一种新型厂房整体顶升装置及顶升方法与流程

本发明涉及厂房施工技术领域，尤其涉及一种新型厂房整体顶升装置及顶升方法。

背景技术：

钢结构厂房一般都包括一个整体房顶和多个钢结构立柱，多个钢结构立柱共同支撑整体屋顶。当在现有厂房内需要加装更高的设备时，一般需要将房顶整体提升。

现有技术中钢结构厂房整体顶升的方法很多种，比如直接用多个千斤顶整体顶升整个屋顶；或者从外部用设备直接拉升整个屋顶等。这些方法均需要辅助设备和器材，且在顶升屋顶过程中无法保证顶升操作的稳定性和安全性。

中国发明专利zl201910943143.9提供了一种一种大跨度网架整体顶升法及其限位与防倾翻装置。其装置包括措施支架、顶升支架、导轨、液压千斤顶、限位防倾覆支架以及马镫；措施支架顶端与网架相连，措施支架底端固定在顶升支架上，多个顶升支架自上而下依次首尾相连，液压千斤顶底部固定在混凝土基础上，液压千斤顶顶部固定在措施支架底部，马镫放置在混凝土基础上，马镫位于顶升支架下方；导轨为竖向导轨，限位防倾覆支架一端与网架相连，限位防倾覆支架另一端抵在导轨上；所述措施支架为伞状支架；所述顶升支架顶部与底部均设有法兰，多个顶升支架之间通过法兰连接；所述导轨为矩形立柱；所述限位防倾覆支架为t型支架，包括钢管限位卡与钢管支撑杆，钢管支撑杆垂直固接在钢管限位卡上；还包括中部承载板，中部承载板横向固接在两个顶升支架之间；还包括钢丝绳，钢丝绳的一端固定在网架上，另一端固定在顶升支架上；所述限位防倾覆支架斜向下抵在导轨上，斜向下的角度为20°～30°；其特征在于，包括如下步骤：步骤一、顶升准备：将网架的钢柱柱头处通过钢管进行加固；步骤二、顶升装置安装：1)导轨设置：利用厂房结构柱作为网架整体结构顶升过程中的竖向导轨，使整体网架沿厂房结构柱垂直移动顶升；2)安装限位防倾覆支架；将限位防倾覆支架一端焊接在网架上，将限位防倾覆支架另一端斜向下抵在导轨的侧面，斜向下的角度为20°～30°；通过限位防倾覆支架的斜支撑杆件传递与限制网架整体顶升过程中产生因顶升装置受力不均产生的水平力与位移；3)将马镫放置在混凝土基础上，将液压千斤顶底部固定在混凝土基础上，将液压千斤顶顶部固接在措施支架底部，顶升支架底部放置在马镫上，顶升支架顶部固接在措施支架底部，措施支架顶部焊接在网架上；步骤三、预顶：1)解除网架与地面的所有连接；2)在顶升开始时必须控制速度，对网架支座进行观察，待支座确实离开地面30cm以上才开始正常顶升；3)待网架支座离开地面50mm时，应悬停30分钟，对网架进行检查，检查内容包括：下部的顶升支架是否正常，有无严重的偏斜、网架杆件有无弯曲现象、网架支座离开地面是否基本等高；4)开始进行试顶升，试顶升阶段每次顶升高度不超过500mm；5)在试顶阶段，对液压千斤顶的油泵压力进行记录，根据此数据计算出每个支撑点的支座反力，并把此数据与网架的设计支座反力进行对比；若两者的数值相符，则证明网架验算无误；步骤四、顶升：1)预顶结束后，液压千斤顶逐步向上顶升；2)液压千斤顶向上一个行程，在千斤顶下部架设下一节顶升支架，同时用型钢马镫将支架底部垫平整牢固；3)回落千斤顶顶杆至底部，加设顶升支架中部的承载板并用铆钉锚固牢固，千斤顶回调顶至承载板底板，并重新调整同步；4)千斤顶继续行进一个行程，依次加设顶升支架，直至方案中预定的顶升高度，在顶升过程中，在顶升支架两侧预顶位置依次加设钢丝绳；步骤五、结构封边就位：1)网架顶升到设计高度后，进行与周边网架的连接焊接；检查缆风绳与支架的受力状态；网架满足就位条件后，利用临时支撑支架配合，下降网架高度将其落在支承柱上；2)先进行支座的安装、焊接与固定，然后再进行钢管的安装；3)测量网架就位后的挠度、几何尺寸，并做好记录与评定；4)一切就绪后调整液压千斤顶支架高度，使其慢慢回落到就位高度，支座和网架均匀受力后停止支架回落，复查就位高度和偏差，符合设计要求后将网架就位节点与支座焊接，焊接完成后最后卸载；步骤六：支架拆除：网架就位后，对顶升支架进行拆除。

上述专利技术的缺陷在于：1、顶升装置结构上包括措施支架、顶升支架、导轨、液压千斤顶、限位防倾覆支架以及马镫等，组件复杂；2、顶升装置需要现场进行导轨设置等复杂的操作，现场安装步骤较多；3、顶升操作复杂，千斤顶每行进一个行程，需要依次加设顶升支架，直至方案中预定的顶升高度。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、操作方便的新型厂房整体顶升装置。本发明的另一目的在于提供一种操作方便的新型厂房整体顶升方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种新型厂房整体顶升装置，其包括多套顶升组件，每套顶升组件从外到内依次包括外部基础支架、中部传动支架和内部支撑架，还包括动力单元；动力单元拉动中部传动支架，进而带动内部支撑架向上将屋顶顶起到预定高度。

优化的，其包括固定侧和顶升侧，外部基础支架的固定侧设置第一通道、顶升侧设置第二通道；中部传动支架的固定侧设置第三通道、顶升侧设置第四通道。

优化的，在外部基础支架的固定侧设置竖直的下部固定板，下部固定板上设置通孔；在内部支撑架的固定侧设置竖直的上部固定板，上部固定板上设置通孔；下部固定板和上部固定板的数量分别为1个或多个，下部固定板和上部固定板上通孔的数量为2-4个。

优化的，在外部基础支架的顶升侧设置第一固定板和第二固定结构，第二固定结构位于第一固定板的上部；在中部传动支架的顶升侧的下部设置第三固定板，上部设置第四固定结构，在内部支撑架的顶升侧的下部设置第五固定板。

优化的，还包括连接链条，连接链条绕过第四固定结构，两端分别固定在第二固定结构和第五固定板上。

优化的，第二固定结构包括相对设置的两块第二固定板和中间固定连接的一根第二固定柱；第四固定结构包括相对设置的两块第四固定板和中间固定连接的一根滑轮；第五固定板上设置拉孔；连接链条绕过滑轮，两端分别固定在拉孔和第二固定柱上。

优化的，第四固定结构高于外部基础支架顶端；第三固定板和第五固定板的高度以中部传动支架和内部支撑架能够依次顺利套装入外部基础支架和顺利上升为限。

优化的，在上部固定板和内部支撑架之间设置穿过第一通道和第三通道的连接板；第三固定板穿过第二通道；第五固定板穿过第二通道和第四通道；第五固定板位于第三固定板的上方。

优化的，动力单元采用环链电动葫芦，环链电动葫芦设置在第二固定结构上，环链电动葫芦的起重链条末端固定在第三固定板上。

本发明提供的新型厂房整体顶升装置顶升钢结构厂房的方法为：包括如下步骤：步骤一固定步骤：根据待顶升的厂房钢结构立柱的数量设置顶升组件的数量，将钢结构立柱的下部就与外部基础支架固定，钢结构立柱的上部就与内部支撑架固定；

步骤二分离立柱步骤：将钢结构立柱的上部和下部切断；

步骤三顶升步骤：启动动力单元，动力单元拉动中部传动支架，进而带动内部支撑架向上将屋顶顶起到预定高度；

步骤四加装立柱步骤：在厂房钢结构立柱的上部和下部之间加装立柱；

步骤五拆卸步骤：将钢结构立柱的下部与外部基础支架之间的固定结构拆除，将钢结构立柱的上部与内部支撑架之间的固定结构拆除；启动动力单元，中部传动支架和内部支撑架复位，重新套装进外部基础支架内。

固定步骤中，在待顶升的厂房钢结构立柱上打孔，孔的位置与下部固定板和上部固定板上通孔的位置对应；用高强度螺栓穿过对应的孔，将钢结构立柱和上部固定板以及下部固定板固定。这样钢结构立柱的下部就与外部基础支架固定，钢结构立柱的上部就与内部支撑架固定。

分离立柱步骤中，将钢结构立柱的上部和下部切断；以便钢结构立柱的上部可以和内部支撑架一同上升，并实现屋顶的顶升。

顶升步骤中，环链电动葫芦设置在第二固定板上，环链电动葫芦的起重链条末端固定在第三固定板上，启动环链电动葫芦，动力单元拉动中部传动支架，进而带动内部支撑架向上将屋顶顶起到预定高度。

拆卸步骤中，将钢结构立柱的下部与外部基础支架连接固定的高强度螺栓拆除，将钢结构立柱的上部与内部支撑架连接固定的高强度螺栓拆除。启动环链电动葫芦，中部传动支架和内部支撑架复位，重新套装进外部基础支架内。

固定侧和顶升侧可以设置在相对侧，这样可以为固定步骤和顶升步骤提供操作空间，也有利于顶升装置的平衡和稳定。

本发明中上部固定板和下部固定板竖直设置，是指：当外部基础支架和内部支撑架处于工作状态时，上部固定板和下部固定板是竖直的，即沿与外部基础支架和内部支撑架的高度方向平行设置。

外部基础支架和中部传动支架分别是由两块h型钢焊接而成，从而其内具有能够容纳内层支架的空腔。外部基础支架上的第一固定板位于其中部，采用u型结构，将外部基础支架的中部用一块第一固定板焊接，起到加强固定外部基础支架整体结构的作用。

第五固定板上采用拉孔结构，有利于顺利拉动提升内部支撑架；第二固定结构和第四固定结构采用第二固定柱和滑轮的结构，有利于在顶升步骤中，持续调整第二固定柱和滑轮之间的连接链条长度，同时拉动内部支撑架上升。

第三固定板和第五固定板的高度以中部传动支架和内部支撑架能够顺利套装入外部基础支架和顺利上升为限，是指，第三连接板和第五连接板高于顶升侧的最高高度应当低于外部支撑架顶升侧的高度，并在套装和上升时位于第一固定板和第二固定结构的内部；同时第五固定板高于顶升侧的最高高度应当低于中部传动支架顶升侧的高度，并在套装和上升时位于第四固定结构的内部；这样能够实现中部传动支架顺利套装入外部基础支架，内部支撑架顺利套装入内部支撑架，中部传动支架和内部支撑架在外部基础支架中顺利上升。

第五固定板位于第三固定板的上方。由于外部基础支架、中部传动支架和内部支撑架的高度基本一致，因此套装后，内部支撑架的顶端高于中部传动支架的顶端。

顶升步骤中环链电动葫芦带动起重链条末端直接拉动的是固定在中部传动支架上的第三固定板，第三固定板穿过第二通道，因此在整个拉动过程中外部基础支架保持不动，且外部基础支架与钢结构立柱的下部固定连接，起到基础稳定作用；环链电动葫芦也是固定在位于外部基础支架上的第二固定结构上，因此外部基础支架的固定和稳定，也起到增强顶升步骤稳定性的作用。

连接链条绕过第四固定结构，两端分别固定在第二固定结构和第五固定板上；在顶升开始之前，第四固定结构高于外部基础支架顶端，因此第四固定结构高于第二固定结构。随着中部传动支架的上移，第四固定结构与第二固定结构之间的距离增大，而连接链条的长度是固定的，因此第五固定板拉动内部支撑架不只跟随中部传动支架同步上升，而是必须加速上升。即在顶升步骤中，内部支撑架上升的速度和高度均超过中部传动支架。具体的：每当环链电动葫芦拉动固定在位于中部传动支架上的第三固定板上升10cm，也同时拉动中部传动支架上升10cm，同时第四固定结构与第二固定结构之间的距离又增大10cm，因为连接链条的长度是固定的，这就要求第四固定结构和第五固定板之间的距离减少10cm，因此第五固定板随第四固定结构上升的同时还要再多被拉动上升10cm，所以第五固定板将上升20cm，即内部支撑架上升20cm。

在顶升步骤中，第三固定板沿着第二通道向上移动，第二通道起到为中部传动支架上移提供轨道的作用，保证了中部传动支架上移的稳定性。第五固定板穿过位于外部基础支架的第二通道和位于中部传动支架的第四通道，因此第五固定板在第二通道和第四通道中上移，第二通道和第四通道起到为内部支撑架上移提供轨道的作用，保证了内部支撑架上移的稳定性。在上部固定板和内部支撑架之间设置穿过第一通道和第三通道的连接板，因此在中部传动架和内部支撑架上移的过程中，上部固定板以及下部固定板的连接板不会阻碍上升，且上部固定板的连接板会在第一和第三通道中上移，第一通道和第三通道起到为内部支撑架上移提供轨道的作用，保证了内部支撑架上移的稳定性。

在顶升步骤中，中部传动支架逐渐上升，内部支撑架上升的速度和高度更大，内部支撑架能够上升的最高高度为第三固定板接近第二固定结构（由于环链电动葫芦占据一定空间，因此第三固定板低于第二固定结构一定高度），第五固定板接近第四固定结构时，此时中部传动支架的下部上升至外部基础支架的上部，内部支撑架的下部上升至中部传动支架的上部，内部支撑架顶端的高度就是屋顶被顶起的高度，因此屋顶能够被顶起的最高高度与中部传动支架和内部支撑架的高度之和相关联。

一般将整个顶升装置的高度设置在3-4米，使多套顶升组件同时操作，能够很方便的实现具有一定长、宽、高的钢结构厂房整体顶升的操作。顶升组件的套数与厂房钢结构立柱的数量有关，一般一一对应。

本发明的有益效果在于：

1、本发明提供的新型厂房整体顶升装置结构简单、操作方便。具体的，本发明的顶升组件，在结构上，包括从外到内套装的外部基础支架、中部传动支架和内部支撑架，还包括固定板、连接板等部件，结构简单；在操作上，随取随用，不必进行现场安装，仅需要固定、分离立柱、顶升、加装立柱、拆卸等这些基本的步骤，操作方便。

2、进一步，本发明提供的新型厂房整体顶升装置在功能上，能够稳定、快速的将屋顶顶起。其一，与现有技术中直接用千斤顶将厂房顶起的工作方式相比，本发明首先将钢结构立柱的上部与内部支撑件固定，然后再进行顶升操作，将钢结构立柱的上部和房顶一起顶升，能够更加保持房顶的结构的平衡和稳定性，提高了顶升操作的安全性。其二，与仅仅使用两层顶升组件的工作方式相比，本发明采用了中部传动支架和内部支撑架套接，并通过一根固定长度的连接链条将内部支撑架与外部基础支架固定连接的方式，实现了中部传动支架的连续上升和内部支撑架的连续、加速、上升，上升过程中均有轨道，上升操作稳定；且内部支撑架作为直接顶起房顶的结构，其上升速度、稳定性、所能达到的高度均超过两层组件的工作模式，工作效率高。因为两层组件结构的顶升装置，顶升屋顶的最高高度仅仅是中部一层顶端的高度，本发明顶起屋顶的高度是最内层顶端的高度。

3、本发明采用高强度螺栓闯过通孔的方式固定钢结构立柱和顶升装置，操作简便，钢结构立柱和顶升装置不会收到破坏，能够反复使用。

附图说明

图1为本发明提供的新型厂房整体顶升装置整体示意图；

图2为本发明提供的外部基础支架顶升侧立体示意图；

图3为本发明提供的外部基础支架固定侧立体示意图；

图4为本发明提供的中部传动支架固定侧侧视图；

图5为本发明提供的中部传动支架立体示意图；

图6为本发明提供的内部支撑架顶升侧立体示意图；

图7为本发明提供的内部支撑架固定侧立体示意图；

图8为本发明提供的第四固定结构放大图。

1、外部基础支架；2、中部传动支架；3、内部支撑架；4、连接链条；5、固定侧；6、顶升侧；7、第一通道；8、第二通道；9、第三通道；10、第四通道；11、滑轮；12、连接板；13、下部固定板；14、上部固定板；15、第一固定板；16、第二固定结构；17、第三固定板；18、第四固定结构；19、第五固定板；20、第二固定板；21、第二固定柱；22、第四固定板;a：第四固定结构放大部分。

具体实施方式

下面结合附图具体说明本发明。

本实施方式的技术方案为：一种新型厂房整体顶升装置，其包括多套顶升组件，每套顶升组件从外到内依次包括外部基础支架、中部传动支架和内部支撑架，还包括动力单元；动力单元拉动中部传动支架，进而带动内部支撑架向上将屋顶顶起到预定高度。

其中，其包括固定侧和顶升侧，外部基础支架的固定侧设置第一通道、顶升侧设置第二通道；中部传动支架的固定侧设置第三通道、顶升侧设置第四通道。

其中，在外部基础支架的固定侧设置竖直的下部固定板，下部固定板上设置通孔；在内部支撑架的固定侧设置竖直的上部固定板，上部固定板上设置通孔；下部固定板和上部固定板的数量分别为1个或多个，下部固定板和上部固定板上通孔的数量为2-4个。

其中，在外部基础支架的顶升侧设置第一固定板和第二固定结构，第二固定结构位于第一固定板的上部；在中部传动支架的顶升侧的下部设置第三固定板，上部设置第四固定结构，在内部支撑架的顶升侧的下部设置第五固定板。

其中，还包括连接链条，连接链条绕过第四固定结构，两端分别固定在第二固定结构和第五固定板上。

其中，第二固定结构包括相对设置的两块第二固定板和中间固定连接的一根第二固定柱；第四固定结构包括相对设置的两块第四固定板和中间固定连接的一根滑轮；第五固定板上设置拉孔；连接链条绕过滑轮，两端分别固定在拉孔和第二固定柱上。

其中，第四固定结构高于外部基础支架顶端；第三固定板和第五固定板的高度以中部传动支架和内部支撑架能够依次顺利套装入外部基础支架和顺利上升为限。

其中，在上部固定板和内部支撑架之间设置穿过第一通道和第三通道的连接板；第三固定板穿过第二通道；第五固定板穿过第二通道和第四通道；第五固定板位于第三固定板的上方。

其中，动力单元采用环链电动葫芦，环链电动葫芦设置在第二固定结构上，环链电动葫芦的起重链条末端固定在第三固定板上。

具体的，下部固定板和上部固定板的数量分别为2个，下部固定板和上部固定板上通孔的数量为2或4个。外部基础支架、中部传动支架、内部支撑架的高度为2-4米，连接链条的长度为2-4米。第二固定结构位于外部基础支架上部且接近顶端，第三固定板位于中部传动支架的底端，第四固定结构位于中部传动支架的上部且接近顶端，第五固定板位于内部支撑架的下部接近底端。

顶升钢结构厂房长10-20米、宽10-20米、原高4-5米，其钢结构立柱15-40根，使用15-40套本发明提供的顶升组件构成的顶升装置同时操作，能够很方便的实现最高2-6米的顶升。

采用上述新型厂房整体顶升装置的顶升方法，包括如下步骤：

步骤一固定步骤：根据待顶升的厂房钢结构立柱的数量设置顶升组件的数量，将钢结构立柱的下部就与外部基础支架固定，钢结构立柱的上部就与内部支撑架固定；

步骤二分离立柱步骤：将钢结构立柱的上部和下部切断；

步骤三顶升步骤：启动动力单元，动力单元拉动中部传动支架，进而带动内部支撑架向上将屋顶顶起到预定高度；

步骤四加装立柱步骤：在厂房钢结构立柱的上部和下部之间加装立柱；

步骤五拆卸步骤：将钢结构立柱的下部与外部基础支架之间的固定结构拆除，将钢结构立柱的上部与内部支撑架之间的固定结构拆除；启动动力单元，中部传动支架和内部支撑架复位，重新套装进外部基础支架内。