不等高桁架的安装方法
【专利摘要】本发明涉及铁路站房屋领域，尤其涉及不等高桁架的安装方法，旨在解决现有技术中不等高桁架的安装投入量大且成本高的问题。不等高桁架的安装方法，主要包括以下工艺步骤：测量定位、胎架制作、竖腹杆定位、上下弦杆及斜腹杆拼装、焊接、脱胎、对胎架进行复核校正、下一榀桁架的拼装。采用发明方法较传统的原位拼装及跨外吊装，减少了大量的脚手架支撑及大型机械投入量，降低了材料及设备的投入成本；屋面钢结构吊装、组对、焊接、防腐及测量校正等大量工作均可在组拼胎架上完成，减少了大量的高空作业，有效的提高了屋面钢结构施工的整体质量及工期要求；采用本工法可避免不等高桁架局部杆件由于受力不均而造成破坏的现象。
【专利说明】不等高桁架的安装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铁路站房屋领域，尤其涉及不等高桁架的安装方法。
【背景技术】
[0002]当前铁路站房屋面设计多以大跨度钢结构为主，当前桁架的安装主要有高空原位拼装、400T履带吊跨外吊装等方案，这些方案需要大量的脚手架支撑及大型机械投入量，材料及设备的投入成本较高，而且存在较大的安全隐患，屋面钢结构施工的整体质量较低，而且工期较长，对于不等高桁架局部杆件容易受力不均而被破坏。
【发明内容】
[0003]本发明提供了不等高桁架的安装方法，旨在解决现有技术中不等高桁架的安装投入量大且成本高的问题。
[0004]为了解决以上技术问题，本发明通过以下技术方案实现:不等高桁架的安装方法，依次包括以下工艺步骤:
[0005]A:小拼单元的拼装:
[0006]al:测量定位:根据桁架的尺寸，在拼装平台上确定管桁架主管的外形线及接头处各支管位置的投影线；
[0007]a2:根据管桁架主管的外形线及接头处各支管位置的投影线制作胎架；
[0008]a3:拼装:利用汽车吊将每一榀竖腹杆吊装至胎架上，用调节钢板及限位板调节每一榀竖腹杆的标高和平面位置后进行点焊固定；然后将上下弦杆吊装至胎架上，用调节钢板及限位板调节上下弦的标高和平面位置后进行点焊固定；最后连接斜腹杆，用调节钢板及限位板调节斜腹杆的标高和平面位置后进行点焊固定；
[0009]a4:在经过步骤a3全部点焊固定后，进行复测，满足精度要求后再进行焊接；
[0010]a5:移除胎架:焊接完成经验收合格后，对每一个小拼单元的对接口部位使用角钢进行临时加固，调离胎架；
[0011]a6:桁架脱离胎架后，对胎架重新进行测量复核校正，进行下一小拼单元的组装；
[0012]B:提升单元的拼装:
[0013]bl:对桁架进行模拟分析，将桁架分为多个提升单元；
[0014]b2:制作胎架；
[0015]b3:将桁架调整至一定角度，使桁架的两端处于同一水平面上，然后安装在胎架上，将小拼单元拼装成提升单元；
[0016]b4:移除胎架；
[0017]C:整体提升:
[0018]Cl:每个提升单元上设置四个提升点；
[0019]c2:试提升:所有准备工作完成后，启动液压泵，使各钢绞线从自由状态下逐步拉紧，适当调高油压，当提升杆基本都受力拉直时，再观察提升工装与钢桁架连接处及钢绞线与千斤顶之间的锚固有无异常情况，一切正常后，试提升使桁架脱离拼装胎架，提升300-500mm，悬停12小时，对整个提升系统进行充分检验，查看有无异常；
[0020]c3:调整桁架角度到达设计角度:将桁架提升起来后，保持一侧提升停止，缓慢提升另一侧千斤顶，调整桁架高差达到原设计曲段，悬挂钢尺，使用水准仪观测提升高度，使整个桁架处于就位角度；
[0021]c4:正式提升:将桁架整体以3.8?4.2m/h的速度提升至预定高度；
[0022]D:合拢:提升完成精确定位后，安装与主桁架相连接的预留杆件，使得提升段与结构主体间能够可靠连接。
[0023]E:卸载:
[0024]el:侧主桁架连接的杆件已全部安装并焊接完成后，对提升单元的稳定性进行监测；
[0025]e2:对桁架提升点采取分级卸载的方法，卸载比例为30%、30%、20%、20% ；
[0026]e3:卸载完成后，拆除液压提升设备；
[0027]F:应力及位移监测:
[0028]根据钢结构屋面上关键受力部位的应力以及位移监测数据，确定数值模拟与实测值的差异；将数值模拟与实测相结合，对结构安全性作出评估。
[0029]优选的，在步骤A中的步骤c中，斜腹杆安装前，先对上下弦杆隐蔽焊缝进行焊接；每段斜腹杆的实际长度均比设计长度长3?5mm ;避免了焊接时热胀冷缩时对杆长的影响。
[0030]优选的，在步骤A中的步骤d中小拼单元的焊接由中间向两边对称焊接；减小了热胀冷缩对杆长的影响。
[0031]优选的，在步骤A中的步骤d中，同一根杆的两端不能同时焊接；若同时焊接，两端同时受热，杆长受到影响，从而会导致焊接不牢固。
[0032]优选的，在步骤C中的步骤d中，提升结束位置要稍低于理论标高值，最后采用全站仪或经纬仪进行精确调整至设计标高；定位更加精确，可以降低风险。
[0033]优选的，在步骤C的提升过程中不下雨且风力不大于5级。
[0034]优选的，在步骤E的卸载过程中，风力不大于5级。
[0035]与现有技术相比本发明的优点是:采用发明方法较传统的原位拼装及跨外吊装，减少了大量的脚手架支撑及大型机械投入量，降低了材料及设备的投入成本；屋面钢结构吊装、组对、焊接、防腐及测量校正等大量工作均可在组拼胎架上完成，减少了大量的高空作业，有效的提高了屋面钢结构施工的整体质量及工期要求；采用本工法可避免不等高桁架局部杆件由于受力不均而造成破坏的现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]下面结合附图对本发明作进一步说明:
[0037]图1为本发明的安装流程图。
【具体实施方式】
[0038]参阅图1，不等高桁架的安装方法，依次包括以下工艺步骤:
[0039]A:小拼单元的拼装:[0040]al:测量定位:桁架单元为弧形，拼装前根据桁架的尺寸，在拼装平台上确定管桁架主管的外形线及接头处各支管位置的投影线；
[0041]a2:根据管桁架主管的外形线及接头处各支管位置的投影线制作胎架；胎架要能够承担桁架自重、拼装桁架荷载及其它施工荷载，要有足够的强度、刚度和稳定性；胎架高度应便于全位置焊接，先将钢管桁架主管吊上胎架，以平台所划出外形线及投影线为基准安放到位，进行弦杆及支管的对接和焊接，设置胎架的同时还要考虑到脱胎及运输的方便可行；
[0042]a3:拼装:利用汽车吊将每一榀竖腹杆吊装至胎架上，并控制好接口位置，用调节钢板及限位板调节每一榀竖腹杆的标高和平面位置后进行点焊固定；然后将上下弦杆吊装至胎架上，并控制好接口位置，用调节钢板及限位板调节上下弦的标高和平面位置后进行点焊固定；最后连接斜腹杆，用调节钢板及限位板调节斜腹杆的标高和平面位置后进行点焊固定；斜腹杆安装前要注意上下弦杆隐蔽焊缝要先进行焊接，由于桁架拼装段长度较长，考虑到焊接收缩对桁架长度的影响，因此每一段的长度应控制在比设计长度长3-5mm ；
[0043]a4:在步骤a3中全部点焊固定后，进行复测，满足精度要求后再进行焊接；
[0044]a5:移除胎架:焊接完成经验收合格后即可将每一片桁架单元进行脱模装车运至现场进行中拼单元的组对，吊离胎架前应对每一个拼装单元对接口部位使用角钢进行临时加固，防止由于运输碰撞及应力收缩造成杆件变形。桁架脱离胎架后要重新进行测量复核校正，方可进行下一榀桁架的组装。
[0045]a6:桁架脱离胎架后，对胎架重新进行测量复核校正，进行下一榀桁架的组装；
[0046]B:提升单元的拼装:
[0047]bl:对桁架进行模拟分析，将桁架分为多个提升单元；
[0048]b2:制作胎架；
[0049]b3:将桁架调整至一定角度，使桁架的两端处于同一水平面上，然后安装在胎架上，将小拼单元拼装成提升单元；
[0050]b4:移除胎架；
[0051]C:整体提升:
[0052]Cl:每个提升单元上设置四个提升点；
[0053]c2:试提升:所有准备工作完成后，启动液压泵，使各钢绞线从自由状态下逐步拉紧，适当调高油压，当提升杆基本都受力拉直时，再观察提升工装与钢桁架连接处及钢绞线与千斤顶之间的锚固有无异常情况，一切正常后，试提升使桁架脱离拼装胎架，提升300-500mm，悬停12小时，对整个提升系统进行充分检验，查看有无异常；
[0054]c3:调整桁架角度到达设计角度:将桁架提升起来后，保持一侧提升停止，缓慢提升另一侧千斤顶，调整桁架高差达到原设计曲段，悬挂钢尺，使用水准仪观测提升高度，使整个桁架处于就位角度；
[0055]c4:正式提升:将桁架整体以4m/h的速度提升至预定高度；
[0056]D:合拢:提升完成精确定位后，结构体系仍处于不利状态，须抓紧时间施工与主桁架相连接的预留杆件，使得提升段与结构主体间能够可靠连接。
[0057]E:卸载:
[0058]el:侧主桁架连接的杆件已全部安装并焊接完成后，对提升单元的稳定性进行监测；
[0059]e2:对桁架提升点采取分级卸载的方法，卸载比例为30%、30%、20%、20% ；
[0060]e3:卸载完成后，拆除液压提升设备；
[0061]F:应力及位移监测:
[0062]为保证屋面不等高桁架在整体提升过程的安全性和可靠性，在提升过程中对其自身结构及两侧提升支撑主桁架的应力和位移采用有限元数值模拟分析。根据钢结构屋面上关键受力部位的应力以及位移监测数据，确定数值模拟与实测值的差异；将数值模拟与实测相结合，对结构安全性作出评估，并跟踪监测在施工各阶段主要受力构件的内力和变形，发现问题及时解决，以保证结构安全。
[0063]在步骤A中的步骤c中，斜腹杆安装前，先对上下弦杆隐蔽焊缝进行焊接；在步骤A中的步骤d中小拼单元的焊接由中间向两边对称焊接；在步骤A中的步骤d中，同一根杆的两端不能同时焊接；在步骤C中的步骤d中，提升结束位置要稍低于理论标高值，最后采用全站仪或经纬仪进行精确调整至设计标高；在步骤C的提升过程中不下雨且风力不大于5级；在步骤E的卸载过程中，风力不大于5级。
[0064]拼装时的注意事项:
[0065]I)拼装前要严格检查单元构件的长度、曲线度，发现有不合格及变形的杆件要立即进行整改；
[0066]2)胎架自身的水平度、垂直度、刚度及稳定性要有保证；
[0067]3)桁架垂直度的控制，可采用调节揽风绳的方法，在未形成稳定刚度单元前在桁架两侧对称拉设2?4组揽风绳，揽风绳固定处设手拉葫芦，通过手拉葫芦调节揽风绳的长度，从而达到控制桁架垂直度的目的；
[0068]4)在拼装单元对接部位两侧各Im位置处设置支撑胎架，可有效地保证对接口拼装焊接的精度；
[0069]5)拼装完毕后，用全站仪及吊线锤的方法检验桁架的起拱度和垂直度。
[0070]整体提升时的注意事项:
[0071]I)分块单元所有一、二级焊缝已经经过探伤，并验收合格；
[0072]2)分块单元结点补漆工作完成，并通过验收；
[0073]3)主桁架变形已经测量，并在设计及规范的允许偏差范围内；
[0074]4)提升工装已经通过验收，工装附近脚手架操作平台已经搭设完毕；
[0075]5)提升单元与所有支架、胎具等的临时固定已经取消；
[0076]6)联系杆安装用脚手架已经搭设完毕，安全网已经到位和安全绳已设置好；
[0077]7)提前做好天气资料收集，确保提升过程中不下雨，风力不大于5级。
[0078]卸载的前提条件:
[0079]I)所有与两侧主桁架连接的杆件已全部安装并焊接完成，设计要求需进行UT探伤的部位检测合格；
[0080]2)卸载当天风力要求不大于5级；
[0081]3)卸载前要用测量仪器对提升单元的稳定性进行监测，确保其在水平和竖直方向没有相对位移反复出现的情况下，可以卸载；
[0082]4)对参与卸载的施工人员进行详细交底，严格按照方案执行，听从现场总指挥统一协调，确保卸载过程在安全有序的条件下进行。
[0083]提升吊点设置在主桁架上，故施工中既要考虑屋盖自身分块单元的稳定性又要充分考虑提升过程对两侧主桁架的受力影响，合理确定分块单元的提升顺序，将屋盖安装对主桁架二的变形控制在其设计允许的范围内；采用本工法较传统的原位拼装及跨外吊装，减少了大量的脚手架支撑及大型机械投入量，降低了材料及设备的投入成本；屋面钢结构吊装、组对、焊接、防腐及测量校正等大量工作均可在组拼胎架上完成，减少了大量的高空作业，有效的提高了屋面钢结构施工的整体质量及工期要求；采用本工法可避免不等高桁架局部杆件由于受力不均而造成破坏的现象。
[0084]以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。
【权利要求】
1.不等高桁架的安装方法，其特征在于:依次包括以下工艺步骤: A:小拼单元的拼装: al:测量定位:根据桁架的尺寸，在拼装平台上确定管桁架主管的外形线及接头处各支管位置的投影线； a2:根据管桁架主管的外形线及接头处各支管位置的投影线制作胎架；a3:拼装:利用汽车吊将每一榀竖腹杆吊装至胎架上，用调节钢板及限位板调节每一榀竖腹杆的标高和平面位置后进行点焊固定；然后将上下弦杆吊装至胎架上，用调节钢板及限位板调节上下弦的标高和平面位置后进行点焊固定；最后连接斜腹杆，用调节钢板及限位板调节斜腹杆的标高和平面位置后进行点焊固定； a4:在经过步骤a3全部点焊固定后，进行复测，满足精度要求后再进行焊接；a5:移除胎架:焊接完成经验收合格后，对每一个小拼单元的对接口部位使用角钢进行临时加固，调离胎架； a6:桁架脱离胎架后，对胎架重新进行测量复核校正，进行下一小拼单元的组装； B:提升单元的拼装: bl:对桁架进行模拟分析，将桁架分为多个提升单元； b2:制作胎架； b3:将桁架调整至一定角度，使桁架的两端处于同一水平面上，然后安装在胎架上，将小拼单元拼装成提升单元；b4:移除胎架； C:整体提升: Cl:每个提升单元上设置四个提升点； c2:试提升:所有准备工作完成后，启动液压泵，使各钢绞线从自由状态下逐步拉紧，适当调高油压，当提升杆基本都受力拉直时，再观察提升工装与钢桁架连接处及钢绞线与千斤顶之间的锚固有无异常情况，一切正常后，试提升使桁架脱离拼装胎架，提升300-500mm，悬停12小时，对整个提升系统进行充分检验，查看有无异常； c3:调整桁架角度到达设计角度:将桁架提升起来后，保持一侧提升停止，缓慢提升另一侧千斤顶，调整桁架高差达到原设计曲段，悬挂钢尺，使用水准仪观测提升高度，使整个桁架处于就位角度； c4:正式提升:将桁架整体以3.8~4.2m/h的速度提升至预定高度； D:合拢:提升完成精确定位后，安装与主桁架相连接的预留杆件，使得提升段与结构主体间能够可靠连接。 E:卸载: el:侧主桁架连接的杆件已全部安装并焊接完成后，对提升单元的稳定性进行监测； e2:对桁架提升点采取分级卸载的方法，卸载比例为30%、30%、20%、20% ； e3:卸载完成后，拆除液压提升设备； F:应力及位移监测: 根据钢结构屋面上关键受力部位的应力以及位移监测数据，确定数值模拟与实测值的差异；将数值模拟与实测相结合，对结构安全性进行评估。
2.根据权利要求1所述的不等高桁架的安装方法，其特征在于:在步骤a3中，斜腹杆安装前，先对上下弦杆隐蔽焊缝进行焊接；每段斜腹杆的实际长度均比设计长度长3~5mm ο
3.根据权利要求1所述的不等高桁架的安装方法，其特征在于:在步骤a4中小拼单元的焊接由中间向两边对称焊接。
4.根据权利要求1所述的不等高桁架的安装方法，其特征在于:在步骤a4中，同一根杆的两端不能同时焊接。
5.根据权利要求1所述的不等高桁架的安装方法，其特征在于:在步骤c4中，提升结束位置要稍低于理论标高值，最后采用全站仪或经纬仪进行精确调整至设计标高。
6.根据权利要求1所述的不等高桁架的安装方法，其特征在于:在步骤C的提升过程中不下雨且风力不大于5级。
7.根据权利要求1所述的不等高桁架的安装方法，其特征在于:在步骤E的卸载过程中，风力不大于5 级。
【文档编号】E04G21/14GK103821372SQ201410066926
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月26日 优先权日:2014年2月26日
【发明者】斯勇, 徐晓忠, 陈志远, 谢永章, 廖小军, 陆建飞, 赵鸣 申请人:中天建设集团有限公司