CN117328687A - 一种钢结构-混凝土组合结构的安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢结构‑混凝土组合结构的安装方法，属于建筑施工技术领域。在步骤1中，根据钢结构‑混凝土组合结构，确定组合箱梁的焊接孔、排气孔、灌浆孔的位置；在步骤3中，在拼装组合箱梁时，预留焊接孔、排气孔、灌浆孔；在步骤4中，将组合箱梁吊装在框架部分上就位后，对钢管混凝土柱内浇筑混凝土，并且在组合箱梁两侧的负弯矩区范围内对组合箱梁内浇筑混凝土。根据本发明的钢结构‑混凝土组合结构的安装方法能在钢结构‑混凝土组合结构的施工中进行更有效的加固。

Description

一种钢结构-混凝土组合结构的安装方法

技术领域

本发明涉及建筑施工的技术领域，特别涉及一种钢结构-混凝土组合结构的安装方法。

背景技术

大跨度钢结构-混凝土组合结构多应用于公路、市政桥梁工程，在建筑领域应用较少。大跨度钢结构-混凝土组合结构相比传统的大跨度钢桁架结构，同时具备了钢结构和混凝土结构的优点，充分利用了两种结构材料的特性，按照最合理的组合形成一种新型的结构体系，具有构件刚度大、抗扭抗倾覆能力强、耐腐性能与防火性能高的优点，同时又具有构件跨度大、重量轻、延性好、增加建筑净空高度等优点。

但钢结构-混凝土组合结构施工过程中，施工安全风险因素较多、交接频繁且质量控制难度大，特别是存在临时支撑数量大，支撑高空作业风险大的问题，在钢结构-混凝土组合结构的施工中应采取措施进行加固。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢结构-混凝土组合结构的安装方法，以便在钢结构-混凝土组合结构的施工中进行更有效的加固。

为实现上述目的，根据本发明的一方面，本发明提供了一种钢结构-混凝土组合结构的安装方法，钢结构-混凝土组合结构包括：地下劲性结构、钢结构、和混凝土结构；其中，地下劲性结构设置在地面下方用于支撑钢结构和混凝土结构；钢结构包括框架部分、组合箱梁、和钢筋桁架楼承板；混凝土结构包括组合楼板；组合楼板包括叠合板和混凝土；钢结构设置在地面上位于地下劲性结构的上方；框架部分包括牛腿和钢管混凝土柱，牛腿设置为穿过钢管混凝土柱并且与组合箱梁的端部连接，钢管混凝土柱的一端具有注浆孔；混凝土结构设置在组合箱梁上，所述安装方法包括：步骤1，根据施工现场条件确定组合箱梁的节点的形式、和组合箱梁的分段尺寸；步骤2，安装工装预埋件、胎架和框架部分；步骤3，安装组合箱梁，安装组合箱梁包括：在胎架上拼装组合箱梁，将组合箱梁吊装在框架部分上；步骤4，在组合箱梁的节点浇筑混凝土；步骤5，在组合箱梁上安装组合楼板并进行组合楼板浇筑。特别地，在步骤1中，根据钢结构-混凝土组合结构，确定组合箱梁的焊接孔、排气孔、灌浆孔的位置；在步骤3中，在拼装组合箱梁时，预留焊接孔、排气孔、灌浆孔；在步骤4中，将组合箱梁吊装在框架部分上就位后，对钢管混凝土柱内浇筑混凝土，并且在组合箱梁两侧的负弯矩区范围内对组合箱梁内浇筑混凝土。

优选地，在步骤2中，在安装胎架前，根据地下劲性结构的顶板承载力进行回顶设置；

优选地，在步骤2中，框架部分安装完成之后，框架部分上的框架楼板采用钢筋桁架楼承板。

优选地，在步骤3中，组合箱梁的安装过程包括：对组合箱梁进行分段拼装；组合箱梁牵引滑移就位；组合箱梁小间隙同步提升；组合箱梁对接口焊接。

优选地，在组合箱梁的安装过程中，预留的焊接孔、排气孔、灌浆孔中的一部分后焊。

优选地，在组合箱梁的安装过程中，通过设置提升架、油缸、提升吊耳进行小间隙同步提升。

优选地，在步骤5中，通过吊装支架吊装预制的叠合板。

优选地，吊装支架包括支架主体和孔板，其中，支架主体为大体长方体，孔板为带有孔的板材，多个孔板分别设置在支架主体的顶面和底面的大体矩形的四个角部。

优选地，孔板垂直于支架主体的顶面和底面。

优选地，在步骤5中，在叠合板安装就位之后，在组合箱梁两侧负弯矩区范围内在组合箱梁上方设置抗拔不抗剪栓钉。

根据本发明的钢结构-混凝土组合结构安装方法中，先进行结构深化设计为施工提供便利条件，然后进行场地设置并安装两侧框架部分，再进行组合箱梁钢结构施工至设计位置，待钢结构施工检测合格后进行节点灌灰，之后进行叠合板吊装，最后楼板浇筑。这样既保证了钢结构-混凝土组合结构安装精度，又保证了整体施工的相互交接，同时本施工方案发挥了最优的经济性，并且在钢结构-混凝土组合结构的安装过程中提供更有效的加固。

附图说明

图1是根据本发明一实施方式的钢结构-混凝土组合结构的示意性透视图，其中一部分组合箱梁已安装；

图2 是根据本发明一实施方式进行回顶的示意性透视图；

图3是根据本发明一实施方式的钢管混凝土柱和组合箱梁的示意性主视图；

图4是沿图3中的方向A-A观察的视图；

图5是根据本发明的一实施方式的钢管混凝土柱的示意性透视图；

图6是根据本发明的一实施方式的吊装支架和叠合板的示意性透视图。

主要附图标记说明：

1-地下劲性结构；2-钢结构；3-框架部分；4-组合箱梁；5-叠合板；6-钢管混凝土柱；7-牛腿；8-注浆孔；9-灌浆孔；10-排气孔；11-焊接孔；12-负弯矩区；13-吊装支架；14-抗拔不抗剪栓钉；15-脚手架；16-支架主体；17-孔板。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

现在，将参照附图更详细地描述根据本公开的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，钢结构-混凝土组合结构包括：地下劲性结构1、钢结构2、和混凝土结构（未示出）。地下劲性结构1设置在地面下方，用于支撑钢结构2和混凝土结构。钢结构2包括框架部分3、组合箱梁4、和钢筋桁架楼承板（未示出）。混凝土结构包括组合楼板（未示出）。组合楼板包括叠合板5和混凝土。钢结构2设置在地面上位于地下劲性结构1的上方。如图5所示，框架部分3包括牛腿7和钢管混凝土柱6，牛腿7设置为穿过钢管混凝土柱6并且与组合箱梁4的端部连接，钢管混凝土柱6的一端具有注浆孔8。混凝土结构设置在组合箱梁4上。

具体地，地下劲性结构1还用于安装工装预埋件，工装预埋件用于钢结构等的安装。框架部分3用于支撑组合箱梁4，组合箱梁4安装在框架部分3的牛腿7上。钢筋桁架楼承板铺设在框架部分3上。

一般地，钢结构-混凝土组合结构的安装方法主要包括以下步骤。

步骤1，根据施工现场条件确定组合箱梁4的节点的形式、和组合箱梁4的分段尺寸。步骤1是前期的结构深化设计，提前为施工工艺确定开孔，方便工序的交接。

步骤2，安装工装预埋件、胎架和框架部分3。具体地，步骤2包括进行地下劲性结构1的施工及工装预埋件的安装，再拼装胎架和轨道。在胎架上进行组合箱梁4等的拼装，组合箱梁4在轨道上被牵引滑移到预定位置。

步骤3，在胎架上拼装组合箱梁4，将组合箱梁4吊装在框架部分3上。在步骤3中进行组合箱梁4的拼装。该拼装是地面拼装，可以保证精度为后续无间隙竖直提升创造有利条件。随后牵引组合箱梁4进行水平滑移运输，到预定位置后进行竖直提升安装。

步骤4，在组合箱梁4的节点浇筑混凝土。步骤4中，在组合箱梁4提升完毕后对钢结构-混凝土组合结构进行节点浇筑，这样，既保证了钢结构-混凝土组合结构安装的顺利进行的同时，又保证了整体施工的安全性及施工质量，同时本施工方案发挥了最优的经济性。

步骤5，在组合箱梁4上安装组合楼板并进行组合楼板浇筑。

特别地，为了在钢结构-混凝土组合结构安装过程中进行更有效的加固，根据本发明的一实施方式的钢结构-混凝土组合结构的安装方法中还包括以下内容。

优选地，在步骤1中，在深化设计时，在组合箱梁4两侧的负弯矩区12范围内，确定焊接孔11、排气孔10、灌浆孔9，以便在后面的步骤中对组合箱梁内部浇筑混凝。

优选地，如图2所示，在步骤2中，在安装胎架前，根据地下劲性结构1的顶板承载力进行回顶设置。在安装框架部分3时，使得牛腿7的间距满足组合箱梁4进行小间隙提升。具体地，需要通过全站仪对精度进行控制，尤其是两侧的框架部分3中钢管混凝土柱6垂直度不超过3mm，以保证拼装后钢梁与牛腿7边间隙控制在10～13mm。优选地，框架部分3的楼板采用钢筋桁架楼承板形式。

优选地，步骤3包括：对组合箱梁4进行分段拼装；将拼装后的组合箱梁4牵引滑移就位；将就位的组合箱梁4小间隙同步提升；组合箱梁4进行对接口焊接。

特别地，步骤3包括：

1）在组合箱梁4牵引滑移前，使用水平尺检查轨道水平度，高差不超过5mm，轨道下方自密实砂浆浇筑并保证强度。

2）组合钢箱梁牵引滑移时，各移运器行程差不超过10mm。

3）提升组合箱梁4前，在安装提升油缸和地锚支架时，准确定位，要求提升油缸安装点与下部提升点投影误差小于5mm。

4）提升组合箱梁4前，提升架加劲板位置要准确，需要与油缸、钢柱及后方拉接管受力形心一致，允许偏差±5mm。

5）提升组合箱梁4前，提升架立柱及拉接钢管需全融透一级焊缝标准，焊缝外观质量及焊缝检测合格。

6）提升组合箱梁4时，提升油缸位置与吊耳位置必须在同一铅垂线上，准确定位，确保水平偏差小于3mm。

示例性地，根据本发明的方法安装，将130吨组合箱梁4分7段进行拼装，拼装中需设置灌浆孔9、排气孔10等为下道工序提供便利。对组合箱梁进行预先起拱，确定起拱形态及变形，在加工时两段对接口根据变形调整，保证组合箱梁4小间隙提升就位。在步骤3中，需将130吨组合箱梁4水平滑移22米-112米，另外，水平滑移前需安装完成轨道的安装，并顶升置换移运器，使用水平尺检查轨道水平度，检查轨道下方自密实砂浆浇筑情况保证轨道强度，滑移到位后顶升置换200工字钢。根据本实施例的钢结构-混凝土组合结构的安装方法所采用的顶升置换方案不仅能保障施工作业安全，还能解决拼装焊接应力集中问题。

在对组合箱梁4进行分段拼装和对组合箱梁4进行对接口焊接时，一部分设置的焊接孔11在组合箱梁4浇筑之后进行焊接，以便观测组合箱梁4内的浇筑情况。

优选地，如图3和图4所示，步骤4包括：将组合箱梁4吊装在框架部分3上之后，在组合箱梁4两端的负弯矩区12范围内，利用步骤1中设置的灌浆孔9在组合箱体的内部浇筑混凝土至排气孔10溢出混凝土。同时，如图5所示，在钢管柱中浇筑混凝土至排气孔10溢出混凝土。需要说明的是，在灌浆前，进行混凝土同比例试验构件浇筑验证密实度的可行性再进行施工。施工过程中通过观灌浆孔9和排气孔10了解箱体内浇筑情况，浇筑完毕后分别封闭灌浆孔9和排气孔10。

在步骤4中，需确保节点浇筑的混凝土密实度满足设计要求。

优选地，在步骤5中，在吊装预制叠合板5过程中有成品保护措施。具体地，成品保护措施为设置吊装支架13。如图6所示，吊装支架13包括支架主体16和孔板17。支架主体16为大体长方体，孔板17为带有孔的板材。多个孔板17分别设置在支架主体16的顶面和底面的大体矩形的四个角部。孔板17垂直于支架主体16的顶面和底面，以便吊装叠合板5时，通过使吊装带穿过孔板17上的孔使吊装带（例如，钢丝绳）垂直于叠合板5上的吊点的位置。也就是说，吊装叠合板5时，吊装带与叠合板5顶面或底面的夹角为大体90度。吊装支架13上的孔板对称布置使得受力均匀。

在叠合板5初步安装就位后，采取保证构件稳定的临时固定措施。例如，借助吊车绷紧吊装带，但叠合板不脱离支座，然后施工人员调整搁置长度，例如通过撬棍。搁置长度为50mm，每块板吊装就位后偏差不得大于2mm，累计误差≤5mm。

在步骤5中，如图5所示，除了组合箱梁4箱体内浇筑混凝土外，在组合箱梁4两侧的负弯矩区12范围内，在组合箱梁4上方设置抗拔不抗剪栓钉14。

最后，进行钢筋绑扎，并对楼板进行混凝土浇筑。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种钢结构-混凝土组合结构的安装方法，钢结构-混凝土组合结构包括：地下劲性结构（1）、钢结构（2）、和混凝土结构；其中，地下劲性结构（1）设置在地面下方用于支撑钢结构（2）和混凝土结构；钢结构（2）包括框架部分（3）、组合箱梁（4）、和钢筋桁架楼承板；混凝土结构包括组合楼板；组合楼板包括叠合板（5）和混凝土；钢结构（2）设置在地面上位于地下劲性结构（1）的上方；框架部分（3）包括牛腿（7）和钢管混凝土柱（6），牛腿（7）设置为穿过钢管混凝土柱（6）并且与组合箱梁（4）的端部连接，钢管混凝土柱（6）的一端具有注浆孔（8）；混凝土结构设置在组合箱梁（4）上，所述安装方法包括：

步骤1，根据施工现场条件确定组合箱梁（4）的节点的形式、和组合箱梁（4）的分段尺寸；

步骤2，安装工装预埋件、胎架和框架部分（3）；

步骤3，安装组合箱梁（4），安装组合箱梁（4）包括：在胎架上拼装组合箱梁（4），将组合箱梁（4）吊装在框架部分（3）上；

步骤4，在组合箱梁（4）的节点浇筑混凝土；

步骤5，在组合箱梁（4）上安装组合楼板并进行组合楼板浇筑；

其特征在于，

在步骤1中，根据钢结构-混凝土组合结构，确定组合箱梁（4）的焊接孔（11）、排气孔（10）、灌浆孔（9）的位置；

在步骤3中，在拼装组合箱梁（4）时，预留焊接孔（11）、排气孔（10）、灌浆孔（9）；

在步骤4中，将组合箱梁（4）吊装在框架部分（3）上就位后，对钢管混凝土柱（6）内浇筑混凝土，并且在组合箱梁（4）两侧的负弯矩区（12）范围内对组合箱梁（4）内浇筑混凝土。

2.根据权利要求1所述的安装方法，其特征在于，

在步骤2中，在安装胎架前，根据地下劲性结构（1）的顶板承载力进行回顶设置。

3.根据权利要求1所述的安装方法，其特征在于，

在步骤2中，框架部分（3）安装完成之后，框架部分（3）上的框架楼板采用钢筋桁架楼承板进行安装。

4.根据权利要求1所述的安装方法，其特征在于，

在步骤3中，组合箱梁的安装包括：对组合箱梁（4）进行分段拼装；组合箱梁（4）牵引滑移就位；组合箱梁（4）小间隙同步提升；组合箱梁（4）对接口焊接。

5.根据权利要求4所述的安装方法，其特征在于：

在组合箱梁（4）的安装过程中，预留的焊接孔（11）、排气孔（10）、灌浆孔（9）中的一部分后焊。

6.根据权利要求4所述的安装方法，其特征在于：

在组合箱梁（4）的安装过程中，通过设置提升架、油缸、提升吊耳进行小间隙同步提升。

7.根据权利要求1所述的安装方法，其特征在于，

在步骤5中，通过吊装支架（13）吊装预制的叠合板（5）。

8.根据权利要求7所述的安装方法，其特征在于，

吊装支架（13）包括支架主体（16）和孔板（17），其中，支架主体（16）为大体长方体，孔板（17）为带有孔的板材，多个孔板（17）分别设置在支架主体（16）的顶面和底面的大体矩形的四个角部。

9.根据权利要求8所述的安装方法，其特征在于，

孔板（17）垂直于支架主体（16）的顶面和底面。

10.根据权利要求1所述的安装方法，其特征在于，

在步骤5中，在叠合板（5）安装就位之后，在组合箱梁（4）两侧负弯矩区（12）范围内在组合箱梁（4）上方设置抗拔不抗剪栓钉（14）。