CN117306880A - 高层钢结构自提升折叠装置及操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供高层钢结构自提升折叠装置及操作方法，高层钢结构自提升折叠装置包括低层钢结构、高层钢结构、顶部临时支承、第一液压提升装置和第二液压提升装置，高层钢结构为一弧面形的网壳，网壳包括弧顶和弧顶两侧的周边支承，周边支承包括若干段支承桁架，顶部临时支承固定安装在低层钢结构的顶端，第一液压提升装置用于将高层钢结构提升至顶部临时支承处，周边支承的底部铰接在顶部临时支承上，周边支承的若干段支承桁架之间相互铰接，支承桁架和弧顶之间铰接，第二液压提升装置用于提升支承桁架和弧顶之间的转动节点。本发明先将高层钢结构由静定结构变成机动结构，整体提升到位后，再将机动结构变成静定结构，容易控制高层钢结构的质量。

Description

高层钢结构自提升折叠装置及操作方法

技术领域

本发明属于钢结构技术领域，尤其是涉及高层钢结构自提升折叠装置及操作方法。

背景技术

大跨度钢结构作为现代建筑中的一种重要形式，已经得到了广泛的应用。然而，传统的大跨度钢结构施工存在着很多困难和问题，例如施工速度慢、时间成本高、精度难以保证等等。为了解决这些问题，近年来出现了许多新的施工技术，其中折叠式技术就是一种比较受欢迎的技术。折叠式技术是指在制作大跨度钢结构时，将一整块钢板分成若干个小块，并通过多个铰链将它们连接在一起。这样可以方便运输和组装。具体优点如下：1.方便运输：折叠式技术可以将一整块钢板折叠成若干个小块，减小了单个钢板的尺寸。这样可以方便地运输到施工现场。2.节约时间和人力：与整块钢板相比，折叠式结构可以更快地组装，也更易于拆卸。这样可以节约很多时间和人力成本。3.适用范围广：折叠式技术可以应用于各种不同形状和大小的大跨度钢结构。

公告号为CN104652829B的专利文献公开了自提升折叠定位操作系统施工方法，拓为高耸塔架结构和多高层钢结构高空对接施工提供了方便，避免了每个对接位置都搭设焊接平台，保证高空对接精度和施工速度，能够广泛用于类似钢结构施工过程中。但是，由于无法使用较高高度的钢柱、利用滑轮无法进行大跨度的钢结构提升，故该技术方案只能够用于低层钢结构的提升，无法进行高层钢结构的提升。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题，提供高层钢结构自提升折叠装置及操作方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

高层钢结构自提升折叠装置，包括低层钢结构、高层钢结构、顶部临时支承、第一液压提升装置和第二液压提升装置，所述高层钢结构为一弧面形的网壳，所述网壳包括弧顶和弧顶两侧的周边支承，所述周边支承包括若干段支承桁架，顶部临时支承固定安装在低层钢结构的顶端，第一液压提升装置用于将高层钢结构提升至顶部临时支承处，周边支承的底部铰接在顶部临时支承上，周边支承的若干段支承桁架之间相互铰接，支承桁架和弧顶之间铰接，第二液压提升装置用于提升支承桁架和弧顶之间的转动节点。

作为一种优选的技术方案，顶部临时支承包括：支承平台和斜撑，所述支承平台固定安装在所述低层钢结构的顶部，所述斜撑的一端固定安装在所述低层钢结构的内侧，所述斜撑的另一端固定安装在所述支承平台的底部且该端位于支承桁架和弧顶之间转动节点的投影位置，所述斜撑设有两个，两个斜撑分别设置在所述支承平台的两端。

作为一种优选的技术方案，周边支承和顶部临时支承的铰接结构包括底板、六个液压油缸、顶板，底板固定设置在顶部临时支承上，六个液压油缸两两一组设置，每组液压油缸呈倒V形设置，每个液压油缸包括缸套和活塞杆，缸套和活塞杆滑动连接，液压油缸的内部设有油腔，三组液压油缸沿周向均匀设置，液压油缸的上下两端分别铰接在所述底板和顶板上，顶板与周边支承底部支承面处的转换板固定连接。

作为一种优选的技术方案，所述第一液压提升装置设有两个，第一液压提升装置安装在所述顶部临时支承上并连接在弧顶和支承桁架的节点处，所述第一液压提升装置包括液压提升器和钢绞线，两个第一液压提升器的钢绞线相互平行。

作为一种优选的技术方案，所述第二液压提升装置设有两个，第二液压提升装置安装在所述顶部临时支承上并连接在弧顶和支承桁架的节点处，第二液压提升装置包括千斤顶。

作为一种优选的技术方案，顶板上设有用于安装各铰接球的铰接球安装槽，顶板上沿周向均匀设有六个螺栓孔，螺栓孔经过顶板上相邻两个铰接球安装槽的中垂面，通过螺栓穿过螺栓孔后固定连接顶板和周边支承底部支承面处的转换板。

高层钢结构自提升折叠装置操作方法，包括以下步骤：

S1，安装低层钢结构；

S2，在低层钢结构的顶端固定安装顶部临时支承；

S3，顶部临时支承上安装液压提升装置；

S4，在顶部临时支承上安装高层钢结构，包括：

S41，安装第一液压提升装置，将高层钢结构通过第一液压提升装置提升至顶部临时支承处：

S42，将周边支承的底部铰接在顶部临时支承上；

S43，将网壳去掉部分杆件，使得周边支承的若干段支承桁架之间相互铰接，支承桁架和弧顶之间铰接；

S44，拆除第一液压提升装置，安装第二液压提升装置，利用第二液压提升装置对支承桁架和弧顶之间的转动节点进行提升；

S45，支承桁架和弧顶之间转动节点提升至最高高度后，补装去掉的杆件。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：

本发明的高层钢结构自提升折叠装置及操作方法，先将高层钢结构由静定结构变成机动结构，整体提升到位后，再将机动结构变成静定结构，容易控制高层钢结构的质量。在地面处组装网壳，胎架高度、强度及稳定性较好，容易控制杆件的空间位置；操作高度降低，高空作业的安全风险也得到了降低；操作架的搭设量很少，较大幅度地节约了成本；胎架搭设。构件吊运等所需的时间减少，从而能够缩短施工工期。

附图说明

图1为高层钢结构自提升折叠装置的结构示意图；

图2为弧顶提升过程中的结构示意图；

图3为高层钢结构提升和安装完毕的结构示意图；

图4为周边支承和顶部临时支承的铰接结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通技术人员在没有做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。

如图1-4所示，高层钢结构自提升折叠装置，包括低层钢结构I、高层钢结构II、顶部临时支承III、第一液压提升装置和第二液压提升装置，目的是将高层钢结构II提升和安装到低层钢结构I的顶端。所述高层钢结构II为一弧面形的网壳1，所述网壳1包括弧顶101和弧顶101两侧的周边支承102。所述周边支承102包括若干段支承桁架1021。

高层钢结构自提升折叠装置操作方法，包括：

S1，安装低层钢结构I；

S2，在低层钢结构I的顶端固定安装顶部临时支承III；

S3，顶部临时支承上安装液压提升装置；

S4，在顶部临时支承III上安装高层钢结构II，包括：

S41，安装第一液压提升装置，将高层钢结构II通过第一液压提升装置提升至顶部临时支承III处：

S42，将周边支承102的底部铰接在顶部临时支承III上；

S43，将网壳1去掉部分杆件，使得周边支承102的若干段支承桁架1021之间相互铰接，支承桁架1021和弧顶101之间铰接；

S44，拆除第一液压提升装置，安装第二液压提升装置，利用第二液压提升装置对支承桁架1021和弧顶101之间的转动节点进行提升；

S45，支承桁架1021和弧顶101之间转动节点提升至最高高度后，补装去掉的杆件。

步骤2中的顶部临时支承III包括：支承平台301和斜撑302。所述支承平台301固定安装在所述低层钢结构I的顶部，所述斜撑302的一端固定安装在所述低层钢结构I的内侧，所述斜撑302的另一端固定安装在所述支承平台301的底部且该端位于支承桁架1021和弧顶101之间转动节点的投影位置。所述斜撑302设有两个，两个斜撑302分别设置在所述支承平台301的两端。

由于第二液压提升装置安装在支承平台301上，故第二液压提升装置在对支承桁架1021和弧顶101之间转动节点进行提升的过程中，会对支承平台301产生压力。由于斜撑302的一端位于支承桁架1021和弧顶101之间转动节点的投影位置，故第二液压提升装置对支承平台301产生压力会通过斜撑302传递到低层钢结构I上，提升了支承平台301的强度。

步骤41中，所述第一液压提升装置设有两个，第一液压提升装置安装在所述支承平台301上并连接在弧顶101和支承桁架1021的节点处。所述第一液压提升装置包括液压提升器和钢绞线。两个第一液压提升器的钢绞线相互平行。在提升过程中弧顶101和两侧支承桁架1021的提升节点同步提升。

步骤42中，周边支承102和顶部临时支承III的铰接结构包括底板4、六个液压油缸5、顶板6。底板4固定设置在支承平台301上。底板4的四个角上设有四组螺栓孔，该螺栓孔的孔径为27mm，用于安装M24的高强螺栓。六个液压油缸5两两一组设置，共三组，每组液压油缸5呈倒V形设置。

每个液压油缸5包括缸套和活塞杆，缸套和活塞杆滑动连接，液压油缸5的内部设有油腔。三组液压油缸5沿周向均匀设置，液压油缸5活塞杆的上端通过铰接球铰接在顶板6的底端，液压油缸5缸套的下端通过铰接球铰接在底板4的上端。顶板6、底板4上分别设有用于安装各铰接球的铰接球安装槽。

顶板6上沿周向均匀设有六个螺栓孔，该螺栓孔的孔径为27mm，用于安装M24的高强螺栓。螺栓孔经过顶板6上相邻两个铰接球安装槽的中垂面，通过螺栓穿过螺栓孔后固定连接顶板6和周边支承102。顶板6与周边支承102底部支承面处的转换板固定连接。

六个液压气缸5的行程一致时，顶板6保持水平；控制六个液压气缸5的行程，使得顶板6的角度发生转变，与网壳1的变形角度相适应。

步骤44中，所述第二液压提升装置设有两个，第二液压提升装置安装在所述支承平台301上并连接在弧顶101和支承桁架1021的转动节点处。本实施例中，第二液压提升装置包括千斤顶。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.高层钢结构自提升折叠装置，其特征在于，包括低层钢结构、高层钢结构、顶部临时支承、第一液压提升装置和第二液压提升装置，所述高层钢结构为一弧面形的网壳，所述网壳包括弧顶和弧顶两侧的周边支承，所述周边支承包括若干段支承桁架，顶部临时支承固定安装在低层钢结构的顶端，第一液压提升装置用于将高层钢结构提升至顶部临时支承处，周边支承的底部铰接在顶部临时支承上，周边支承的若干段支承桁架之间相互铰接，支承桁架和弧顶之间铰接，第二液压提升装置用于提升支承桁架和弧顶之间的转动节点。

2.根据权利要求1所述的高层钢结构自提升折叠装置，其特征在于，顶部临时支承包括：支承平台和斜撑，所述支承平台固定安装在所述低层钢结构的顶部，所述斜撑的一端固定安装在所述低层钢结构的内侧，所述斜撑的另一端固定安装在所述支承平台的底部且该端位于支承桁架和弧顶之间转动节点的投影位置，所述斜撑设有两个，两个斜撑分别设置在所述支承平台的两端。

3.根据权利要求1或2所述的高层钢结构自提升折叠装置，其特征在于，周边支承和顶部临时支承的铰接结构包括底板、六个液压油缸、顶板，底板固定设置在顶部临时支承上，六个液压油缸两两一组设置，每组液压油缸呈倒V形设置，每个液压油缸包括缸套和活塞杆，缸套和活塞杆滑动连接，液压油缸的内部设有油腔，三组液压油缸沿周向均匀设置，液压油缸的上下两端分别铰接在所述底板和顶板上，顶板与周边支承底部支承面处的转换板固定连接。

4.根据权利要求1或2所述的高层钢结构自提升折叠装置，其特征在于，所述第一液压提升装置设有两个，第一液压提升装置安装在所述顶部临时支承上并连接在弧顶和支承桁架的节点处，所述第一液压提升装置包括液压提升器和钢绞线，两个第一液压提升器的钢绞线相互平行。

5.根据权利要求1或2所述的高层钢结构自提升折叠装置，其特征在于，所述第二液压提升装置设有两个，第二液压提升装置安装在所述顶部临时支承上并连接在弧顶和支承桁架的节点处，第二液压提升装置包括千斤顶。

6.根据权利要求3所述的高层钢结构自提升折叠装置，其特征在于，顶板上设有用于安装各铰接球的铰接球安装槽，顶板上沿周向均匀设有六个螺栓孔，螺栓孔经过顶板上相邻两个铰接球安装槽的中垂面，通过螺栓穿过螺栓孔后固定连接顶板和周边支承底部支承面处的转换板。

7.高层钢结构自提升折叠装置操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，安装低层钢结构；

S2，在低层钢结构的顶端固定安装顶部临时支承；

S3，顶部临时支承上安装液压提升装置；

S4，在顶部临时支承上安装高层钢结构，包括：

S41，安装第一液压提升装置，将高层钢结构通过第一液压提升装置提升至顶部临时支承处：

S42，将周边支承的底部铰接在顶部临时支承上；

S43，将网壳去掉部分杆件，使得周边支承的若干段支承桁架之间相互铰接，支承桁架和弧顶之间铰接；

S44，拆除第一液压提升装置，安装第二液压提升装置，利用第二液压提升装置对支承桁架和弧顶之间的转动节点进行提升；

S45，支承桁架和弧顶之间转动节点提升至最高高度后，补装去掉的杆件。