大跨度钢桁架-混凝土组合屋面整体提升方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及建筑结构的提升，尤其涉及钢桁架-混凝土组合屋面的提升方法。
【背景技术】
[0002] 随着近年来国民经济的高速发展，我国建筑业也迎来了巨大的发展空间，在民用、 公共建筑市场，各种造型新颖、结构体系复杂的地标性建筑不断涌现。随着绿色节能环保、 可持续发展等理念在建筑业推广，钢-混凝土混合结构体系越来越受到设计师的重视，也 是我国建筑业十大新技术推广应用的重点。
[0003] 然而大跨度钢-混凝土混合结构体系在施工过程中存在工序交叉、施工边界条件 复杂等特点，对于钢桁架-混凝土组合屋盖结构传统施工工艺流程一般采用先进行钢桁架 结构施工，然后再进行屋面上部混凝土组合楼板施工、桁架内部机电综合管线施工的高空 散装施工工艺，这样将形成钢桁架结构高空散装、桁架内部机电管线设置高位脚手架安装 的施工局面，势必造成施工措施量大、高空作业量大、安全管理难度大、施工机械量大的的 施工状态。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在解决现有技术的上述缺陷，提供一种大跨度钢桁架-混凝土组合屋面 整体提升方法。本发明实现混凝土结构连同大跨度钢桁架结构整体提升，保证提升过程中 混凝土结构无裂纹产生。
[0005] 为了解决上述技术问题，一种大跨度钢桁架-混凝土组合屋面整体提升方法，它 包括下列步骤： 步骤一，在地面完成大跨度钢桁架结构拼装，拼装过程注意控制好钢结构外形尺寸、接 口处定位尺寸，轴线偏差控制5mm、坚向偏差控制在IOmm ; 步骤二，钢桁架拼装完成，在钢桁架顶部进行混凝土组合楼板结构施工，并完成钢筋绑 扎； 步骤三，根据混凝土浇注面积、钢桁架钢梁分布特点以及结构外形尺寸等，对混凝土组 合屋面浇注进行划块，按照环向对称、由内至外的顺序进行； 步骤四，在液压提升系统上设置压力传感器、行程传感器分别对提升器的压力、行程等 进行反馈，在提升结构上设置激光测距仪进行位移反馈；提升过程中根据三种监控情况进 行比较，实现联动控制，其中一项超出设定偏差即进行纠偏；实现大跨度钢桁架-混凝土组 合屋面整体就位。
[0006] 所述的大跨度钢桁架-混凝土组合屋面整体提升方法，所述步骤四种的设定偏差 为相邻两点不同步位移值在20mm以内。
[0007] 根据权利要求1所述的大跨度钢桁架-混凝土组合屋面整体提升方法，其特征在 于，所述步骤一中，钢桁架径向设置四条内力释放带，其环向采用滑动连接、长圆孔且高强 螺栓仅初拧，待混凝土浇注提升到位后，再对滑动连接的环向次梁按照设计要求连接。
[0008] 所述的大跨度钢桁架-混凝土组合屋面整体提升方法，所述大跨度钢桁架的上下 弦与钢梁接口，按照上弦斜口直接、下弦预留调整段的方法进行，其中上弦按照富余长度 50mm、下弦调整段按照富余IOOmm加工，钢桁架拼装完毕并进行初步提升后，调整桁架与劲 性柱中心定位，并在桁架两侧设置定位限位装置；分别测量顶部钢梁上下弦口定位坐标，钢 桁架上下弦相应两点点中心坐标，根据测量情况并结合施工过程分析的杆件径向变形值计 算上下弦杆的切割量，同时要求在焊接坡口留间隙6~8mm。
[0009] 本发明在施工过程中先将钢桁架在地面拼装成整体，然后进行钢屋盖初步提升 (提升1个行程)，并混凝土浇筑，最后将钢桁架-混凝土组合结构进行整体提升，到位后补 装合拢杆件与已安装结构对接。在施工过程中，混凝土的浇筑是在非设计状态下进行的，其 自重及浇筑带来的水化热都会对结构带来附加的内力影响。提升状态由于只提供坚向约 束，因此该施工方法对于径向推力的释放是有利的，但在结构的环向仍需考虑内力释放的 方式。本工程通过合理的混凝土分区浇筑顺序，且在钢桁架相关位置设置长圆孔的方式充 分释放由于混凝土浇筑对非设计状态下的结构的内力影响。
[0010] 众所周知，混凝土为易开裂结构。然而，在本次施工过程中需要对钢桁架-混凝土 组合结构进行整体提升，在这个非成型状态下，需保证混凝土不产生裂纹。混凝土凝结后刚 度大，若提升不同步差值较大将造成结构受力不均，进而使得混凝土产生开裂现象。本工程 通过计算机模拟分析得出此种情况下钢桁架-混凝土组合屋面不同步值控制在20_以内 能保证混凝土内部应力变化不大而不至产生混凝土裂纹〇 内力的释放势必带来结构变形的产生，产生的变形亦将影响结构提升到位的对接精 度。为此，在钢桁架拼装接口精度控制上考虑了预留、焊接、提升过程中变形等多个因素。 [0011] 整体提升过程的同步控制技术是施工方法的一大亮点，与常规钢结构提升同步控 制相比，本项目的同步控制需要更精确（20mm以内），则需采用非常规技术手段。本次监测 控制的一大特点是将液压系统上的压力传感器、钢绞线上的行程传感器、提升构件上的激 光测距仪进行了联动，通过编制控制程序对三种检测手段进行联动控制，三种控制系统中 一项出现较大偏差时，通过数据线反馈至控制系统，控制系统来进行压力调节，来达到联动 控制的目的，从而实现全方位的综合精度控制。
[0012] 本发明钢桁架、混凝土组合屋盖及桁架内部机电管线设备等在地面施工，能减少 高空作业量、提高施工精度、增强施工工效；采用模块式安装对钢-混凝土混合结构体系施 工来说也是一种新的尝试，能拓展常规施工思路。
【附图说明】
[0013] 下面结合附图对本发明作进一步的说明： 图1为混凝土烧筑顺序意图； 图2为钢桁架环向力释放带布置示意图； 图3为所述钢桁架环向滑动处理示意图。
【具体实施方式】
[0014] 如图所示，一种大跨度钢桁架-混凝土组合屋面整体提升方法，它包括下列步骤： 步骤一，在地面完成大跨度钢桁架结构拼装，拼装过程注意控制好钢结构外形尺寸、接 口处定位尺寸，轴线偏差控制5mm、坚向偏差控制在IOmm ; 步骤二，钢桁架拼装完成，在钢桁架顶部进行混凝土组合楼板结构施工，并完成钢筋绑 扎； 步骤三，根据混凝土浇注面积、钢桁架钢梁分布特点以及结构外形尺寸等，对混凝土组 合屋面按照图1进行划块，按照环向对称、由内至外的顺序进行，参照表1 ; 表1混凝土烧筑顺序
步骤四，在液压提升系统上设置压力传感器、行程传感器分别对提升器的压力、行程等 进行反馈，在提升结构上设置激光测距仪进行位移反馈；提升过程中根据三种监控情况进 行比较，实现联动控制，其中一项超出设定偏差即进行纠偏；实现大跨度钢桁架-混凝土组 合屋面整体就位。
[0015] 所述的大跨度钢桁架-混凝土组合屋面整体提升方法，所述步骤四种的设定偏差 为相邻两点不同步位移值在20mm以内。
[0016] 所述的大跨度钢桁架-混凝土组合屋面整体提升方法，所述步骤一中，钢桁架径 向设置四条内力释放带1 (参见图2)，其环向采用滑动连接、长圆孔且高强螺栓仅初拧，待 混凝土浇注提升到位后，再对滑动连接的环向次梁按照设计要求连接，图3可见，一个型钢 腹板侧面通过一个连接板以所述高强螺栓2和另一个型钢腹板连接。
[0017] 所述的大跨度钢桁架-混凝土组合屋面整体提升方法，所述大跨度钢桁架的上下 弦与钢梁接口，按照上弦斜口直接、下弦预留调整段的方法进行，其中上弦按照富余长度 50mm、下弦调整段按照富余IOOmm加工，钢桁架拼装完毕并进行初步提升后，调整桁架与劲 性柱中心定位，并在桁架两侧设置定位限位装置；分别测量顶部钢梁上下弦口定位坐标，钢 桁架上下弦相应两点点中心坐标，根据测量情况并结合施工过程分析的杆件径向变形值计 算上下弦杆的切割量，同时要求在焊接坡口留间隙6~8mm。
【主权项】
1. 一种大跨度钢桁架-混凝土组合屋面整体提升方法，其特征在于，它包括下列步骤： 步骤一，在地面完成大跨度钢桁架结构拼装，拼装过程注意控制好钢结构外形尺寸、接 口处定位尺寸，轴线偏差控制5mm、坚向偏差控制在10mm; 步骤二，钢桁架拼装完成，在顶部进行混凝土组合楼板结构施工，并完成钢筋绑扎； 步骤三，根据混凝土浇注面积、钢桁架钢梁分布特点以及结构外形尺寸等，对混凝土组 合屋面浇注进行划块，按照环向对称、由内至外的顺序进行； 步骤四，在液压提升系统上设置压力传感器、行程传感器分别对提升器的压力、行程进 行反馈，在提升结构上设置激光测距仪进行位移反馈；提升过程中根据三种监控情况进行 比较，实现联动控制，其中一项超出设定偏差即进行纠偏；实现大跨度钢桁架-混凝土组合 屋面整体就位。2. 根据权利要求1所述的大跨度钢桁架-混凝土组合屋面整体提升方法，其特征在于， 所述步骤四种的设定偏差为相邻两点不同步位移值在20_以内。3. 根据权利要求1所述的大跨度钢桁架-混凝土组合屋面整体提升方法，其特征在于， 所述步骤一中，钢桁架径向设置四条内力释放带，其环向采用滑动连接、长圆孔且高强螺栓 仅初拧，待混凝土浇注提升到位后，再对滑动连接的环向次梁按照设计要求连接。4. 根据权利要求1所述的大跨度钢桁架-混凝土组合屋面整体提升方法，其特征在于， 所述大跨度钢桁架的上下弦与钢梁接口，按照上弦斜口直接、下弦预留调整段的方法进行， 其中上弦按照富余长度50mm、下弦调整段按照富余100mm加工，钢桁架拼装完毕并进行初 步提升后，调整桁架与劲性柱中心定位，并在桁架两侧设置定位限位装置；分别测量顶部钢 梁上下弦口定位坐标，钢桁架上下弦相应两点点中心坐标，根据测量情况并结合施工过程 分析的杆件径向变形值计算上下弦杆的切割量，同时要求在焊接坡口留间隙6~8mm。
【专利摘要】本发明涉及建筑结构的提升。一种大跨度钢桁架-混凝土组合屋面整体提升方法，包括：在地面完成大跨度钢桁架结构拼装；钢桁架拼装完成，在钢桁架顶部进行混凝土组合楼板结构施工，并完成钢筋绑扎；根据混凝土浇注面积、钢桁架钢梁分布特点以及结构外形尺寸，对混凝土组合屋面浇注进行划块，按照环向对称、由内至外的顺序进行；在液压提升系统上设置压力传感器、行程传感器分别对提升器的压力、行程进行反馈，在提升结构上设置激光测距仪进行位移反馈；提升过程中根据三种监控情况进行比较，其中一项超出设定偏差即进行纠偏。实现大跨度钢桁架-混凝土组合屋面整体就位，提升过程中混凝土结构无裂纹产生。
【IPC分类】E04B1/35
【公开号】CN105350651
【申请号】CN201410404401
【发明人】陶福兵, 李旻, 遇瑞, 杨京骜, 仇宇兵, 李瑞峰
【申请人】上海宝冶集团有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2014年8月18日