CN107060070A - 荷载转移装置及用该装置吊装钢连廊的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了荷载转移装置及用该装置吊装钢连廊的施工方法，荷载转移装置包括埋件、横向荷载转移钢梁、纵向荷载转移钢梁和拼装胎架。所述钢连廊连接在已经建好的主体结构之间，在钢连廊的设计标高处安装预装杆件,预装杆件上设置有提升平台,并在提升平台上安装液压提升器；拼装荷载转移装置；使用汽车吊在拼装胎架上拼装钢连廊。将拼装好的钢连廊通过液压提升技术提至标高。该施工方法突破了钢连廊地面拼装施工受自身重量限制的瓶颈，钢连廊的设计重量可大大增加，为设计院设计出的大空间、结构各异、超重型钢连廊完成地面拼装提供可能。

Description

荷载转移装置及用该装置吊装钢连廊的施工方法

技术领域

本发明涉及建筑钢结构安装施工技术领域，特别涉及荷载转移装置及用该装置吊装钢连廊的施工方法。

背景技术

随着城市建筑用地的日益紧张、人们对建筑艺术的追求不断提高以及建造成本的逐日剧增，超高层双塔甚至多塔空中大跨度重型连廊也将日益增多，目前采用分件高空散装，但高空组装、焊接工作量大、现场机械设备很难满足吊装要求，而且所需高空拼装胎架用量多、搭设高度大，存在很大的安全、质量风险。施工的难度大，不利于钢结构现场安装的工期控制。对于跨度大，高度高的建筑，使用液压整体提升的方式是首选，但钢连廊形式各异，重量不一，合适的拼装及提升方法必须兼顾成本、安全性以及施工简便性。

城市大部分建筑项目都设置有多层地下室，钢连廊结构常规的安装方法是在地下室顶板上设置拼装胎架，然后使用塔吊在拼装胎架上拼装钢连廊结构，然后进行液压整体提升。

钢连廊结构的重量十分巨大，有时，单体房建项目中钢连廊的数量不止一个，将成百上千吨的钢连廊在地下室顶板上拼装，地下室顶板必然长期处在受力状态下。施工过程中通常会面临以下问题：第一，由于地下室顶板承载力不足，要对地下室顶板进行加固，使用例如型钢、满堂脚手架进行回顶支撑或在地下室结构中增加钢骨柱、钢骨梁以增强地下室顶板的承载力，这样做消耗了大量的材料、时间，增加了施工成本；第二，当某些工程的钢连廊重量过重时，常规加固地下室顶板也无法承载连廊的重量，进而出现地下室底板开裂；第三，塔吊数量有限且占地面积大，使用塔吊进行拼装，拼装慢且塔吊无法满足其他专业的施工。

如果对上述问题分析预估不够，会出现塔楼地基下沉、构件徐变等一连串问题。申请号为201510650609.8所公开的双塔楼钢结构连廊组装方法，该专利用液压提升装置给主桁架下弦的提升底座上施加一个拉力，以起到减小裙楼结构立柱的承重荷载量……这样做就是为了缓解地下室顶板长期受力的问题。但此方法，实际施工时拉力并不好控制、施工难度大、成本高、操作复杂，更为重要的是拼装出钢连廊容易出现不合理受力，结构稳定性低，容易留下安全隐患。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种荷载转移装置，所述荷载转移装置包括埋件、横向荷载转移钢梁、纵向荷载转移钢梁和拼装胎架，所述埋件由锚板和螺栓固定连接，所述埋件设置在地下室顶板混凝土柱顶部，预埋部分为螺栓，所述埋件的锚板上端面与横向荷载转移钢梁之间固定连接；横向荷载转移钢梁沿钢连廊横轴方向平行间隔设置，横向荷载转移钢梁之间固定连接有若干个纵向荷载转移钢梁；所述拼装胎架与纵向荷载转移钢梁固定连接。

进一步，所述埋件由锚板和3～5根螺栓焊接而成，锚板厚度为30mm。

进一步，所述每条横向荷载转移钢梁至少与一个埋件的锚板上端面固定连接。

进一步，所述埋件与横向荷载转移钢梁之间采用角焊工艺进行焊接 。

本发明的另一个方面提供一种使用所述的荷载转移装置吊装钢连廊的施工方法，所述钢连廊连接在已经建好的主体结构之间，该地面拼装方法包括以下步骤：

步骤1，在钢连廊的设计标高处安装预装杆件1,所述预装杆件上设置有提升平台,并在提升平台上安装液压提升器；

步骤2，拼装荷载转移装置；

步骤3，使用汽车吊在拼装胎架上拼装钢连廊，拼装完成后，调试液压提升器和钢绞线，并检查钢连廊是否满足设计要求；

步骤4，检查确认无误后，液压提升器2采取分级加载的方法进行预加载；液压提升器伸缸压力逐渐上调；

步骤5，提升至距设计标高1000mm时，暂停提升，利用液压提升器锁定，空中停留静置以上作全面检查；

步骤6，确认无误后，将整个钢连廊提升至设计标高，暂停；各吊点微调使其精确提升到达设计位置；

步骤7，钢连廊结构与预装杆件对接，形成整体稳定受力体系；

步骤8，安装完成后，各吊点同步分级卸载至钢绞线完全松弛，使钢连廊9自重转移至主体结构上，拆除提升措施，完成钢连廊的提升安装工作。

进一步，所述步骤1中所述液压提升器使用钢绞线作为提升承重索具，由下至上安装钢绞线5，穿地锚，张拉钢绞线，使其均匀受力，锁紧地锚。

进一步，步骤4中所述分级加载，依次为所需压力的20%，40%，60%，70%，80%， 90%，95%，100%。

进一步，对所述钢连廊进行探伤检测和焊缝的外观检查。

进一步，所述步骤8各吊点同步分级逐步卸载，卸载分级按20% 进行，卸载20% 后观察结构变形情况，没有异常情况继续卸载20%，直到载荷全部卸载完成。

进一步，所述步骤5中静置时间为4～12小时。

本发明的有益效果体现在：

（1）本施工方法具有成本低，施工效率高的优点，材料可循环使用，符合国家绿色施工要求，安全可靠，大大降低了现场拼装难度，消除了地基沉降的隐患，于质量、安全和工期等均有利；

（2）该方法避免了对地下室顶板进行大范围的加固，节约了大量的加固材料、施工时间以及人工成本，拼装时使用荷载转移装置，整体结构强度好、便于维修更换，且可重复使用，荷载转移装置组合拓展性强，可以大范围布置，也可以极小范围的使用；

（3）由于胎架与地面距离近，施工人员拼装焊接钢框架结构较以往的施工来说，安全性提高，施工难度降低；

（4）原本的常规拼装方法，钢连廊设计重量不可过大，否则在地面拼装时，地下室顶板承受能力不足，容易造成坍塌，该施工方法突破了钢连廊地面拼装施工受自身重量限制的瓶颈，钢连廊的设计重量可大大增加，为设计院设计出的大空间、结构各异、超重型钢连廊完成地面拼装提供可能。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书、权利要求书中所特别指出的方案来实现和获得。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明步骤1示意图。

图2是埋件结构示意图。

图3是荷载转移装置结构示意图。

图4是步骤1中埋件位置俯视图。

图5是本发明步骤2示意图。

图6是拼装荷载转移装置的俯视图。

图7是本发明步骤3示意图。

图8是钢连廊位置俯视图。

图9是本发明步骤7示意图。

图10是三角形框架结构示意图。

附图标记：1－预装杆件、2－液压提升器、3－提升平台、4－主体结构、5－钢绞线、

6－荷载转移装置、61-锚板、62-埋件、63-螺栓、64-纵向荷载转移钢梁、65-横向荷载转移钢梁、66-支撑钢梁、

7－拼装胎架、8－汽车吊、9-钢连廊、10-后装杆件、11-负一层、12-地下室顶板、13-混凝土梁、14-混凝土柱。

具体实施方式

本发明一种荷载转移装置及用该装置吊装钢连廊的施工方法，钢连廊9连接在已经建好的主体结构4之间，地面拼装钢连廊9，采用液压提升的方法将其提升至标高，具体包括如下步骤：

步骤1：在钢连廊9的设计标高处安装预装杆件1，在预装杆件1上设置提升平台3，共设置至少四组提升平台3，并在每组提升平台3上安装一台液压提升器2（如图1所示）；安装液压同步提升系统设备，包括液压泵源系统、液压提升器2、传感器等。

所述液压提升器2使用钢绞线5作为提升承重索具，由下至上安装钢绞线5，穿地锚；所述钢绞线5按需切割、打磨修平后使用；张拉钢绞线5，使其均匀受力，锁紧地锚；调试所述液压同步提升系统设备，检查液压同步提升的所有临时措施是否满足设计要求；液压提升器2、设施体积重量较小，机动能力强，倒运和安装方便；其中，吊点的数量依标高、钢连廊9重量等实际情况配置即可。

步骤2：拼装荷载转移装置6。

荷载转移装置6包括埋件62、横向荷载转移钢梁65、纵向荷载转移钢梁64和拼装胎架7；在地下室顶板12混凝土柱14顶部设置有埋件62（如图1、图4所示），所述埋件62由锚板61和3根螺栓焊接而成，所述锚板61厚度为30mm，预埋部分为螺栓63，所述埋件62的锚板61上端面与横向荷载转移钢梁65之间采用角焊工艺进行焊接；埋件62安装好后，锚板61上表面比楼层板高出30mm（如图2所示）。

三根横向荷载转移钢梁65沿钢连廊9横轴方向平行间隔设置，横向荷载转移钢梁65之间固定连接有四根纵向荷载转移钢梁64，如图5、图6所示（其中图6中为了表达清楚，省略了混凝土梁13）；

横向荷载转移钢梁65和纵向荷载转移钢梁64采用材质Q235、700mm高的焊接H型钢（钢梁的选择多样，还可以使用槽钢、工字钢），在施工现场进行散件焊接安装。横向荷载转移钢梁65和纵向荷载转移钢梁64之间连接方式为采用二氧化碳气体保护焊，焊接形式采用开坡口进行半熔透形式，焊缝高度为5～7mm；拼装胎架7与纵向荷载转移钢梁64采用角焊工艺进行焊接。荷载转移装置6具体结构如图3所示。

荷载转移装置6中埋件62仅需设置在地下室顶板12混凝土柱14顶部，就能有效地将钢连廊9拼装荷载逐级传至混凝土柱14上，再由混凝土柱14传递至地下室底板，纵向荷载转移钢梁64、横向荷载转移钢梁65和地下室顶板12直接架空脱离，分散、削弱了钢连廊9拼装荷载对楼板的压力，负一层11、负二层及更多层地下室结构不会开裂、坍塌，没有给楼层面造成破坏，给工人施工提供了安全保障。

步骤3：使用汽车吊8在拼装胎架7上拼装钢连廊9，拼装完成后，调试液压提升器2和钢绞线5，并检查钢连廊9是否满足设计要求，如图7、图8所示（其中图8中为了表达清楚，省略了混凝土梁13）。

步骤4：检查确认无误后，液压提升器2采取分级加载的方法进行预加载；液压提升器2伸缸压力逐渐上调，依次为所需压力的20%，40%，在一切都正常的情况下，可继续加载到60%，70%，80%，90%，95%，100%。

施工中需要注意：钢连廊9即将离开拼装胎架7时，可能存在各点不同时离地的情况，此时应降低提升速度，并密切观查各点离地情况，必要时做“单点动”提升以确保钢连廊9的水平度。

如果钢连廊9在刚开始提升时有移动，需暂停作业，保持液压设备系统的压力。对液压同步提升系统设备进行全面检查，在确认整体结构的稳定性及安全性绝无问题的情况下，才能开始继续提升。

在分级加载过程中，每一步分级加载完毕，均应暂停并检查，如钢连廊9等加载前后的变形情况，以及主体结构4的稳定性等情况。在一切正常的情况下，继续下一步分级加载。

步骤5：提升至距设计标高1000mm时，暂停提升，利用液压提升器2锁定，空中停留静置12小时，作全面检查；着重检查吊点结构、承重体系、提升设备、桁架，同时对钢连廊9结构进行探伤检测和焊缝的外观检查。

步骤6：确认无误后将整个钢连廊9提升至设计标高，暂停；各吊点微调使其精确提升到达设计位置；锁紧静止，液压提升器2暂停工作，保持钢连廊结构的空中姿态。

步骤7，如图9所示，钢连廊结构与预装杆件1对接，形成整体稳定受力体系。具体为：①拼装后装杆件10，后装杆件10的一端与钢连廊9的斜腹杆焊接，后装杆件10另一端与预装杆件1焊接；②将钢连廊9两端的下弦杆与预装杆件1焊接；③液压提升器2开始分级卸载，卸载完成后将钢连廊9的上弦杆与预装杆件1焊接。

步骤8，安装完成后，各吊点同步分级卸载至钢绞线5完全松弛，使钢连廊9自重转移至主体结构4上，拆除提升措施，完成钢连廊9的提升安装工作。各吊点同步分级逐步卸载，卸载分级按20% 进行，卸载20% 后观察结构变形情况，没有异常情况继续卸载20%，直到载荷全部卸载完成。

其中，步骤2中的荷载转移装置6的优点在于组合拓展性强，可以大范围布置，也可以极小范围的使用。荷载转移装置6的荷载转移钢梁长度可以按照实际施工需求调节。地下室顶板12混凝土柱14顶部均设置有埋件62，荷载转移钢梁可以沿钢连廊9横轴方向间隔设置，也可以根据需求将荷载转移钢梁设置成三角形框架结构（如图10所示），三角形框架结构内设置有若干个支撑钢梁66，所述支撑钢梁66与三角形一条底边平行，连接方式可以是螺栓连接或者焊接；荷载转移钢梁依据埋件62和钢连廊9的实际拼装需求还可以设置成其他形状，每条横向荷载转移钢梁65至少与一个埋件62的锚板61上端面固定连接。

综上，本发明所公布了一种荷载转移装置及用该荷载转移装置吊装钢连廊的施工方法，可以实现超大型钢连廊的地面拼装施工，通过设置荷载转移装置6能有效地将钢连廊9拼装荷载传至混凝土柱14上，再由混凝土柱14传递至地下室底板，纵向荷载转移钢梁64、横向荷载转移钢梁65与地下室顶板12直接架空脱离，消除了荷载对楼板的压力，防止开裂、甚至坍塌。将拼装好的钢连廊9通过液压提升技术提至标高。提升过程中可以通过调节系统压力和流量，严格控制起动的加速度和制动加速度，保证提升过程中钢连廊9和主体结构4的稳定性。

在施工单元的提升过程中，对提升区域杆件需要进行临时加固以满足整体提升需求，抵消吊装中自重应力产生的变形，使其形成稳定的整体以便提升，采用现有技术，在此不再赘述。液压同步提升系统设备的安装、调试、使用、卸载采用现有技术，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.荷载转移装置，其特征在于，所述荷载转移装置（6）包括埋件（62）、横向荷载转移钢梁（65）、纵向荷载转移钢梁（64）和拼装胎架（7），所述埋件（62）由锚板（61）和螺栓（63）固定连接，所述埋件（62）设置在地下室顶板（12）混凝土柱（14）顶部，预埋部分为螺栓（63），所述埋件（62）的锚板（61）上端面与横向荷载转移钢梁（65）之间固定连接；横向荷载转移钢梁（65）沿钢连廊（9）横轴方向平行间隔设置，横向荷载转移钢梁（65）之间固定连接有若干个纵向荷载转移钢梁（64）；所述拼装胎架（7）与纵向荷载转移钢梁（64）固定连接。

2.如权利要求1所述的荷载转移装置，其特征在于，所述埋件（62）由锚板（61）和3～5根螺栓焊接而成，锚板（61）厚度为30mm。

3.如权利要求1所述的荷载转移装置，其特征在于，所述每条横向荷载转移钢梁（65）至少与一个埋件（62）的锚板（61）上端面固定连接。

4.如权利要求1所述的荷载转移装置，其特征在于，所述埋件（62）与横向荷载转移钢梁（65）之间采用角焊工艺进行焊接 。

5.一种使用权利要求1所述的荷载转移装置吊装钢连廊的施工方法，所述钢连廊（9）连接在已经建好的主体结构（4）之间，其特征在于，该地面拼装方法包括以下步骤：

步骤1，在钢连廊（9）的设计标高处安装预装杆件（1）,所述预装杆件（1）上设置有提升平台（3）,并在提升平台（3）上安装液压提升器（2）；

步骤2，拼装荷载转移装置（6）；

步骤3，使用汽车吊（8）在拼装胎架（7）上拼装钢连廊（9），拼装完成后，调试液压提升器（2）和钢绞线（5），并检查钢连廊（9）是否满足设计要求；

步骤4，检查确认无误后，液压提升器（2）采取分级加载的方法进行预加载；

步骤5，提升至距设计标高1000mm时，暂停提升，利用液压提升器（2）锁定，空中停留静置，作全面检查；

步骤6，确认无误后，将整个钢连廊（9）提升至设计标高，暂停；各吊点微调使其精确提升到达设计位置；

步骤7，钢连廊结构与预装杆件（1）对接，形成整体稳定受力体系；

步骤8，安装完成后，各吊点同步分级卸载至钢绞线（5）完全松弛，使钢连廊（9）自重转移至主体结构（4）上，拆除提升措施，完成钢连廊（9）的提升安装工作。

6.如权利要求5所述的施工方法，其特征在于，所述步骤1中所述液压提升器（2）使用钢绞线（5）作为提升承重索具，由下至上安装钢绞线（5），穿地锚，张拉钢绞线（5），使其均匀受力，锁紧地锚。

7.如权利要求5所述的施工方法，其特征在于，步骤4中所述分级加载，依次为所需压力的20%，40%， 60%，70%，80%， 90%，95%，100%。

8.如权利要求5所述的施工方法，其特征在于，对所述钢连廊（9）进行探伤检测和焊缝的外观检查。

9.如权利要求5所述的施工方法，其特征在于，所述步骤8各吊点同步分级逐步卸载，卸载分级按20% 进行，卸载20% 后观察结构变形情况，没有异常情况继续卸载20%，直到载荷全部卸载完成。

10.如权利要求5所述的施工方法，其特征在于，所述步骤5中静置时间为4～12小时。