大跨度屋面钢桁架的结构及累积滑移施工工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种大跨度屋面钢桁架的结构及累积滑移施工工艺，单榀拱形桁架由三段桁架拼接而成，拱形桁架的下弦设有钢拉索；本发明采用设置支撑胎架的方式，对多段大跨度桁架实施分段起吊、空中拼装；采用在女儿墙上设置长导轨、支撑胎架设置短导轨的方式，实施多位设置滑移设备的多点推进方案；采用附加牛腿滑靴的方式，将桁架坐落的作业面与导轨滑移的作业面分离，解决了钢拉索先安装、桁架后滑移的施工难点，使得多段大跨度桁架在空中拼装，多榀桁架整体滑移的安装方法得以实现，具有降低施工成本、提高施工效率且施工安全可靠的优点。
【专利说明】
大跨度屋面钢桁架的结构及累积滑移施工工艺
技术领域
[0001]本发明涉及钢结构制造及建筑安装技术领域的大跨度桁架制造及安装，尤其是一种大跨度屋面钢桁架的结构及累积滑移的施工工艺。
【背景技术】
[0002]随着大型建筑场馆的建设与发展，对大跨度桁架制造及安装提出了更高的要求，目前的大跨度桁架分为整体制造吊装和分段制造高空拼装两类方案，存在的问题是，前者，受运输、施工场地及吊装设备的制约，已经对大跨度桁架的发展造成了严重的制约。后者，安装工程复杂，需要搭设大量的高空脚手架，不但高空组装、焊接工作量巨大，而且存在较大的质量、安全风险，施工难度较大，并且对整个工程的施工工期会有很大的影响，方案的技术经济性指标较差。
[0003]现有技术(CN104929373A)公开了【大跨度方钢管桁架及其累计滑移施工方案】，存在的问题是，①、整跨桁架无法运输的问题，受施工现场及起吊设备的制约无法起吊的问题;②、滑移导轨安装在结构柱的牛腿之间，则必须采取有效的导轨支撑措施，即在所有结构柱的之间搭设支撑架，由此产生额外支撑工时及费用;③、桁架的坐落的作业面与导轨滑移的作业面重合，势必会影响在桁架的坐落与调整作业、导轨的拆卸作业时的工作效率，导致工人在临边高空作业时存在较大的安全风险，④、尤其对于多段下弦钢拉索的桁架，在桁架没有安装滑移到位前无法跟进钢拉索的安装，由此产生桁架二次卸载的工况;而对于没有装配支撑杆及钢拉索的桁架，桁架自身受力体系的相对稳定性差，不仅对桁架自身的应变难以控制，而且实施滑移施工过程中桁架还存在失稳的危险。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种大跨度屋面钢桁架的结构及累积滑移施工工艺，本发明采用设置支撑胎架的方式，对多段大跨度桁架实施分段起吊、空中拼装;采用在女儿墙上设置长导轨、支撑胎架设置短导轨的方式，实施多位设置滑移设备的多点推进方案;采用附加牛腿滑靴的方式，将桁架坐落的作业面与导轨滑移的作业面分离，解决了钢拉索先安装、桁架后滑移的施工难点，使得多段大跨度桁架在空中拼装，多榀桁架整体滑移的安装方法得以实现，具有降低施工成本、提高施工效率且施工安全可靠的优点。
[0005]实现本发明目的的具体技术方案是:
一种大跨度屋面钢桁架的结构，其特点在于单榀拱形桁架由三段桁架拼接而成，拱形桁架的两端点设有安装座、滑靴座及钢绳索具，拱形桁架的两钢绳索具之间沿下弦设有钢拉索，拱形桁架与钢拉索之间设有数根支撑杆。
[0006]—种实施大跨度屋面钢桁架的累积滑移施工工艺，大跨度钢拉索桁架的安装方法，该方法在土建工程的两排结构柱及结构柱外侧对称设置的女儿墙完成后实施;为方便叙述，将两排结构柱间即拱形桁架的跨度方向约定为横向、将女儿墙的沿线方向约定为纵向、将相邻两结构柱的纵向距离约定为开间距，其特征在于该方法包括如下步骤:
a)、牛腿滑靴的制作
所述牛腿滑靴为结构件，其一侧面设有拱形桁架的端头接口、另一侧面设有滑靴吊耳、底部设有滑动面板，滑动面板上设有滑靴导向槽；
b)、抱箍的制作
所述抱箍为四块板围合而成的矩形框件，其一侧面设有抱箍吊耳、底部设有滑动面板，滑动面板上设有抱箍导向槽；
C)、支撑胎架的设置
在地基上沿纵向平行设置两组支撑胎架，支撑胎架的纵向轴线位置与拱形桁架连接处相互对应，支撑胎架的纵向尺寸大于一个开间距；
d)、导轨的设置
沿纵向在两侧女儿墙上平行设置长导轨、沿纵向在两支撑胎架上平行设置短导轨；
e)、拱形桁架的高空安装
将构成一榀的三段拱形桁架分别吊至结构柱与支撑胎架、支撑胎架与支撑胎架及支撑胎架与结构柱之间，在两支撑胎架上对拱形桁架的连接处实施拼接，安装支撑杆及钢拉索；
f)、牛腿滑靴的安装
在拱形桁架两端的滑靴座上安装牛腿滑靴，将牛腿滑靴的端头接口与拱形桁架的滑靴座连接，并使滑动面板置于长导轨上，滑靴导向槽卡接在长导轨的两侧边；
g)、抱箍的安装
在拱形桁架的连接处安装抱箍，并使抱箍的滑动面置于短导轨上，抱箍导向槽卡接在短导轨的两侧边；
h)、滑移设备的安装
所述滑移设备选用自爬式液压千斤顶，自爬式液压千斤顶为四台，自爬式液压千斤顶上设有自动伸缩夹及铰接环，自动伸缩夹分别设在长导I或短导轨上，铰接环分别与牛腿滑靴上的滑靴吊耳或抱箍上的抱箍吊耳铰接；
i )、单榀拱形桁架的累积滑移
设在拱形桁架两端的牛腿滑靴上及中部两个抱箍上的四台自爬式液压千斤顶采用计算机同步驱动控制，在四台自爬式液压千斤顶的间歇式驱动下，拱形桁架在长导轨及短导轨上沿纵向实施累积滑移；
j )、多榀拱形桁架的累积滑移
在两榀或两榀以上的拱形桁架之间设置连接杆，并通过自爬式液压千斤驱动支撑胎架旁的一榀拱形桁架，在自爬式液压千斤顶的间歇式驱动下，通过连接杆的依次传递，多榀拱形桁架在长导轨上沿纵向实施累积滑移，直至多榀拱形桁架分别到达对应结构柱的安装位；
k)、滑移设备的拆卸
将自爬式液压千斤顶上的自动伸缩夹从长导轨及短导轨上拆离，将铰接环从牛腿滑靴上的滑靴吊耳及抱箍上的抱箍吊耳拆离，拆卸自爬式液压千斤顶；
I)、抱箍及牛腿滑靴的拆卸
现将拱形桁架连接处的抱箍拆离，，再用千斤顶将拱形桁架顶起，使牛腿滑靴的滑动面板与长导轨脱离，并将牛腿滑靴的端头接口从拱形桁架的滑靴座上拆离，释放千斤顶，拱形桁架的安装座坐落于结构柱上并调整及紧固；m)、导轨及支撑胎架的拆卸
拆除女儿墙上设置的长导轨，拆除支撑胎架上设置的短导轨，最后拆除支撑胎架，大跨度桁架累积滑移安装完毕。
[0007]本发明采用设置支撑胎架的方式，对多段大跨度桁架实施分段起吊、空中拼装;采用在女儿墙上设置长导轨、支撑胎架设置短导轨的方式，实施多位设置滑移设备的多点推进方案;采用附加牛腿滑靴的方式，将桁架坐落的作业面与导轨滑移的作业面分离，解决了钢拉索先安装、桁架后滑移的施工难点，使得多段大跨度桁架在空中拼装，多榀桁架整体滑移的安装方法得以实现，具有降低施工成本、提高施工效率且施工安全可靠的优点。
【附图说明】
[0008]图1为本发明拱形桁架的结构示意图；
图2为本发明拱形桁架的安装结构示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为图2的A处放大的结构示意图；
图5为图2的B向局部放大的结构示意图；
图6为图2的C向局部放大的结构示意图；
图7为自爬式液压千斤顶的使用状态示意图。
【具体实施方式】
[0009]下面结合本发明实施例及附图对本发明进一步说明如下。
实施例
[0010]参阅图1、图2、图3，本发明以某体育中心场馆拱形桁架的制造及安装工程为例，该拱形桁架I为多段大跨度桁架结构，所述拱形桁架I共10榀，每一单榀由三段桁架连接而成，拱形桁架I的两端点设有安装座11、滑靴座12及钢绳索具14，拱形桁架I的两钢绳索具14之间沿下弦设有钢拉索13，拱形桁架I与钢拉索13之间设有数根支撑杆16。
[0011 ]参阅图1、图2、图3，本发明桁架的安装方法如下，本场馆拱形桁架I的安装在土建完工后进行，即土建工程的两排结构柱8及结构柱8外侧对称设置的女儿墙7完成后实施；由于受施工场地及吊机起重能力限制，拱形桁架I无法采用传统的整体原位吊装，而是采用将单榀桁架分段起吊、空中拼装，多榀桁架整体滑移的安装方法；
为方便叙述，将两排结构柱8间即拱形桁架I的跨度方向约定为横向、将女儿墙7的沿线方向约定为纵向、将相邻两结构柱8的纵向距离约定为开间距，具体实施步骤如下:a)、牛腿滑靴2的制作
参阅图2、图4、图5，所述牛腿滑靴2为结构件，其一侧面设有拱形桁架I的端头接口 21、另一侧面设有滑靴吊耳22、底部设有滑动面板，滑动面板上设有滑靴导向槽23。
[0012]b)、抱箍5的制作
参阅图2、图6，所述抱箍5为四块板围合而成的矩形框件，其一侧面设有抱箍吊耳52、底部设有滑动面板，滑动面板上设有抱箍导向槽53。
[0013]C)、支撑胎架的设置
参阅图2、图3、图6，在地基上沿纵向平行设置两组支撑胎架3，支撑胎架3的纵向轴线位置与拱形桁架I连接处相互对应，支撑胎架3的纵向尺寸大于一个开间距。
[0014]d)、导轨的设置
参阅图2、图3、图5、图6，为实现桁架的累积滑移，本发明沿纵向在两侧女儿墙上平行设置长导轨41、沿纵向在两支撑胎架3上平行设置短导轨42，且长导轨41、短导轨42平行设置。
[0015]e)、拱形桁架的高空安装
参阅图1、图2、图3、图4，考虑到构件长度、运输、起吊能力等因素，单榀桁架需分三段制作运输到场.将构成一榀的三段拱形桁架I分别吊至结构柱与支撑胎架3、支撑胎架3与支撑胎架3及支撑胎架3与结构柱之间，在两支撑胎架3上对拱形桁架I的连接处实施拼接，拱形桁架I拼接完成后安装支撑杆16及钢拉索13，钢拉索13的索力一次性张拉到位。
[0016]f)、牛腿滑靴的安装
参阅图2、图4，在拱形桁架I两端的滑靴座12上安装牛腿滑靴2，将牛腿滑靴2的端头接口 21与拱形桁架I的滑靴座12连接，并使滑动面板置于长导轨41上，滑靴导向槽23卡接在长导轨41的两侧边。
[0017]g)、抱箍的安装
参阅图2、图6，在拱形桁架I的连接处安装抱箍5，并使抱箍5的滑动面置于短导轨42上，抱箍导向槽53卡接在短导轨42的两侧边。
h)、滑移设备的安装
参阅图2、图3、图5、图6，所述滑移设备选用自爬式液压千斤顶6，自爬式液压千斤顶6为四台，自爬式液压千斤顶6上设有自动伸缩夹61及铰接环62，自动伸缩夹61分别设在长导轨41或短导轨42上，铰接环62分别与牛腿滑靴2上的滑靴吊耳22或抱箍5上的抱箍吊耳52铰接;本发明在拱形桁架I中部设有抱箍5的位置设置两个支撑点，在拱形桁架I两端头设有牛腿滑靴2的位置设置两个支撑点。
[0018]i )、单榀拱形桁架I的累积滑移
参阅图2、图3、图5、图6，设在拱形桁架I两端的牛腿滑靴2上及中部两个抱箍5上的四台自爬式液压千斤顶6采用计算机同步驱动控制，在四台自爬式液压千斤顶6的间歇式驱动下，拱形桁架I在长导轨41及短导轨42上沿纵向实施累积滑移;采用用四点顶推滑移，保证了拱形桁架I在滑移过程中的整体稳定性。
[0019]j )、多榀拱形桁架I的累积滑移
参阅图2、图3、图5、图6、图7，在两榀或两榀以上的拱形桁架I之间设置连接杆15，并通过自爬式液压千斤顶6驱动支撑胎架3旁的一榀拱形桁架I，在自爬式液压千斤顶6的间歇式驱动下，通过连接杆15的依次传递，多榀拱形桁架I在长导轨41上沿纵向实施累积滑移，直至多榀拱形桁架I分别到达对应结构柱的安装位;本发明利用液压同步滑移技术，采用计算机同步驱动控制，保证自爬式液压千斤顶6同步运行;本发明采用的自爬式液压千斤顶6的自动伸缩夹61具有单向自锁作用，当油缸顶出时，自动伸缩夹61将长导轨41或短导轨42自动锁紧；当油缸缩回时，自动伸缩夹61与长导轨41或短导轨42自动松开，自动伸缩夹61被油缸拉动，在长导轨41或短导轨42移动一步，待油缸再次顶出，推动拱形桁架I实施累积滑移。
[0020]k)、滑移设备的拆卸
参阅图2、图5、图6，将自爬式液压千斤顶6上的自动伸缩夹61从长导轨41及短导轨42上拆离，将铰接环62从牛腿滑靴2上的滑靴吊耳22及抱箍5上的抱箍吊耳25拆离，拆卸自爬式液压千斤顶6。
[0021]I)、抱箍及牛腿滑靴的拆卸
参阅图2、图4，现将拱形桁架I连接处的抱箍5拆离，，再用千斤顶将拱形桁架I顶起，使牛腿滑靴2的滑动面板与长导轨41脱离，并将牛腿滑靴2的端头接口 21从拱形桁架I的滑靴座12上拆离，释放千斤顶，拱形桁架I的安装座11坐落于结构柱8上并调整及紧固，使拱形桁架I整体平稳卸载就位。
[0022]m)、导轨及支撑胎架的拆卸
参阅图2、图3、图5、图6，拆除女儿墙上设置的长导轨41，拆除支撑胎架3上设置的短导轨42，最后拆除支撑胎架3，大跨度桁架累积滑移安装完毕。
[0023]本发明采用在支撑胎架3上对拱形桁架I完成拼接，钢拉索13的装配即钢拉索13的索力一次性张拉到位;采用牛腿滑靴2、抱箍5作为拱形桁架I的受力点，采用计算机同步控制实施多位设置滑移设备的多点推进方案;使得多段大跨度桁架在空中拼装，多榀桁架整体滑移的安装方法得以实现。
【主权项】
1.一种大跨度屋面钢桁架的结构，其特征在于单榀拱形桁架(I)由多段桁架拼接而成，拱形桁架(I)的两端点设有安装座(U)、滑靴座(12)及钢绳索具(14)，拱形桁架(I)的两钢绳索具(14)之间沿下弦设有钢拉索(13)，拱形桁架(I)与钢拉索(13)之间设有数根支撑杆(16)。2.—种实施权利要求1大跨度屋面钢桁架的累积滑移施工工艺，该工艺在土建工程的两排结构柱及结构柱外侧对称设置的女儿墙完成后实施;为方便叙述，将两排结构柱间即拱形桁架(I)的跨度方向约定为横向、将女儿墙的沿线方向约定为纵向、将相邻两结构柱的纵向距离约定为开间距，其特征在于该方法包括如下步骤: a)、牛腿滑靴的制作 所述牛腿滑靴(2)为结构件，其一侧面设有拱形桁架(I)的端头接口(21)、另一侧面设有滑靴吊耳(22)、底部设有滑动面板，滑动面板上设有滑靴导向槽(23); b)、抱箍的制作 所述抱箍(5)为四块板围合而成的矩形框件，其一侧面设有抱箍吊耳(52)、底部设有滑动面板，滑动面板上设有抱箍导向槽(53); c)、支撑胎架的设置 在地基上沿纵向平行设置至少一组支撑胎架(3)，支撑胎架(3)的纵向轴线位置与拱形桁架(I)连接处相互对应，支撑胎架(3)的纵向尺寸大于一个开间距； d)、导轨的设置 沿纵向在两侧女儿墙上平行设置长导轨(41)、沿纵向在两支撑胎架(3)上平行设置短导轨(42); e)、拱形桁架的高空安装 将构成一榀的多段拱形桁架(I)分别吊至结构柱与支撑胎架(3)、支撑胎架(3)与支撑胎架(3)及支撑胎架(3)与结构柱之间，在支撑胎架(3)上对拱形桁架(I)的连接处实施拼接，安装支撑杆(16)及钢拉索(13); f)、牛腿滑靴的安装 在拱形桁架(I)两端的滑靴座(12)上安装牛腿滑靴(2)，将牛腿滑靴(2)的端头接口(21)与拱形桁架(I)的滑靴座(12)连接，并使滑动面板置于长导轨(41)上，滑靴导向槽(23)卡接在长导轨(41)的两侧边； g)、抱箍的安装 在拱形桁架(I)的连接处安装抱箍(5)，并使抱箍(5)的滑动面置于短导轨(42)上，抱箍导向槽(53)卡接在短导轨(42)的两侧边； h)、滑移设备的安装 所述滑移设备选用自爬式液压千斤顶(6)，自爬式液压千斤顶(6)上设有自动伸缩夹(61)及铰接环(62)，自动伸缩夹(61)分别设在长导轨(41)或短导轨(42)上，铰接环(62)分别与牛腿滑靴(2)上的滑靴吊耳(22)或抱箍(5)上的抱箍吊耳(52)铰接； i )、单榀拱形桁架的累积滑移 设在拱形桁架(I)两端的牛腿滑靴(2)上及中部数个抱箍(5)上的自爬式液压千斤顶(6)采用计算机同步驱动控制，在自爬式液压千斤顶(6)的间歇式驱动下，拱形桁架(I)在长导轨(41)及短导轨(42)上沿纵向实施累积滑移； j)、多榀拱形桁架的累积滑移 在两榀或两榀以上的拱形桁架(I)之间设置连接杆(15)，并通过自爬式液压千斤顶(6)驱动其中一榀拱形桁架(I)，在自爬式液压千斤顶(6)的间歇式驱动下，多榀拱形桁架(I)在长导轨(41)上沿纵向实施累积滑移，直至多榀拱形桁架(I)分别到达对应结构柱的安装位； k)、滑移设备的拆卸 将自爬式液压千斤顶(6)上的自动伸缩夹(61)从长导轨(41)及短导轨(42)上拆离，将铰接环(62)从牛腿滑靴(2)上的滑靴吊耳(22)及抱箍(5)上的抱箍吊耳(25)拆离，拆卸自爬式液压千斤顶(6); I)、抱箍及牛腿滑靴的拆卸 现将拱形桁架(I)连接处的抱箍(5)拆离，，再用千斤顶将拱形桁架(I)顶起，使牛腿滑靴(2)的滑动面板与长导轨(41)脱离，并将牛腿滑靴(2)的端头接口(21)从拱形桁架(I)的滑靴座(12)上拆离，释放千斤顶，拱形桁架(I)的安装座(11)坐落于结构柱上并调整及紧固； m)、导轨及支撑胎架的拆卸 拆除女儿墙上设置的长导轨(41)，拆除支撑胎架(3)上设置的短导轨(42)，最后拆除支撑胎架(3)，大跨度桁架累积滑移安装完毕。
【文档编号】E04B1/342GK106013601SQ201610464851
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】王忠辉
【申请人】宝钢钢构有限公司