桁架斜腹杆上端设置连接定位板，定位板规格为PL30*120*180，夹板规格为PL24*90*450，通过M24安装螺栓连接临时固定。
S3，吊装一个下部吊装分段，使下弦21与主体结构通过卡码固定，定位板6同时连接主体结构上部；
吊装一个下部吊装分段包括：靠近主体结构一端的吊耳5上用钢丝绳4吊装，远离主体结构一端用钢丝绳4连接葫芦吊装。吊装就位后，通过葫芦调整分段的位置进行校正定位。定位完成后通过桁架上的码板和定位板6将分段临时固定。
S4，焊接固定连接下弦21与主体结构，焊接固定连接斜腹板于主体结构。
S5，吊装上部吊装分段，使上弦11与主体结构或相邻上部吊装分段的上弦11固定连接，直腹杆12与下弦21固定连接。
S6，重复步骤S3至S5，依次吊装其余的下部桁架2和上部桁架1。
进一步的，超高层建筑大跨度悬挑平台吊装施工方法还包括钢梁的安装，钢梁为H型梁，钢梁上设置吊耳，具体选用ZSL850塔吊吊装，悬挑区主梁长度长、重量重，均设置吊耳，吊耳设置在距梁端1/3位置。5t以上钢梁吊耳规格为PL20*150*150，超过10t的钢梁采用PL20*200*200吊耳。
其中，本申请的具体实施例中，安装钢梁包括步骤：
S01，采用塔吊进行钢梁吊装至安装位置，采用销轴临时固定；采用钢丝绳与塔吊连接，且吊装时钢丝绳夹角小于等于60°；在吊装钢梁重量小于1吨的小次梁时，吊装时钢丝绳夹角小于等于90°。在具体吊装时，吊装前每根钢梁标出钢梁中线，钢梁就位时确保钢梁中心线对齐钢柱牛腿上的轴线，检查无误后正式起吊。在吊装过程中，当钢梁缓慢下落到接近安装部位时，采用带圆头的撬棍或销轴穿眼、对位。
S02，采用全站仪测量测量牛腿与钢梁的高低差并校正。具体的，采用全站仪测量测量牛腿与钢梁的高低差并校正，使钢骨梁无起拱要求：钢梁水平偏差为L/1000，且不应大于10.0mm。校正结束后及时在各连接节点处用临时定位板进行固定，以适应焊接变形调整的需要。
S03，采用高强螺栓固定钢梁；具体的，待钢梁安装就位，复测钢梁坐标无误后，进行腹板高强螺栓的施工。施工前检查连接板与腹板是否紧贴，高强螺栓是否能自由穿入螺栓孔，初步紧固完成后，采用扭剪型扭矩扳手对高强螺栓进行施拧。
S04，钢梁翼缘焊缝焊接，先焊下翼缘，后焊上翼缘，最后焊接钢梁的腹板。焊接时采取以CO2气体保护焊为主、手工电弧焊为辅的方式；钢梁的同一支柱节点上的对接焊缝要同时对称施焊；每一道对接焊缝应该先焊下翼缘，再焊上翼缘；同一支梁两端的对接焊缝不允许同时施焊。
在本申请的其他实施例中，在所述钢梁的长度大于15m小于25m时，即长度约为21m左右时，将钢梁分成两端并且两端之间通过连接板连接；具体吊装时，采用两台塔吊各吊一个分段同时吊装，重复步骤S7至S10，待分段对接完成再拆卸连接板。
高空大悬挑平台钢结构的吊装施工过程危险因素多，技术要求高，本申请通过提前设计，采取地面拼装，后分段起吊安装的方式，先后完成了悬挑层屋面桁架及悬挑区钢梁安装作业，顺利完成超长超高悬挑平台的施工，施工安全性和稳定性高。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种超高层建筑大跨度悬挑平台，其特征在于，包括：
钢梁；
悬挑层屋面桁架，所述悬挑层屋面桁架包括多个依次水平布置的上部桁架和与各所述上部桁架一一上下相对布置的下部桁架；
各所述上部桁架均包括上弦和与所述上弦垂直固定连接的直腹杆，各所述下部桁架均包括下弦和倾斜固定连接在所述下弦上的斜腹杆；
相邻所述下部桁架的下弦依次固定连接，相邻所述上部桁架的上弦依次固定连接，上下相对的所述上部桁架的直腹杆与对应的所述下部桁架的下弦固定连接，上下相对的所述下部桁架的斜腹杆与对应的上部桁架的上弦固定连接；
所述下部桁架的下弦与所述钢梁固定连接。
2.一种权利要求1所述的超高层建筑大跨度悬挑平台吊装施工方法，其特征在于，包括：
安装钢梁；
在钢梁上吊装悬挑层屋面桁架，包括步骤：
S1，将各个下弦和对应的斜腹杆拼装形成下部吊装分段，将各上弦与对应的直腹杆固定连接形成上部吊装分段；
S2，上弦、下弦和斜腹杆上均设置吊耳，斜腹杆的上部端部安装定位板，下弦的位于斜腹板倾斜的一端设置卡码；
S3，吊装一个所述下部吊装分段，使下弦与主体结构通过卡码固定，定位板同时连接主体结构上部；
S4，焊接固定连接下弦与主体结构，焊接固定连接斜腹板于主体结构；
S5，吊装上部吊装分段，使上弦与主体结构或相邻上部吊装分段的上弦固定连接，直腹杆与下弦固定连接；
S6，重复步骤S3至S5，依次吊装其余的下部桁架和上部桁架。
3.如权利要求2所述的超高层建筑大跨度悬挑平台吊装施工方法，其特征在于，所述钢梁的安装包括：所述钢梁为H型梁，所述钢梁上设置吊耳，包括步骤：
S01，采用塔吊进行钢梁吊装至安装位置，采用销轴临时固定；
S02，采用全站仪测量测量牛腿与钢梁的高低差并校正；
S03，采用高强螺栓固定钢梁；
S04，钢梁翼缘焊缝焊接，先焊下翼缘，后焊上翼缘，最后焊接钢梁的腹板。
4.如权利要求2所述的超高层建筑大跨度悬挑平台吊装施工方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：在斜腹杆的上部端部与下弦之间可拆安装临时支撑管，焊接固定下弦和斜腹杆后拆除临时支撑管，完成下部吊装分段。
5.如权利要求2所述的超高层建筑大跨度悬挑平台吊装施工方法，其特征在于，所述步骤S2中还包括：所述连接板与所述斜腹杆螺栓固定连接；
所述吊耳与所述上弦/所述下弦/所述斜腹杆焊接固定连接。
6.如权利要求2所述的超高层建筑大跨度悬挑平台吊装施工方法，其特征在于，所述步骤S3中，吊装一个所述下部吊装分段包括：靠近主体结构一端的吊耳上用钢丝绳吊装，远离主体结构一端用钢丝绳连接葫芦吊装。
7.如权利要求3所述的超高层建筑大跨度悬挑平台吊装施工方法，其特征在于，所述步骤S01中：
采用钢丝绳与塔吊连接，且吊装时钢丝绳夹角小于等于60°；在吊装钢梁重量小于1吨的小次梁时，吊装时钢丝绳夹角小于等于90°；
吊装过程中，当钢梁缓慢下落到接近安装部位时，采用带圆头的撬棍或销轴穿眼、对位。
8.如权利要求3所述的超高层建筑大跨度悬挑平台吊装施工方法，其特征在于，所述步骤S02中，采用全站仪测量测量牛腿与钢梁的高低差并校正，使钢骨梁无起拱要求：钢梁水平偏差为L/1000，且不应大于10.0mm。
9.如权利要求3所述的超高层建筑大跨度悬挑平台吊装施工方法，其特征在于，所述步骤S04还包括：焊接时采取以CO2气体保护焊为主、手工电弧焊为辅的方式；钢梁的同一支柱节点上的对接焊缝要同时对称施焊；每一道对接焊缝应该先焊下翼缘，再焊上翼缘；同一支梁两端的对接焊缝不允许同时施焊。
10.如权利要求3所述的超高层建筑大跨度悬挑平台吊装施工方法，其特征在于，在所述钢梁的长度大于15m小于25m时，将钢梁分成两端并且两端之间通过连接板连接；
采用两台塔吊各吊一个分段同时吊装，重复步骤S01至S04，待分段对接完成再拆卸连接板。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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