一種連續(xù)桁架多向受力結構局部抽空原位提升施工方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于建筑鋼結構【技術領域】，具體涉及一種連續(xù)桁架多向受力結構局部抽空原位提升施工方法，包括如下主要步驟：設計布置階段；計算分析階段；深化加工階段；現場拼裝階段；整體提升階段；補裝拆除階段。本發(fā)明具有科學先進、受力合理、構造簡單、施工方便、節(jié)點形式可靠等優(yōu)點。
【專利說明】一種連續(xù)桁架多向受力結構局部抽空原位提升施工方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑鋼結構【技術領域】，具體涉及一種連續(xù)桁架多向受力結構局部抽空原位提升施工方法。

【背景技術】
[0002]隨著我國經濟水平的提高，國家對基礎設施投入力度的加大，為緩解日益加劇的交通運輸壓力，高鐵、飛機成為輸送客流的大動脈。因此，大批大型客運交通樞紐需要擴建、新建。因公共建筑對大跨、大空間的需求，采用大跨空間結構形式的公共建筑如雨后春筍般涌現。大跨空間結構公共建筑不僅是一個城市的地標，同時也象征著一個國家的建筑技術水平。
[0003]大跨空間桁架結構，因其跨越能力強，空間整體受力性能好，且具有良好的抗震性能，越來越受工程師青睞。采用連續(xù)桁架多向受力結構的鋼屋蓋，隨著跨數、跨度、懸挑長度、安裝高度、重量逐步攀升；受力體系也由簡單的平面單向受力體系上升到空間多向受力體系。這些變化對安裝方案提出了更高的要求，新型施工工藝應運而生。
[0004]在傳統(tǒng)桁架結構施工中，通常采用分段吊裝、高空散裝、滑移等施工方法，但對大跨連續(xù)桁架多向受力結構，往往工期緊、多工種穿插作業(yè)，施工條件受限，作業(yè)空間狹小，常規(guī)施工方案已不能滿足工程需求。液壓同步提升技術具有施工速度快，安全性能高，經濟性好，保證工期和質量等優(yōu)點，在鋼結構行業(yè)中應用越來越廣泛。
[0005]提升是結構沿豎向的平行移動，提升結構在支承結構正上方，致使提升結構在就位前不可避免的與支承結構發(fā)生位置干涉，為避開支承結構的干涉，常采用以下方法:
1)結構拼裝階段水平坐標與設計水平坐標錯開，提升到設計標高后再水平滑移到設計位置；
2)將結構在支撐位置斷開，分段、分塊提升；
3)搭設臨時提升架或桅桿作為支承結構。
[0006]以上幾種常規(guī)方法分別存在操作復雜、結構整體性差、臨時措施量大等缺陷；因此，找到一種合理的施工方法越來越迫切。
[0007]有鑒于此，本發(fā)明提供一種連續(xù)桁架多向受力結構局部抽空原位提升施工方法，本案由此而生。


【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種安全性能高、經濟性好、保證工期和質量、操作簡單、結構整體性好的連續(xù)桁架多向受力結構局部抽空原位提升施工方法。
[0009]為實現上述目的，本發(fā)明的具體技術方案為:一種連續(xù)桁架多向受力結構局部抽空原位提升施工方法，包括如下步驟:
O設計布置階段:根據支承結構和提升結構空間位置關系，確定需要被抽空的腹桿和斷開的弦桿； 2)計算分析階段:建立結構整體模型，對提升施工過程進行施工模擬分析；
3)深化加工階段:根據空間放樣和計算結果，對提升結構和臨時加固系統(tǒng)進行深化設計；
4)現場拼裝階段:搭設拼裝胎架，整體拼裝提升結構，同步拼裝臨時加固系統(tǒng)，拼裝階段重點檢查臨時加固系統(tǒng)與提升結構之間的位置關系，保證拼裝精度；
5)整體提升階段:首先進行試提升，提升結構脫離胎架高度200mm，懸停24小時，對結構和液壓提升系統(tǒng)進行全方位檢查，確認無誤后進行正式提升；
6)補裝拆除階段:結構提升到設計標高后，補裝被抽空的腹桿和弦桿后裝段，全部桿件后裝完畢，焊縫探傷合格后，對稱拆除臨時加固系統(tǒng)。
[0010]進一步，所述設計布置階段，根據提升結構特點和提升工藝要求設計臨時加固系統(tǒng):布置弦桿平面回字形套箍和連接上下弦桿的V形撐；其中回字形套箍由兩個正方形組成，外圈大正方形與弦桿呈45°夾角，內圈小正方形垂直于弦桿，并支撐在大正方形四邊中點。
[0011]進一步，所述計算分析階段，計算模型采用加固后的模型，邊界約束按實際情況選取，荷載考慮恒載、活載、風荷載和不同步提升影響，采用加固后的模型進行施工模擬分析，并與原設計模型分析結果進行對比。
[0012]進一步，所述深化加工階段，回字形臨時臨時加固系統(tǒng)與桁架弦桿相貫焊接連接，在臨時加固系統(tǒng)桿件端部開設相貫口，相貫口弧度同主結構弦桿外徑。
[0013]進一步，所述補裝拆除階段，采用氣割方式切割，防止在氣割的時候損傷主結構弦桿，切割口距離弦桿外壁不小于1mm ;氣割完畢，將氣割口打磨平整，補涂油漆。
[0014]本發(fā)明具有諸多優(yōu)點與收益效果:
一、科學先進、受力合理:相對于傳統(tǒng)提升施工方法，避免了結構拼裝錯位，提升到設計標高后再滑移的繁瑣過程。臨時臨時加固系統(tǒng)由回字形加強套箍和V形撐組成，形式簡潔、輕巧?；刈中渭訌娞坠恐饕獋鬟f支座位置軸力，V形撐主要傳遞支座位置剪力。充分利用了三角形的穩(wěn)定性，并形成一個自平衡體系。加固桿件以受軸力為主，能充分發(fā)揮材料的強度。并保證了原結構的整體性，與設計狀態(tài)最為吻合。
[0015]二、構造簡單、施工方便:回字形加強套箍、V形撐與提升結構相貫焊連接。在深化加工階段開設相貫口，深化、加工便利?，F場拼裝階段焊接，施工方便。
[0016]三、節(jié)點形式可靠:相貫焊縫連接節(jié)點，傳力可靠，且對主結構影響小。
[0017]四、適應性強:可適應不同管徑、不同角度、長度的要求。
[0018]五、穩(wěn)定性好:回字形套箍中的小正方形對大正方形起到面外支撐作用，減小長細比，臨時加固系統(tǒng)穩(wěn)定性好。
[0019]六、經濟性好:減少了臨時措施用量，經濟性好。符合國家提出的可持續(xù)發(fā)展政策，同時對國家最新倡導的綠色環(huán)保建筑在施工方面也有了較好的響應與落實。
[0020]綜上所述，實踐證明，本發(fā)明在工程上取得了良好的效果，結構順利提升到位，從而完成了連續(xù)桁架多向受力結構局部抽空原位提升。
[0021]【專利附圖】

【附圖說明】書
圖1為本發(fā)明的結構提升點布置圖；
圖2是提升過程示意圖； 圖3是回字形套箍、支承結構與原結構位置關系示意圖；
圖4是V形撐、抽空桿件與原結構位置關系示意圖；
圖5是回字形加強套箍與V形撐共同組成的臨時加固系統(tǒng)示意圖；
圖6是原結構局部抽空的部分示意圖；
圖7是原結構局部抽空后的結構示意圖；
圖8是加固后的結構示意圖；
圖9是提升過程示意圖；
圖10是提升到設計位置、補裝后裝桿件前結構示意圖；
圖11是提升到設計標高后，補裝后裝桿件完畢、拆除提升系統(tǒng)示意；
圖12是拆除臨時加固系統(tǒng)，結構回歸到設計狀態(tài)示意圖。

【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明的實施例如圖1-12所示，對【具體實施方式】作進一步描述如下:
如圖1-12所示的一種連續(xù)桁架多向受力結構局部抽空原位提升施工方法是本發(fā)明的實施例之一。其總建筑面積達9.92萬Hf，地上二層、地下一層，局部設置夾層。主體結構形式為鋼筋混凝土框架結構加雙向鋼桁架結構，鋼屋蓋采用雙向正交正放桁架結構。桁架結構平面投影為矩形，桁架屋蓋南北長389.3m,東西長201m，東西向懸挑27.5m,南北向懸挑24.5m，最高點高度37.2m，最低點32.2m?；局W橫向為三跨，跨度為40m、66m、40m三者之和146m ;縱向最大柱距為53.lm。
[0023]鋼屋蓋采用“分區(qū)拼裝、分區(qū)提升”的安裝方案，拼裝位置位于屋蓋正下方9.85m標聞樓面，最大提升聞度21.85m,最大提升分區(qū)面積23500 m2,最大提升重量3300t。
[0024]本實施例包括四大部分:提升結構、支承結構、臨時加固系統(tǒng)和提升系統(tǒng)，其中提升結構為局部抽空的多向連續(xù)桁架，支承結構為鋼骨柱(含支座)，臨時加固系統(tǒng)由回字形套箍和V形撐組成，提升系統(tǒng)有提升架和液壓提升設備組成。
[0025]采用局部抽空原位提升施工方法，充分利用結構既有支承柱，將屋蓋在樓面拼裝，對干涉位置進行局部抽空和加固處理，再提升到設計標高，從而完成鋼屋蓋安裝。
[0026]具體步驟如下:
(O設計布置階段
結合圖1、2所示，根據提升結構的結構形式和施工方案，布置提升8 ;
結合圖3、4所示，根據支承結構9和提升結構10空間位置關系(圖2)，確定需要被抽空的腹桿5和斷開的弦桿2 (圖3、圖4)。通常，與支座7相連的腹桿5需要后裝，弦桿2設置后裝段6，后裝段6長度除滿足規(guī)范要求外，被歎奶效麼置磨.摩支座?邊沿的距離保持在200mm左右較為合適。
[0027]根據提升結構特點和提升工藝要求，布置弦桿2平面回字形套箍I和連接上下弦桿2的V形撐4。其中回字形套箍I由兩個正方形組成，外圈大正方形與弦桿2呈45°夾角，內圈小正方形垂直于弦桿2，并支撐在大正方形四邊中點，從而確定臨時加固系統(tǒng)11平面尺寸。在滿足提升工藝要求的前提下，回字形套箍I應盡可能小。
[0028](2)計算分析階段
建立結構整體模型，對提升施工過程進行施工模擬分析。計算模型采用加固后的模型(圖8)，邊界約束按實際情況選取，荷載考慮恒載、活載、風荷載和不同步提升影響。采用加固后的模型進行施工模擬分析，并與原設計模型(圖12)分析結果進行對比。結構內力、變形滿足提升施工要求。對附加應力較大的桿件進行替換，不僅確保了結構施工過程的安全性，更能保障結構使用狀態(tài)的安全性。
[0029]根據提升施工模擬分析，確定回字形加強套箍I和V形撐4的截面規(guī)格。考慮施工的便利性，回字形加強套箍I的管徑、壁厚宜略小于桁架弦桿，材質不低于主結構。
[0030](3)深化加工階段
根據空間放樣和計算結果，對提升結構10和臨時加固系統(tǒng)11進行深化設計?；刈中闻R時加固系統(tǒng)11與桁架弦桿相貫焊接連接。在臨時加固系統(tǒng)11桿件端部開設相貫口，相貫口弧度同主結構弦桿外徑。工廠加工時，利用相貫線切割機進行數控切割。主弦桿斷開位置應做成平面切口，全熔透對接焊接連接。
[0031]臨時加固系統(tǒng)同主結構一起深化、加工制作。
[0032](4)現場拼裝階段
拼裝平臺設置在屋蓋正下方；搭設拼裝胎架，整體拼裝提升結構10 (圖7)，同步拼裝臨時加固系統(tǒng)11 (圖5)。拼裝階段重點檢查臨時加固系統(tǒng)11與提升結構10之間的位置關系，保證拼裝精度。臨時加固系統(tǒng)11與弦桿2之間的焊縫100%探傷，焊縫質量要求滿足《鋼結構焊接規(guī)范》要求。拼裝階段、同步安裝提升系統(tǒng)。
[0033](5)整體提升階段
首先進行試提升，提升結構10脫離胎架高度200mm，懸停24小時，對結構和液壓提升系統(tǒng)進行全方位檢查，確認無誤后進行正式提升，按提升方案提升至設計標高(圖10 )。
[0034]液壓同步提升系統(tǒng)施工技術已非常成熟，此處不再贅述。
[0035](6)補裝拆除階段
結構提升到設計標高后，補裝被抽空的腹桿5和弦桿2后裝段6 (圖9)。全部桿件后裝完畢，焊縫探傷合格后，對稱拆除臨時加固系統(tǒng)11。采用氣割方式切割，防止在氣割的時候損傷主結構弦桿2，切割口距離弦桿2外壁不小于1mm ;氣割完畢，將氣割口打磨平整，補涂油漆。
[0036]結構回歸到設計狀態(tài)(圖10)，建筑效果還原初始設計形態(tài)。
[0037]上述實施例僅用于解釋說明本發(fā)明的構思，而非本發(fā)明權利保護的限定，凡利用此構思對本發(fā)明進行非實質性改動，比如提升結構為網架或其它網格結構、加強套箍由回字形改為口字型等，均應落入本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種連續(xù)桁架多向受力結構局部抽空原位提升施工方法，其特征在于，包括如下步驟: 設計布置階段:根據支承結構和提升結構空間位置關系，確定需要被抽空的腹桿和斷開的弦桿； 計算分析階段:建立結構整體模型，對提升施工過程進行施工模擬分析； 深化加工階段:根據空間放樣和計算結果，對提升結構和臨時加固系統(tǒng)進行深化設計； 現場拼裝階段:搭設拼裝胎架，整體拼裝提升結構，同步拼裝臨時加固系統(tǒng)，拼裝階段重點檢查臨時加固系統(tǒng)與提升結構之間的位置關系，保證拼裝精度； 整體提升階段:首先進行試提升，提升結構脫離胎架高度200mm，懸停24小時，對結構和液壓提升系統(tǒng)進行全方位檢查，確認無誤后進行正式提升； 補裝拆除階段:結構提升到設計標高后，補裝被抽空的腹桿和弦桿后裝段，全部桿件后裝完畢，焊縫探傷合格后，對稱拆除臨時加固系統(tǒng)。
2.根據權利要求1所述的一種連續(xù)桁架多向受力結構局部抽空原位提升施工方法，其特征在于:所述設計布置階段，根據提升結構特點和提升工藝要求設計臨時加固系統(tǒng):布置弦桿平面回字形套箍和連接上下弦桿的V形撐；其中回字形套箍由兩個正方形組成，夕卜圈大正方形與弦桿呈45°夾角，內圈小正方形垂直于弦桿，并支撐在大正方形四邊中點。
3.根據權利要求1所述的一種連續(xù)桁架多向受力結構局部抽空原位提升施工方法，其特征在于:所述計算分析階段，計算模型采用加固后的模型，邊界約束按實際情況選取，荷載考慮恒載、活載、風荷載和不同步提升影響，采用加固后的模型進行施工模擬分析，并與原設計模型分析結果進行對比。
4.根據權利要求1所述的一種連續(xù)桁架多向受力結構局部抽空原位提升施工方法，其特征在于:所述深化加工階段，回字形臨時加固系統(tǒng)與桁架弦桿相貫焊接連接，在臨時加固系統(tǒng)桿件端部開設相貫口，相貫口弧度同主結構弦桿外徑。
5.根據權利要求1所述的一種連續(xù)桁架多向受力結構局部抽空原位提升施工方法，其特征在于:所述補裝拆除階段，采用氣割方式切割，防止在氣割的時候損傷主結構弦桿，切割口距離弦桿外壁不小于1mm;氣割完畢，將氣割口打磨平整，補涂油漆。
【文檔編號】E04G21/14GK104196246SQ201410425419
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權日:2014年8月27日
【發(fā)明者】周國軍, 婁峰, 王留成, 徐德號, 鄒航, 俞福利, 葉翔, 陳君 申請人:浙江精工鋼結構集團有限公司