一种大跨度异状重型钢梁在超高层屋面上的滑移施工方法
【专利摘要】本发明公开了一种大跨度异状重型钢梁在超高层屋面上的滑移施工方法，包括如下步骤：安装滑道预理件；安装滑道预理件；塔吊吊运架体；搭设支撑架体；分节组装钢梁；焊接两榀连杆；卸去梁底部支撑及胎架；安装滑道及推进器；安装液压控制系统；调试推进器控制系统；钢梁滑移到设计位置；纠校正偏钢梁位置；焊接钢梁两侧柱支脚；重复以上滑移第三根钢梁；拆除滑道及推进系统；拆除钢梁支撑架体。本发明具有的有益效果：本方法采用塔吊把分节的钢结构吊装到屋面、在屋面焊接组装钢梁，然后钢梁整体滑移的施工技术，解决了在高空塔吊无法吊大件的难题。
【专利说明】一种大跨度异状重型钢梁在超高层屋面上的滑移施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种大跨度异状重型钢梁在超高层屋面上的滑移施工方法，属于建筑施工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着国民经济的发展及人民生活水平的不断提高，建筑师的作品表现的也越来越丰富多彩，且个性化十足，特别是外观及屋面的顶部设计独具一格。本工程建筑设计为美国NBBJ设计事务所，外观是杨帆起航的5艘大船。由于建筑立面效果，设计要求屋面的钢结构构件梁为重型钢梁，且造型特别复杂，给建造施工带来非常大的困难。传统的施工方法无法满足设计要求，需寻求新的技术手段来解决所面临的问题。
[0003]本方法所针对的屋面顶部设有五根大跨度异型重型钢梁(总重650吨)，梁为全钢结构，截面0.8mX 1.5m,箱型钢梁翼缘板和腹板均为38 mm厚钢板，箱型梁1.210吨/m，单榀钢梁最大重量108吨，最大跨度为52m，钢梁高20m?16.7m，钢结构梁采用整体滑移施工技术。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供了一种大跨度异状重型钢梁在超高层屋面上的滑移施工方法。
[0005]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:
一种大跨度异状重型钢梁在超高层屋面上的滑移施工方法，其特征在于，包括如下步
骤:
安装滑道预理件；
塔吊吊运架体；
搭设支撑架体；
分节组装钢梁；
焊接两榀连杆；
卸去梁底部支撑及胎架；
安装滑道及推进器；
安装液压控制系统；
调试推进器控制系统；
钢梁滑移到设计位置；
纠校正偏钢梁位置；
焊接钢梁两侧柱支脚；
重复以上滑移第三根钢梁；
拆除滑道及推进系统；
拆除钢梁支撑架体。[0006]作为一种优选方案，步骤A)中，滑移轨道中心线与钢架支座中心线重合，以减小滑移过程中桁架支座因受到偏心力而产生不利影响；滑移轨道选用200X200热轧H钢+16#槽钢，材质为Q235B，H钢按间距500mm焊接12mm厚筋板，利用滑移轨道的侧挡板与预埋件固定，轨道的侧挡板采用规格为_12X50X75mm的钢板，在滑移轨道两侧对称设置，间距为1000mm,起到对H钢翼缘加固、以及抵抗滑移支座处可能侧向推力的作用。本发明的有益效果主要体现在:经与传统的结构相比较分析测算，劲性阻尼结构增加了消能元件的费用，但钢筋用量、型钢用量和混凝土用量都有所降低。
[0007]本方法采用塔吊把分节的钢结构吊装到屋面、在屋面焊接组装钢梁，然后钢梁整体滑移的施工技术，解决了在高空塔吊无法吊大件的难题；缩短了工期，五榀重型钢结构梁，单栋楼近650吨钢结构安装仅仅用了 40天完成安装，比计划工期减少了 10天；本方法与传统的整榀吊装、桁架滑移等工艺相比，降低了材料浪费，节约钢材约20吨，按5000元/吨算，节省成本10万元；节省10天人工约500工，按250元/人，节省人工费用12.5万元；每栋楼合计节省费用22.5万，四栋楼合计节省费用90万元。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本发明的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0009]本发明的工艺原理是钢梁构件在有效的位置上进行组装焊接，各条型钢梁成型后卸去支撑架进行滑移至设计位置。
[0010]钢梁的基本构造是
1、根据屋面钢梁的位置预埋固定滑道的钢板，钢板厚度为t=8mm，宽度b=400mm。
[0011]2、根据屋面异型钢梁高度、形状及宽度，采用碗扣式钢管搭设满堂支撑架、满足承压及安全要求，并通过专业人员验收。开始根据每根梁的型状组装钢梁时，采用塔式起重机最大吊重量为5.5吨，每根梁需吊装21次，焊接完毕后须进行钢结构焊缝的探伤实验。设计为二级焊缝，20%探伤。合格后进行焊缝处的除锈补面漆处理。拆除支撑桁架。
[0012]3、安装两侧滑道，检查滑道的稳固性，坡边设置为-1?2mm，安装滑靴，切除钢梁柱脚腹板，设置距地面空间尺寸。
[0013]4、安装5台液压千斤顶及液压操作系统，调试设备情况开始滑移就位。
[0014]5、就位后进行校正，补装切掉的腹板开始焊接梁底脚，最后拆除钢梁支撑架体。
[0015]参见附图1，本发明具体包括如下步骤:
A)安装滑道预理件；
B)塔吊吊运架体；
C)搭设支撑架体；
D)分节组装钢梁；
E)焊接两榀连杆；
F)卸去梁底部支撑及胎架；
G)安装滑道及推进器；
H)安装液压控制系统； I)调试推进器控制系统；
J)钢梁滑移到设计位置；
K)纠校正偏钢梁位置；
L)焊接钢梁两侧柱支脚；
M)重复以上滑移第三根钢梁；
N)拆除滑道及推进系统；
O)拆除钢梁支撑架体。
[0016]本发明的操作要点在于:
1、滑道设计与施工
1-1、滑道在整个水平推顶中起承重导向和横向限制滑板水平位移的作用。
[0017]1-2、对于单榀钢架而言，共设置3条滑道。
[0018]1-3、滑移将以屋顶800mm厚混凝土梁板作为滑移支撑，滑道主要布置于屋顶表面，并通长进行布置。
[0019]1-4、滑道采用200X200H钢+16#槽钢进行设置，其槽口向上，H钢下表面通过间断
焊固定于屋面专门用于滑移预埋件上。
[0020]1-5、考虑到钢架在落架过程中，须拆除下部滑道，故各钢架之间的滑道划分成若干段通过临时连接进行组合。
[0021]1-6、保证各接头之间滑道之间的光顺，以确保组合梁在滑移过程中顶推稳定性。
[0022]2、滑道安装
2-1、滑移轨道结构在屋面钢结构滑移过程中，起到承重、导向和横向限制支座水平位移的作用。
[0023]2-2、滑移轨道中心线应尽量与钢架支座中心线重合，以减小滑移过程中桁架支座因受到偏心力而产生不利影响。
[0024]2-3、滑移轨道选用200X200热轧H钢+16#槽钢，材质为Q235B，H钢按间距500mm焊接12mm厚筋板，利用滑移轨道的侧挡板与预埋件固定。
[0025]2-4、轨道的侧挡板采用规格为-12X50X75mm的钢板，在滑移轨道两侧对称设置，间距为1000mm，起到对H钢翼缘加固、以及抵抗滑移支座处可能侧向推力的作用。
[0026]3、滑块设计
3-1、利用钢架梁翼缘板设置滑块，每侧I个，中间钢架中部支架顶设置I组滑移装置，本工程共设置3个滑移工位。
[0027]3-2、两侧滑块设置成“雪橇”式，并将其前部制作成带一定弧度的型式。通过以上设计，可以有效防止滑移支座因滑道不平整卡住“啃轨”的情况出现。
[0028]3-3、另外，滑道安装的顺直度、滑道中心距的控制等都是防止“卡轨”和“啃轨”的现象发生，现场施工过程中应严格进行工序检查。
[0029]4顶推点型式
4-1、液压顶推器前端通过销轴与被推移构件上的耳板进行连接固定，用以传递水平滑移顶推力。
[0030]4-2、连接耳板厚度为20mm，材质Q345B。
[0031]4-3、本工程中，连接耳板预装在滑移支座底部附近，每个顶推点设置两块连接耳板。
[0032]4-4、连接耳板分别与钢架翼板焊接连接，焊缝高度为8mm。
[0033]5、推顶液压设备选配
5-1、满足屋面钢结构各顶推点理论滑移反力的要求，尽量使每台液压顶推器受载均匀。
[0034]5-2、尽量保证每台液压泵源系统驱动的液压设备数量相等，油管长度一致，减小延迟效应。
[0035]5-3、在总体控制时，要认真考虑液压同步滑移系统的安全性和可靠性，降低工程风险。
[0036]6、滑移同步控制
6-1、应尽量保证各个滑移顶推点的液压滑移设备配置系数基本一致；
6-2、应保证滑移结构的稳定，以便滑移单元结构能正确就位，也即要求各个顶推点滑移过程中能够保持一定的冋步性。
[0037]6-3、将每次滑移集群的5台液压顶推器中的一台(主令点)的滑移速度和行程位移值设定为标准值，作为同步控制策略中速度和位移的基准。
[0038]6-4、在中央控制泵的控制下，其余4台液压顶推器分别以各自的位移量来跟踪比对主令点，根据两点间位移量之差Λ L进行动态调整，保证各顶推点在滑移过程中始终保持冋步。
[0039]6-5、通过两点确定一条直线的理论，保证屋面钢结构分组在整个滑移过程中的同步性和稳定性。
[0040]7、液压顶推滑移系统调试
7-1、顶推点及从动滑移点的临时措施结构状态检查；
7-2、屋面钢结构加固检查，架体的强度，稳定性及变形情况。
[0041]7-3、滑道内杂物是否清楚、黄油是否涂抹。
[0042]7-4、对滑移过程可能产生影响的障碍物检查、清除。
[0043]7-5、检查液压泵站上所有阀或油管的接头是否有松动，检查溢流阀的调压弹簧处于是否完全放松状态。
[0044]7-6、检查液压泵站控制柜与液压顶推器之间电源线、通讯电缆的连接是否正确。
[0045]7-7、检查液压泵站与液压顶推器主油缸之间的油管连接是否正确。
[0046]7-8、系统送电，检查液压泵主轴转动方向是否正确。
[0047]7-9、在液压泵站不启动的情况下，手动操作控制柜中相应按钮，检查电磁阀和截止阀的动作是否正常，截止阀编号和液压顶推器编号是否对应。
[0048]7-10、检查行程传感器，使就地控制盒中相应的信号灯发讯。
[0049]7-11、滑移前检查:启动液压泵站，调节一定的压力，伸缩液压顶推器主油缸:检查A腔、B腔的油管连接是否正确；检查截止阀能否截止对应的油缸。
[0050]8、分级加载试滑移
8-1、待液压顶推系统设备检测无误后开始试滑移。经计算，确定液压顶推器所需的伸缸压力(考虑压力损失)和缩缸压力。
[0051]8-2、开始试滑移时，液压顶推器伸缸压力逐渐上调，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%，80%, 90%, 95%，100%。
[0052]8-3、屋面钢结构滑移单元刚开始有移动时暂停顶推作业，保持液压顶推设备系统压力。对液压顶推器及设备系统、结构系统进行全面检查。
[0053]8-4、在确认整体结构的稳定性及安全性绝无问题的情况下，才能开始正式顶推滑移。
[0054]9、滑移过程控制要点
9-1、在一切准备工作做完之后，且经过系统的、全面的检查无误后，现场滑移作业总指挥检查并发令后，才能进行正式进行滑移作业。
[0055]9-2、在液压滑移过程中，注意观测设备系统的压力、荷载变化情况等，并认真做好记录工作。
[0056]9-3、在滑移过程中，测量人员应通过钢卷尺配合测量各牵引点位移的准确数值，以辅助监控滑移单元滑移过程的同步性。
[0057]9-4、滑移过程中应密切注意滑道、液压顶推器、液压泵源系统等的工作状态。
[0058]9-5、现场各作业人员要确保信号畅通，统一指挥。
[0059]10、预滑移
10-1、液压滑移设备系统安装完成后，先进行系统调试，各项工序都已就绪且经检查无误，开始推进屋盖滑移。
[0060]10-2、初始滑移单元为第一榀最外缘ZGJl钢架，重约100吨，加载步骤按照爬行器最初加压为所需压力的40%、60%、80%，在一切都稳定的情况下，可加到100%。在钢架刚开始有位移后暂停。
[0061]10-3、全面检查各设备运行正常情况:爬行器夹紧装置、滑移轨道及桁架受力等的变化情况。在一切正常情况下可正式开始滑移。
[0062]11、正式滑移
11-1、根据设计滑移荷载预先设定好泵源压力值，由此控制爬行器最大输出推力，保证整个滑移设施的安全。
[0063]11-2、在滑移过程中，测量人员应通过钢卷尺配合测量各滑移点位移的准确数值。
[0064]11-3、在滑移过程中，测量人员应通过钢卷尺配合测量各滑移点位移的准确数值。
[0065]11-4、控制系统通过传感器反馈距离信号，控制两组爬行器误差在IOmm内，从而控制整个桁架的同步滑移。
[0066]11-5、滑移钢架基本无横向水平力，且滑移工况下钢架支座受力计算为安全，钢架对应轨道位置设横向挡块，整个滑移过程是安全可靠的。
[0067]11-6、爬行器为液压系统，通过流量控制，爬行器的启动、停止加速度几乎为零，对轨道的冲击力很小。
[0068]12、滑移过程观测
12-1、观测同步位移传感器，监测滑移同步情况。
[0069]12-2、支座与轨道卡位状况。
[0070]12-3、爬行器夹紧装置与轨道夹紧状况。
[0071]12-4、累积一次时，推进力变换值是否正常。
[0072]综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。
【权利要求】
1.一种大跨度异状重型钢梁在超高层屋面上的滑移施工方法，其特征在于，包括如下步骤: A)安装滑道预理件； B)塔吊吊运架体； C)搭设支撑架体； D)分节组装钢梁； E)焊接两榀连杆； F)卸去梁底部支撑及胎架； G)安装滑道及推进器； H)安装液压控制系统； I)调试推进器控制系统； J)钢梁滑移到设计位置； K)纠校正偏钢梁位置； L)焊接钢梁两侧柱支脚； M)重复以上滑移第三根钢梁； N)拆除滑道及推进系统； O)拆除钢梁支撑架体。
2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤A)中，滑移轨道中心线与钢架支座中心线重合，以减小滑移过程中桁架支座因受到偏心力而产生不利影响；滑移轨道选用200X200热轧H钢+16#槽钢，材质为Q235B，H钢按间距500mm焊接12mm厚筋板，利用滑移轨道的侧挡板与预埋件固定，轨道的侧挡板采用规格为_12X50X75mm的钢板，在滑移轨道两侧对称设置，间距为1000mm，起到对H钢翼缘加固、以及抵抗滑移支座处可能侧向推力的作用。
【文档编号】E04G21/14GK103774856SQ201410034244
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】成张佳宁 申请人:成张佳宁