CN211948529U - 一种多腔体巨柱地脚螺栓群的定位支架 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多腔体巨柱地脚螺栓群的定位支架，属于超高层建筑的技术领域，本实用新型提供一种多腔体巨柱地脚螺栓群的定位支架，包括钢套板、位于钢套板下方的钢网格托架、连接钢套板和钢网格托架的十字形斜撑以及设置在网格托架下的支腿；钢套板上设置有芯柱预留孔和螺杆定位孔；地脚螺栓的底部锚板焊接在钢网格托架上，穿过钢套板上的螺杆定位孔。上述定位支架，具有良好的强度，能实现地脚螺栓群的精确定位。

Description

一种多腔体巨柱地脚螺栓群的定位支架

技术领域

本实用新型属于超高层建筑的技术领域，具体公开了一种多腔体巨柱地脚螺栓群的定位支架。

背景技术

随着国内超高层建筑被越来越广泛地应用，框架剪力墙结构作为超高层建筑的抗侧力体系，其框架柱的形式也日趋复杂多样，除了传统的内设钢骨、外包钢筋混凝土的无腔或者单腔体巨柱，还有内设钢骨外连钢管、中间做钢筋混凝土夹芯的多腔体巨柱。

由于多腔体巨柱自身的复杂性，其柱脚下地脚螺栓群的精确定位安装遇到诸多有代表性的问题：1、地脚螺栓数量多，各螺杆的相对位置精度及穿孔率不易保证；2、地脚螺栓锚固长度大，各螺杆的垂直度不易保证；3、地脚螺栓单个重量大，精确定位及牢靠安装不易。

专利CN109137963A公开了一种用于地脚螺栓群定位的固定架体及其施工方法，固定架体主要包括由多根立柱和横杆围合而成的、上下贯通的框架，框架的顶部设有环形面板，框架的中部间隔安设有与环形面板平行的第一定位板和第二定位板；所述环形面板上间隔开设有多个螺栓安装孔，地脚螺栓依次穿过第二定位板、第一定位板，以及环形面板.上的螺栓定位孔，与螺母配合；所述立柱的下端与预埋于钢结构巨柱的基础垫层内的埋件板相连；框架同侧面内的立柱之间设有斜拉杆；环形面板上增设有横向和纵向的加强杆；环形面板.上间隔开设有多个冒气孔。

上述专利设计固定架体，采用环形面板、第一定位板和第二定位板对地脚螺栓进行定位，采用立柱和横杆提供支撑力，地脚螺栓精准安装在固定架体上，两者形成一个整体，最终通过调整固定架体与钢结构巨柱的位置进行整体校正，实现地脚螺栓的预埋精度，利用固定架体，施工简单且地脚螺栓的定位准确度更高。但是环形面板、第一定位板和第二定位板独立设置，强度有待加强。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多腔体巨柱地脚螺栓群的定位支架，具有良好的强度，能实现地脚螺栓群的精确定位。

为实现上述目的，本实用新型提供一种多腔体巨柱地脚螺栓群的定位支架，包括钢套板、位于钢套板下方的钢网格托架、连接钢套板和钢网格托架的十字形斜撑以及设置在网格托架下的支腿；钢套板上设置有芯柱预留孔和螺杆定位孔；地脚螺栓的底部锚板焊接在钢网格托架上，穿过钢套板上的螺杆定位孔。

进一步地，钢套板的底面焊接有支撑框。

进一步地，上述定位支架还包括围绕支腿设置的横向支撑。

进一步地，位于钢网格托架四个角点上的支腿上设置有斜撑杆。

进一步地，钢套板上设置有灌浆排气孔。

进一步地，钢套板的制作精度要求如下：

制孔的直径应满足：D=（d+1）±0.5mm，其中：D表示孔径，d表示螺栓直径；

相邻两螺杆定位孔的中心距偏差应小于1.0mm；

制孔的轴线偏差应小于1.0mm；

任意两螺杆定位孔的中心距偏差应小于1.5mm。

进一步地，钢套板下挠精度要求：各地脚螺栓的螺杆顶部下挠值应小于1.0mm。

进一步地，钢网格托架和支撑框均由角钢焊接而成；支腿为H型钢；横向支撑为扁钢；斜撑杆为钢筋。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的定位支架，通过在钢套板和钢网格托架之间设置十字形斜撑有效增强了整体的结构强度，应用虚拟预拼装BIM软件（TEKLA）将每根多腔体巨柱的地脚螺栓群及其定位支架进行整体拟合，根据软件中提供的虚拟参数，待成组的地脚螺栓群制作完成后，将其与定位支架做成整体构件，并根据拟合值给出工厂修整参数，提供各螺栓的补偿量，直至各地脚螺栓的空间定位精度达到要求，实现了地脚螺栓群的精确定位。

附图说明

图1为多腔体巨柱地脚螺栓群的定位支架的结构示意图；

图2为图1所示定位支架的平面图；

图3为图1所示定位支架中钢套板的结构示意图；

图4为带地脚螺栓群的首节巨柱的示意图；

图5为坐标转换术的示意图；

图6为多腔体巨柱地脚螺栓群的杆顶控制点水平坐标。

图中：1-钢套板；1.1-芯柱预留孔；1.2-螺杆定位孔；1.3-灌浆排气孔；2-钢网格托架；3-十字形斜撑；4-支腿；5-地脚螺栓；6-支撑框；7-横向支撑；8-斜撑杆；100-首节巨柱。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

本实施例提供一种多腔体巨柱地脚螺栓群的定位支架，包括钢套板1、位于钢套板1下方的钢网格托架2、连接钢套板1和钢网格托架2的十字形斜撑3以及设置在网格托架2下的支腿4；钢套板1上设置有芯柱预留孔1.1、螺杆定位孔1.2和灌浆排气孔1.3；地脚螺栓5的底部锚板焊接在钢网格托架2上，穿过钢套板1上的螺杆定位孔1.2。

钢套板1作为定位支架的首要组成部分，对成组的地脚螺栓群各螺杆之间的水平相对位置及各螺杆的出丝高度进行整体定位。工厂制作时需要根据地脚螺栓群的分布特点，选用合理厚度的薄钢板作为钢套板母板进行数控下料切割，在其上开设螺杆定位孔1.2、芯柱预留孔1.1以及灌浆排气孔1.3，并紧贴其下焊接水平角钢焊接成的支撑框6来提高钢套板1的平面外刚度，以满足钢套板1的制孔及下挠精度要求。将钢套板1沿着垂直于地脚螺栓群的方向套入后，调整各螺杆的杆顶标高至同一水平面并留出设计好的出丝高度，对二者进行焊接固定。

进一步地，钢套板1的制作精度要求如下：

制孔的直径应满足：D=（d+1）±0.5mm，其中：D表示孔径，d表示螺栓直径；

相邻两螺杆定位孔的中心距偏差应小于1.0mm；

制孔的轴线偏差应小于1.0mm；

任意两螺杆定位孔的中心距偏差应小于1.5mm。

进一步地，钢套板1下挠精度要求：各地脚螺栓5的螺杆顶部下挠值应小于1.0mm。

进一步地，上述定位支架还包括围绕支腿4设置的横向支撑7。

进一步地，位于钢网格托架2四个角点上的支腿4上设置有斜撑杆8。

进一步地，钢网格托架2和支撑框6均由角钢焊接而成；支腿4为H型钢；横向支撑7为扁钢；斜撑杆8为钢筋。

实施例2

本实施例提供一种多腔体巨柱地脚螺栓群精确定位安装方法，本方法在以往工程经验的基础上，对多腔体巨柱地脚螺栓群的定位支架提出了明确的概念设计，制定结构合理的定位支架，就地脚螺栓群各螺杆的水平相对位置关系、出丝高度、垂直度、空间整体稳定性及现场安装的便捷性实施精准预控。

现场安装时，筏板基础钢筋笼上预设支腿定位钢板以便定位支架能够快速就位，同时设定地脚螺栓群的四根角杆作为控制杆，通过全站仪测控其顶部中心点的三维坐标并配合现场的安装措施，进行地脚螺栓群控制点的精确定位调整和安装，由于定位支架的加工定位误差和运输、吊装中产生的偏差，对地脚螺栓群的其余螺杆分别进行全站仪测控和精确定位调整，并在混凝土浇筑的过程中，对地脚螺栓群实施全程监控，以及混凝土浇筑完毕后，实施复测记录，以完成对多腔体巨柱地脚螺栓群的精确定位安装。

具体步骤如下所述。

1、多腔体巨柱地脚螺栓群工厂精确定位预拼

应用虚拟预拼装BIM软件（TEKLA）将每根多腔体巨柱的地脚螺栓群及其定位支架进行整体拟合，根据软件中提供的虚拟参数，待成组的地脚螺栓群制作完成后，将其与定位支架做成整体构件，并根据拟合值给出工厂修整参数，提供各螺栓的补偿量，直至各地脚螺栓的空间定位精度达到要求。

1.1、钢套板的设计

钢套板1作为定位支架的首要组成部分，对成组的地脚螺栓群各螺杆之间的水平相对位置及各螺杆的出丝高度进行整体定位。工厂制作时需要根据地脚螺栓群的分布特点，选用合理厚度的薄钢板作为钢套板母板进行数控下料切割，在其上开设螺杆定位孔、芯柱预留孔以及灌浆排气孔，并紧贴其下焊接水平角钢方框支撑来提高钢板的平面外刚度，以满足薄钢板的制孔及下挠精度要求。将钢套板沿着垂直于地脚螺栓群的方向套入后，调整各螺杆的杆顶标高至同一水平面并留出设计好的出丝高度，对二者进行焊接固定。

钢套板1制作精度要求如下：

1、制孔的直径应满足：D=（d+1）±0.5mm（其中：D表示孔径，d表示螺栓直径）；

2、相邻两孔的中心距偏差应小于1.0mm；

3、制孔的轴线偏差应小于1.0mm；

4、任意两孔的中心距偏差应小于1.5mm。

钢套板1下挠精度要求：各螺杆顶部下挠值应小于1.0mm。

1.2、下部支撑件的设计

为了保证地脚螺栓群的垂直度及空间整体稳定性，将各个地脚螺栓的底部锚板焊接于角钢制成的水平井字形钢网格托架2上，并在钢网格托架2与上部钢套板1之间的四个立面分别设置十字形的角钢斜撑。

考虑到地脚螺栓群出丝高度的控制及其支架现场安装的方便性，在钢网格托架2的底部设置一定数量的H型钢作为支腿。

2、多腔体巨柱地脚螺栓群现场精确定位安装

由定位支架固定的多腔体巨柱地脚螺栓群以及定位支架下部支腿的定位钢板运至现场实施预埋前，需要获取各测控点的三维点坐标，为此采用坐标转换技术，并建立三级测控网。

2.1、坐标转换技术

二次深化BIM模型中给出的各点三维坐标属于设计师自建的用户坐标系（UCS），坐标简洁且易获取，而现场已知的控制点三维坐标(在CAD建筑施工总平面图中已标注)属于世界坐标系（WCS），形式复杂且数量较少，为了便于现场测控，在CAD总平图中嵌入结构施工蓝图，并建立与二次深化BIM模型一致的用户坐标系，以此将已知点的世界坐标转化为BIM模型中的用户坐标，如图4所示。

2.2、三级测控网的建立

将已知的水平坐标控制点、标高控制点作为首级测量控制网，复测首级控制网的点位精度，测量点位之间的边长距离和夹角，计算点位误差。经复测闭合后，结合图纸尺寸，将测量控制点投测到地脚螺栓群附近以便于观测测量，根据需要建立三级测量控制网及传递点位。

2.3、支腿定位钢板预埋

在测量控制点上架设全站仪，对定位支架下部支腿底面的两根正交的惯性轴布设地样线控制点，采取弹墨线的方式打出定位轴线，并采取量距的方法复核相邻定位点间的尺寸。定位钢板上预设正交的十字定位线，移动定位钢板，使其上的十字定位线与地样大轴线在正交的两个方向完全重合，架设水准仪测控定位钢板的上表面标高，调整定位钢板的标高位置和水平度至完全符合设计预定值，将定位钢板焊接固定于土建已经架设好的钢筋笼上，为防止焊接变形，即时找两个焊工分别从两个方向同时施焊，焊接应力控制在构件发生偏差±2mm以内。

在砼浇捣时应派至少两名测量员实时监控支腿定位钢板的位置偏差，一旦发现较大误差，应及时调校正确。

2.4、定位支架及地脚螺栓群控制点的精确定位安装

将多腔体巨柱地脚螺栓群的定位支架吊置于预埋的支腿定位钢板上，对准支腿底面的两根正交惯性轴与定位钢板上的十字定位线，进行定位支架及其螺栓群的基本就位，并选择地脚螺栓群的四根角杆形成的几何中心点作为定位支架及其螺栓群基本就位的校核点，采用全站仪实时监控。

以多腔体巨柱地脚螺栓群四根角杆的顶部中心点作为四个控制点，采用全站仪观测控制点的水平坐标（图5）并配合倒链调整地脚螺栓群的水平位置，调整到位后，观测控制点的标高并配合竖向千斤顶调整地脚螺栓群的竖向高度，经过几次循环，待地脚螺栓群的四个控制点精确就位后，进行轴线网和标高复测，确认无误后，将定位支架的支腿焊接于定位钢板上，并对支架底部进行加固处理，保证在后续钢筋混凝土施工过程中地脚螺栓群支架不发生移动。

2.5、地脚螺栓群所有杆的精确定位安装

采用全站仪测控地脚螺栓群各螺杆顶的水平坐标、标高、垂直度以及整体平整度，并作好资料记录，根据实际的偏差值采取割焊等措施进行纠偏，确保各螺杆的精确就位固定。

在混凝土浇灌前应再次复核埋件位置，复核无误后方可进行混凝土浇筑。混凝土浇灌前螺纹上要涂黄油并缠上胶带，浇灌过程中，要对其进行监控，防止螺杆损伤。对已安装就位但产生弯曲变形的地脚螺栓，多腔体巨柱安装前应将已弯曲变形的螺杆调直，已损伤的螺牙修复。

多腔体巨柱地脚螺栓群定位安装的精度要求：

1、预埋件中心线的允许偏差：±3mm；

2、支撑面标高允许偏差：±1mm；

3、相邻两柱支承面高差允许偏差：3mm；

4、最高与最低支承平面高差允许偏差：5mm；

5、预埋支架钢套板的平面度允许偏差：1mm；

6、混凝土在浇筑过程中，安排专人负责测控，若发现控制点位偏移，立即配合土建进行纠偏；

7、混凝土浇筑完成后，立即进行二次测量。一旦发现偏移量超过允许偏差，即刻做出记录。

实施效果：

多腔体巨柱地脚螺栓群精确定位、牢靠安装，各螺杆的水平、标高定位偏差均小于1.0mm、垂直度偏差均小于1.5mm，且各螺杆的穿孔率达到100%，出丝精确，成型美观。

社会效益：

该工艺完善地提出了多腔体巨柱地脚螺栓群精确定位安装方法，从工厂制作到现场安装，层层落实定位安装质量，对多腔体巨柱地脚螺栓群定位支架的概念设计进行了明确，并制定科学合理的现场精确定位安装流程，从而有力地保证脚螺栓群的定位安装精度，缩短地脚螺栓群的安装时间，并大幅度降低人工费用成本，可在全社会范围内推广使用。

经济效益：

经核算，节约人工费约10万元，节约工期约8天。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种多腔体巨柱地脚螺栓群的定位支架，其特征在于，包括钢套板、位于钢套板下方的钢网格托架、连接钢套板和钢网格托架的十字形斜撑以及设置在网格托架下的支腿；

所述钢套板上设置有芯柱预留孔和螺杆定位孔；

地脚螺栓的底部锚板焊接在钢网格托架上，穿过钢套板上的螺杆定位孔。

2.根据权利要求1所述的多腔体巨柱地脚螺栓群的定位支架，其特征在于，所述钢套板的底面焊接有支撑框。

3.根据权利要求2所述的多腔体巨柱地脚螺栓群的定位支架，其特征在于，还包括围绕支腿设置的横向支撑。

4.根据权利要求3所述的多腔体巨柱地脚螺栓群的定位支架，其特征在于，位于钢网格托架四个角点上的支腿上设置有斜撑杆。

5.根据权利要求1所述的多腔体巨柱地脚螺栓群的定位支架，其特征在于，所述钢套板上设置有灌浆排气孔。

6.根据权利要求1所述的多腔体巨柱地脚螺栓群的定位支架，其特征在于，所述钢套板的制作精度要求如下：

制孔的直径应满足：D=（d+1）±0.5mm，其中：D表示孔径，d表示螺栓直径；

相邻两螺杆定位孔的中心距偏差应小于1.0mm；

制孔的轴线偏差应小于1.0mm；

任意两螺杆定位孔的中心距偏差应小于1.5mm。

7.根据权利要求6所述的多腔体巨柱地脚螺栓群的定位支架，其特征在于，钢套板下挠精度要求：各地脚螺栓的螺杆顶部下挠值应小于1.0mm。

8.根据权利要求4所述的多腔体巨柱地脚螺栓群的定位支架，其特征在于，钢网格托架和支撑框均由角钢焊接而成；

支腿为H型钢；

横向支撑为扁钢；

斜撑杆为钢筋。

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