專利名稱：平面鋼桁架整體提升中的側向加固結構及整體提升方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種大跨度鋼桁架的吊裝方法和在吊裝過程中所采取的臨時加固結構，尤其是一種在地面拼裝、整體吊裝到安裝位置的吊裝方法和在吊裝過程中所采取的臨時加固結構。
背景技術：
中國傳統(tǒng)古建筑以其外觀古樸莊重、曲線流暢多變在世界建筑史上具有舉足輕重的地位。在我國傳統(tǒng)古建筑領域中，大部分為木結構、磚木結構或磚石結構。而在新興的仿古建筑領域因受木材資源短缺及傳統(tǒng)工藝的局限，傳統(tǒng)古建筑結構已不能滿足現(xiàn)代建筑中大跨度、大懸臂的特殊要求。鋼結構體系由于連接簡單，造型多樣，不受跨度和高度限制，受 到了建筑師、結構工程師的青睞。而鋼結構體系的施工過程往往采用整體提升的技術方案，然而對于大跨度的平面鋼桁架，由于其側向穩(wěn)定性較差，無法滿足整體提升的要求，因此，尋找一種臨時加固措施，確保施工過程中的穩(wěn)定性，是實現(xiàn)采用大跨度鋼結構構件的安全施工的不要保障。在鋼結構整體提升過程中，現(xiàn)有的工程結構構件跨度較小，只需按照常規(guī)的施工流程采取常規(guī)的施工措施即可安全吊裝，但是，對于大跨度的構件，在吊裝工程中會存在結構在提升過程中的穩(wěn)定性問題，如果不采取相應的施工措施，在吊裝過程容易發(fā)生被吊裝構件的旋轉、偏離吊裝位置等問題，從而導致構件不能快速、準確的吊裝至擬吊裝位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種平面鋼桁架整體提升中的側向加固結構及整體提升方法，要解決大跨度構側向穩(wěn)定性差，容易發(fā)生扭轉導致結構在安裝之前產(chǎn)生內(nèi)應力的技術問題；并解決大跨度結構在整體吊裝過程如何確保在空中不發(fā)生旋轉以及偏離吊裝位置的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案
一種平面鋼桁架整體提升中的側向加固結構，包括上弦桿加固裝置和下弦桿加固裝置，兩者通過斜向鋼管連接為一體，
所述上弦桿加固裝置包括兩根內(nèi)通梁，兩根外通梁、兩根下通梁、上大橫梁、下橫梁、上小橫梁和立柱，所述內(nèi)通梁和外通梁平行設置在同一水平面，兩者之間通過上大橫梁拉結，兩根內(nèi)通梁之間通過上小橫梁連接，下橫梁設置在上小橫梁正下方，其與上小橫梁支撐有立柱，相鄰下橫梁之間通過兩根下通梁連接，所述下橫梁和外通梁外端部通過拉結斜撐，形成上大下小的倒梯形桁架，其中下橫梁、上小橫梁和立柱圍合為的矩形圍箍將上弦桿限位在其內(nèi)；
所述下弦桿加固裝置由上限位梁、下限位梁和側限位立管組成，所述上限位梁和下限位梁平行上下對應設置，兩者端部分別支頂有側限位立管，形成矩形限位框，將下弦桿限制在其內(nèi)。
所述內(nèi)通梁、外通梁和相鄰的上大橫梁形成的矩形框，且在矩形框內(nèi)連續(xù)或間隔設置有水平斜撐。所 述斜向鋼管通過焊接在外通梁外側面的上連接板與上弦桿加固裝置連接，通過焊接在側限位立管側面的下連接板與下弦桿加固裝置連接。所述立柱底部與小橫梁通過螺栓連接。一種采用任意一項所述的平面鋼桁架整體提升中的側向加固結構的平面鋼桁架整體提升方法，步驟如下
步驟一，在平面鋼桁架擬安裝位置正下方地面上，設置拼裝胎具，同時進行平面鋼桁架地面組對；
步驟二，對拼裝好的平面鋼桁架進行采用側向加固結構進行加固；
步驟三，在擬安裝位置處的已就位結構的端部安裝提升牛腿工裝；
步驟四，將提升下錨點設置在平面鋼桁架的上弦桿上，并在上弦桿上安裝下錨點工裝，同時在提升牛腿工裝安裝穿芯式液壓千斤頂；
步驟五，在提升牛腿工裝周圍搭設操作腳手架，將鋼絞線一端穿過穿芯式液壓千斤頂，另一端與桁架下錨點工裝固定；
步驟六，啟動動力設備將平面鋼桁架緩慢提升使其脫離拼裝胎具；
步驟七，逐步整體提升平面鋼桁架至擬安裝位置；
步驟八，將平面鋼桁架端部與已就位結構對齊，并焊接平面鋼桁架下弦桿、下弦桿與已就位結構的預留接口焊接，實現(xiàn)平面鋼桁架與已就位結構的合攏；
步驟九，拆除平面鋼桁架的端部臨時支撐，安裝斜腹桿并將其兩端分別與下弦桿和下弦桿焊接；
步驟十，對完成安裝的平面鋼桁架進行探傷；
步驟十一，探傷合格后對提升設備卸載，拆除提升設備、提升牛腿工裝、提升下錨點工裝以及平面鋼桁架的側向加固結構。所述步驟三中提升牛腿包括支撐短鋼柱、懸臂短梁和支撐加勁肋板，所述支撐短鋼柱的底面通過預埋件與已就位結構端部頂面固定，所述懸臂短梁一端擱置在支撐短鋼柱上表面與其固定連接，另一端向外懸挑，其懸挑端在吊裝支撐位置處設置支撐加勁肋板有它與支撐短鋼柱之間形成倒L型，倒L型夾角處設置有加腋板，所述懸臂短梁的固定端支撐有斜向鋼支柱，所述斜向鋼支柱的底端通過預埋件與與已就位結構頂面固定。所述步驟三中提升牛腿包括支撐短鋼柱、懸臂短梁和支撐加勁肋板，所述支撐短鋼柱的底面通過預埋件與已就位結構端部頂面固定，所述懸臂短梁一端擱置在支撐短鋼柱上表面與其固定連接，另一端向外懸挑，其懸挑端在吊裝支撐位置處設置支撐加勁肋板，并與支撐短鋼柱之間形成倒L型，倒L型夾角處設置有加腋板，所述支撐短鋼柱朝向已就位結構側設置有與支撐短鋼柱平行的結構柱，所述支撐短鋼柱和懸臂短梁的固定端分別通過固定組件與結構柱水平拉結。所述固定組件由至少一個穿墻螺栓和貼在結構柱外表面的一組背向設置的山型抱箍組成，靠支撐短鋼柱、懸臂短梁一側的山型抱箍的爪插入支撐短鋼柱和懸臂短梁內(nèi)對其形成水平拉結。所述步驟六中平面鋼桁架緩慢提升脫離拼裝胎具的過程中，同時將壓載梁及時壓載在拼裝胎具上。與現(xiàn)有技術相比本發(fā)明具有以下特點和有益效果
首先，整體吊裝技術是鋼結構中常采取的施工手段，但是目前的規(guī)范和施工經(jīng)驗只適合較小跨度的鋼結構構件，本發(fā)明通過在施工過程為針對側向穩(wěn)定性差無法滿足整體吊裝的要求，在提升前設計臨時的側向加固結構，來增加擬吊裝的鋼結構構件的側向剛度，確保在施工過程中整體穩(wěn)定性。其次，在側向加固結構的中，為控制加固結構在上弦桿長度方向的位移，下弦桿加固裝置和上弦桿加固裝置分別對下弦桿和上弦桿形成全方位的限位，確保了吊裝過程中的整體穩(wěn)定性。
再者，針對跨度較大的鋼構件，提升中空中的穩(wěn)定性差的技術問題，將提升下錨點設置在上弦桿件上，由此產(chǎn)生的提升牛腿不能利用結構上弦桿件的問題，通過在已就位結構上單獨做臨時提升牛腿工裝全面確保了提升的安全性。另外，由于現(xiàn)有的整體吊裝中均無臨時提升牛腿工裝，本發(fā)明所提供的臨時提升牛腿工裝的結構形式通過在懸臂短梁的固定端支撐有斜向鋼支柱，并使其底端通過預埋件與已就位結構頂面固定，形成穩(wěn)定的三角支撐，避免了在吊裝過程中牛腿的傾覆，確保了吊裝安全；通過在支撐短鋼柱、懸臂短梁形成的倒L型夾角處設置有加腋板，防止在懸臂短梁剛度較小支撐短鋼柱剛度較大的情況下，在提升過程中懸臂短梁端部受力過大而發(fā)生彎折；通過在懸臂短梁懸挑端在吊裝支撐位置處設置支撐加勁肋板，避免吊裝過程由于豎向荷載過大，導致懸臂短梁被壓壞；在支撐短鋼柱朝向已就位結構側設置有與支撐短鋼柱平行的結構柱的情況下，采用至少由一個穿墻螺栓和貼在結構柱外表面的一組背向設置的山型抱箍組成的固定組件，確保了牛腿與結構柱的可靠連接，且便于施工完成后的牛腿拆除。本發(fā)明可廣泛應用于大跨度平面鋼桁架的整體吊裝施工。


下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。 圖I是上桁架加固裝置的平面圖。圖2是圖I的A-A剖視圖。圖3是圖I側視圖。圖4是上桁架加固裝置和下桁架加固裝置組合后形成的側向加固結構側視圖。圖5是吊裝施工方法中步驟五不意圖。圖6是吊裝施工方法中步驟六不意圖。圖7是吊裝施工方法中步驟七和步驟八不意圖。圖8是吊裝施工方法中步驟九不意圖。圖9是提升牛腿實施例一。圖10是提升牛腿實施例二。圖11是圖10的俯視圖。附圖標記1 一上內(nèi)通梁、2 —水平斜撐、3 —上小橫梁、4 一下橫梁、5 —斜向鋼管、6 一外通梁、7 —上大橫梁、8 —立柱、9 一上弦桿、10 —拉結斜撐、11 一螺栓、12 —下弦桿、13 一上箍梁、14 一下箍梁、15 —側限位立管、16 —下通梁、17 —上連接板、18 —下連接板、19 一端部臨時支撐、20 —斜腹桿、21 —提升牛腿工裝、21. I 一懸臂短鋼梁、21. 2 一支撐短鋼柱、21. 3 一斜向鋼支柱、21. 4 一加腋板、21. 5 一預埋件、21. 6 一支撐加勁肋板、21. 7 一結構柱、21. 8 一穿墻螺栓、21. 9 一山型抱箍、22 —穿芯式液壓千斤頂、23 —鋼絲繩、24 —拼裝胎具、25 —已就位結構。
具體實施例方式實施例參見圖I至圖4所示，一種平面鋼桁架整體提升中的側向加固結構，其特征在于包括上弦桿加固裝置和下弦桿加固裝置，兩者通過斜向鋼管5連接為一體，
所述上弦桿加固裝置包括兩根內(nèi)通梁1，兩根外通梁6、兩根下通梁16、上大橫梁7、下橫梁4、上小橫梁3和立柱8，所述內(nèi)通梁I和外通梁6平行 設置在同一水平面，兩者之間通過上大橫梁7拉結，兩根內(nèi)通梁I之間通過上小橫梁3連接，下橫梁4設置在上小橫梁3正下方，其與上小橫梁3支撐有立柱8，相鄰下橫梁4之間通過兩根下通梁16連接，所述下橫梁4和外通梁6外端部通過拉結斜撐10，形成上大下小的倒梯形桁架，其中下橫梁4、上小橫梁3和立柱8圍合為的矩形圍箍將上弦桿9限位在其內(nèi)；
所述下弦桿加固裝置由上限位梁13、下限位梁14和側限位立管15組成，所述上限位梁13和下限位梁14平行上下對應設置，兩者端部分別支頂有側限位立管15，形成矩形限位框，將下弦桿12限制在其內(nèi)。所述內(nèi)通梁I、外通梁6和相鄰的上大橫梁7形成的矩形框，且在矩形框內(nèi)連續(xù)或間隔設置有水平斜撐2。所述斜向鋼管5通過焊接在外通梁6外側面的上連接板17與上弦桿加固裝置連接，通過焊接在側限位立管15側面的下連接板18與下弦桿加固裝置連接。所述立柱8底部與小橫梁3通過螺栓11連接。—種采用上述平面鋼桁架整體提升中的側向加固結構的平面鋼桁架整體提升方法，步驟如下
步驟一，在平面鋼桁架擬安裝位置正下方地面上，設置拼裝胎具24，同時進行平面鋼桁架地面組對；
步驟二，對拼裝好的平面鋼桁架進行采用側向加固結構進行加固；
步驟三，在擬安裝位置處的已就位結構25的端部安裝提升牛腿工裝21 ；
步驟四，將提升下錨點設置在平面鋼桁架的上弦桿9上，并在上弦桿9上安裝下錨點工裝，同時在提升牛腿工裝21安裝穿芯式液壓千斤頂22 ；
步驟五，參見圖5，在提升牛腿工裝21周圍搭設操作腳手架，將鋼絞線23—端穿過穿芯式液壓千斤頂22，另一端與桁架下錨點工裝固定；
步驟六，參見圖6，啟動動力設備將平面鋼桁架緩慢提升使其脫離拼裝胎具24 ;平面鋼桁架緩慢提升脫離拼裝胎具24的過程中，同時將壓載梁及時壓載在拼裝胎具24上；步驟七，參見圖7，逐步整體提升平面鋼桁架至擬安裝位置；
步驟八，參見圖7，將平面鋼桁架端部與已就位結構25對齊，并焊接平面鋼桁架下弦桿12、下弦桿9與已就位結構25的預留接口焊接，實現(xiàn)平面鋼桁架與已就位結構25的合攏；步驟九，參見圖8，拆除平面鋼桁架的端部臨時支撐19，安裝斜腹桿20并將其兩端分別與下弦桿12和下弦桿9焊接；步驟十，對完成安裝的平面鋼桁架進行探傷；
步驟十一，探傷合格后對提升設備卸載，拆除提升設備、提升牛腿工裝21、提升下錨點工裝以及平面鋼桁架的側向加固結構。所述步驟三中提升牛腿21參見圖9，包括支撐短鋼柱21. 2、懸臂短梁21. I和支撐加勁肋板21. 6，所述支撐短鋼柱21. 2的底面通過預埋件21. 5與已就位結構25端部頂面固定，所述懸臂短梁21. I 一端擱置在支撐短鋼柱21. 2上表面與其固定連接，另一端向外懸挑，其懸挑端在吊裝支撐位置處設置支撐加勁肋板21. 6有它與支撐短鋼柱21. 2之間形成倒L型，倒L型夾角處設置有加腋板21. 4，所述懸臂短梁I的固定端支撐有斜向鋼支柱3，所述斜向鋼支柱3的底端通過預埋件5與與已就位結構10頂面固定。所述步驟三中提升牛腿21參見圖10和圖11，包括支撐短鋼柱21. 2、懸臂短梁21. I和支撐加勁肋板21. 6，所述支撐短鋼柱21. 2的底面通過預埋件21. 5與已就位結構25端部頂面固定，所述懸臂短梁21. I 一端擱置在支撐短鋼柱21. 2上表面與其固定連接，另一端向外懸挑，其懸挑端在吊裝支撐位置處設置支撐加勁肋板21. 6，并與支撐短鋼柱21. 2之間形成倒L型，倒L型夾角處設置有加腋板21. 4，所述支撐短鋼柱21. 2朝向已就位結構25側設置有與支撐短鋼柱21. 2平行的結構柱21. 7，所述支撐短鋼柱21. 2和懸臂短梁21. I的固定端分別通過固定組件與結構柱21. 7水平拉結。所述固定組件由至少一個穿墻螺栓21. 8和貼在結構柱21. 7外表面的一組背向設置的山型抱箍21. 9組成，靠支撐短鋼柱 21. 2、懸臂短梁21. I —側的山型抱箍21. 9的爪插入支撐短鋼柱21. 2和懸臂短梁21. I內(nèi)對其形成水平拉結。
權利要求
1.ー種平面鋼桁架整體提升中的側向加固結構，其特征在于包括上弦桿加固裝置和下弦桿加固裝置，兩者通過斜向鋼管(5)連接為一體， 所述上弦桿加固裝置包括兩根內(nèi)通梁(1)，兩根外通梁(6)、兩根下通梁(16)、上大橫梁(7)、下橫梁(4)、上小橫梁(3)和立柱(8)，所述內(nèi)通梁(I)和外通梁(6)平行設置在同一水平面，兩者之間通過上大橫梁(7)拉結，兩根內(nèi)通梁(I)之間通過上小橫梁(3)連接，下橫梁(4)設置在上小橫梁(3)正下方，其與上小橫梁(3)支撐有立柱(8)，相鄰下橫梁(4)之間通過兩根下通梁(16)連接，所述下橫梁(4)和外通梁(6)外端部通過拉結斜撐(10)，形成上大下小的倒梯形桁架，其中下橫梁(4)、上小橫梁(3)和立柱(8)圍合為的矩形圍箍將上弦桿(9)限位在其內(nèi)； 所述下弦桿加固裝置由上限位梁(13)、下限位梁(14)和側限位立管(15)組成，所述上限位梁(13)和下限位梁(14)平行上下對應設置，兩者端部分別支頂有側限位立管(15)，形成矩形限位框，將下弦桿(12)限制在其內(nèi)。
2.根據(jù)權利要求I所述的平面鋼桁架整體提升中的側向加固結構，其特征在于所述內(nèi)通梁(I)、外通梁(6)和相鄰的上大橫梁(7)形成的矩形框，且在矩形框內(nèi)連續(xù)或間隔設置有水平斜撐(2)。
3.根據(jù)權利要求I所述的平面鋼桁架整體提升中的側向加固結構，其特征在于所述斜向鋼管(5)通過焊接在外通梁(6)外側面的上連接板(17)與上弦桿加固裝置連接，通過焊接在側限位立管(15)側面的下連接板(18)與下弦桿加固裝置連接。
4.根據(jù)權利要求I所述的平面鋼桁架整體提升中的側向加固結構，其特征在于所述立柱(8)底部與小橫梁(3)通過螺栓(11)連接。
5.ー種采用權利要求I 4任意ー項平面鋼桁架整體提升方法，其特征在干步驟如下 步驟一，在平面鋼桁架擬安裝位置正下方地面上，設置拼裝胎具(24)，同時進行平面鋼桁架地面組對； 步驟ニ，對拼裝好的平面鋼桁架進行采用側向加固結構進行加固； 步驟三，在擬安裝位置處的已就位結構(25)的端部安裝提升牛腿エ裝(21)； 步驟四，將提升下錨點設置在平面鋼桁架的上弦桿(9)上，并在上弦桿(9)上安裝下錨點エ裝，同時在提升牛腿エ裝(21)安裝穿芯式液壓千斤頂(22); 步驟五，在提升牛腿エ裝(21)周圍搭設操作腳手架，將鋼絞線(23)—端穿過穿芯式液壓千斤頂(22)，另一端與桁架下錨點エ裝固定； 步驟六，啟動動力設備將平面鋼桁架緩慢提升使其脫離拼裝胎具(24); 步驟七，逐步整體提升平面鋼桁架至擬安裝位置； 步驟八，將平面鋼桁架端部與已就位結構(25)對齊，并焊接平面鋼桁架下弦桿(12)、下弦桿(9)與已就位結構(25)的預留接ロ焊接，實現(xiàn)平面鋼桁架與已就位結構(25)的合攏； 步驟九，拆除平面鋼桁架的端部臨時支撐(19)，安裝斜腹桿(20)并將其兩端分別與下弦桿(12)和下弦桿(9)焊接； 步驟十，對完成安裝的平面鋼桁架進行探傷； 步驟十一，探傷合格后對提升設備卸載，拆除提升設備、提升牛腿エ裝(21)、提升下錨點エ裝以及平面鋼桁架的側向加固結構。
6.根據(jù)權利要求5所述的平面鋼桁架整體提升方法，其特征在于所述步驟三中提升牛腿(21)包括支撐短鋼柱(21. 2)、懸臂短梁(21. I)和支撐加勁肋板(21. 6)，所述支撐短鋼柱(21. 2)的底面通過預埋件(21. 5)與已就位結構(25)端部頂面固定，所述懸臂短梁(21. I) 一端擱置在支撐短鋼柱(21. 2)上表面與其固定連接，另一端向外懸挑，其懸挑端在吊裝支撐位置處設置支撐加勁肋板(21. 6)有它與支撐短鋼柱(21. 2)之間形成倒L型，倒L型夾角處設置有加腋板(21. 4)，所述懸臂短梁(I)的固定端支撐有斜向鋼支柱(3)，所述斜向鋼支柱(3)的底端通過預埋件(5)與與已就位結構(10)頂面固定。
7.根據(jù)權利要求5所述的平面鋼桁架整體提升方法，其特征在于所述步驟三中提升牛腿(21)包括支撐短鋼柱(21. 2)、懸臂短梁(21. I)和支撐加勁肋板(21. 6)，所述支撐短鋼柱(21. 2)的底面通過預埋件(21. 5)與已就位結構(25)端部頂面固定，所述懸臂短梁(21. I) 一端擱置在支撐短鋼柱(21. 2)上表面與其固定連接，另一端向外懸挑，其懸挑端在吊裝支撐位置處設置支撐加勁肋板(21. 6)，并與支撐短鋼柱(21. 2)之間形成倒L型，倒L型夾角處設置有加腋板(21. 4)，所述支撐短鋼柱(21. 2)朝向已就位結構(25)側設置有與支撐短鋼柱(21. 2)平行的結構柱(21. 7)，所述支撐短鋼柱(21. 2)和懸臂短梁(21. I)的固定端分別通過固定組件與結構柱(21. 7)水平拉結。
8.根據(jù)權利要求7所述的平面鋼桁架整體提升方法，其特征在于所述固定組件由至少ー個穿墻螺栓(21. 8)和貼在結構柱(21. 7)外表面的一組背向設置的山型抱箍(21. 9)組成，靠支撐短鋼柱(21. 2)、懸臂短梁(21. I) —側的山型抱箍(21. 9)的爪插入支撐短鋼柱(21. 2)和懸臂短梁(21. I)內(nèi)對其形成水平拉結。
9.根據(jù)權利要求5所述的平面鋼桁架整體提升方法，其特征在于所述步驟六中平面鋼桁架緩慢提升脫離拼裝胎具(24)的過程中，同時將壓載梁及時壓載在拼裝胎具(24)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種平面鋼桁架整體提升中的側向加固結構及整體提升方法，所述側向加固結構包括上弦桿加固裝置和下弦桿加固裝置，兩者通過斜向鋼管連接為一體，其中，所述上弦桿加固裝置包括兩根內(nèi)通梁，兩根外通梁、兩根下通梁、上大橫梁、下橫梁、上小橫梁和立柱，所述下弦桿加固裝置由上限位梁、下限位梁和側限位立管組成。通過采取特定結構形式的側向加固結構以及將下錨點設置在平面結構的鋼桁架的上弦桿上，并在上錨點位置設置輔助的提升牛腿工裝，從而優(yōu)化了現(xiàn)有鋼桁架整體吊裝的施工方法，有效地保證了大跨度平面鋼桁架整體安裝的施工質(zhì)量和安全性?？蓮V泛的應用于各種大跨度鋼結構吊裝施工中。
文檔編號E04G21/24GK102661054SQ20121016192
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月23日 優(yōu)先權日2012年5月23日
發(fā)明者倪金華, 吳剛, 李世龍, 杜衛(wèi)華, 羅瓊英, 艾杰, 邊繼國, 鄒恩陽, 陳小茹, 韓友強 申請人:中建二局第三建筑工程有限公司, 北京市設備安裝工程集團有限公司