专利名称：钢屋架与砼柱铰接的厂房屋盖整体顶升方法
技术领域：
本发明属于房屋改造技术领域，尤其涉及一种钢屋架与砼柱铰接的厂房加高的施工方法。
背景技术：
对于钢屋架与砼柱铰接形式的厂房进行加高改造，现有的方法有两种。 一种是拆除法，即先将原屋盖拆除，然后将砼柱加高，再在加高的砼柱上重做新屋盖。该方法的缺点是投资大、工期长，且需移走厂房内的设备和构筑物。另一种是动点屋盖整体顶升法，该方法是先在厂房内搭建顶升支承构件，然后在支承构件上用千斤顶顶升钢屋架，其后将柱顶加高，再将钢屋架回落到加高的柱顶，最后拆除顶升支承构件。该技术的缺点一是需搭建顶升临时支承构件，费料费工；二是由于受千斤顶行程小的限制，千斤顶每完成一个行程顶升后，需将屋架底座临时垫起，将千斤顶上移一个行程的高度后，再进行下一个行程的顶升，这样就需经常上移千斤顶，不断改变顶升操作地点，不便于实施顶升。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种施工工艺简单、施工工期短、安全性好、投资小的钢屋架与砼柱铰接的厂房屋盖整体顶升方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种钢屋架与砼柱铰接的厂房屋盖整体顶升方法，该方法是以厂房自身的砼柱作为顶升支承件，并以顶升支承件上焊接的牛腿作为顶升支承点，利用牛腿上放置的顶升装置作为施力部件，以顶升装置上方的传力梁组件作为传力部件，以此将顶升力传导到与传力梁组件相连接的顶升构件，通过顶升构件的提升来顶升厂房屋盖，直至屋盖达到要求高度，最后将顶升构件下部与砼柱重合的部分固接，完成顶升过程。 一般情况下， 一个厂房屋盖下方有多根砼柱作为顶升支承件，在每根砼柱的外围均安装所述的顶升构件、传力梁组件及顶升装置等，每根砼柱作为一个顶升点，顶升过程中，各个顶升装置应保证同步顶升。
上述技术方案的厂房屋盖整体顶升方法，包括以下步骤(l)顶升构件的安装先在砼柱上部外围的四个角植上植筋角钢，植筋角钢一般是通过植筋螺栓植入砼柱的外围，且植筋螺栓与植筋角钢焊接固定；再在植筋角钢的外围套装一顶升构件，所述顶升构件可以是由导向角钢组成的一格构式钢柱，导向角钢的一边与植筋角钢的一边平行且留有10mm左右的间隙，这样一方面可调整砼柱的原始偏差，另一方面可避免或减弱两角钢之间的摩擦力；导向角钢的另一边开设有两排沿竖直方向分布的螺孔，以便于用螺栓等紧固件连接固定后续步骤中设置的传力梁组件；将所述顶升构件的顶部与钢屋架支座的上部固接；
(2) 传力梁组件的组装在所述顶升构件的外围再安装一传力梁组件，该传力梁组件从上到下依次可包括有一对上横梁、 一对连接梁和一对受顶梁，上横梁与连接梁、连接梁与受顶梁均呈上下交错布置且在相交处用紧固件(普通的连接螺栓即可)固接，所述上横梁与连接梁、连接梁与受顶梁之间优选呈"井"字形的上下交错布置(该传力梁组件也可选用其他类似的结构)；安装传力梁组件时，先用紧固件(优选摩擦型高强螺栓)配合导向角钢上开设的螺孔，将上横梁与导向角钢分初拧和终拧两次拧紧固定(上横梁与导向角钢之间产生的摩擦力传力)，然后依次将上横梁与连接梁、连接梁与受顶梁固接；
(3) 顶升装置的安装在所述传力梁组件下方(即所述受顶梁中部下方)砼柱两侧的植筋角钢上对称焊接一对牛腿，在牛腿上设置一顶升装置，在顶升装置与所述顶升构件之间设置可与顶升构件用紧固件固接的下横梁，该下横梁是其上开设有与导向角钢对应螺孔的钢梁，其放置在牛腿上；牛腿的边缘可固接一标尺(标尺的位置可视情况而定)，用以控制各顶升点的顶升高度，保证顶升时各顶升装置的同步提升；
(4) 顶升首先微调顶升装置使其轻微受力，然后在钢屋架支座的下部沿横向切断，用顶升装置顶升传力梁组件，当顶升装置完成一个行程后用紧固件(例如摩擦型高强螺栓，通过两者之间产生的摩擦力传力)将下横梁与顶升构件的导向角钢固接，卸下固接上横梁与导向角钢的紧固件并回调顶升装置，传力梁组件随顶升装置回落；再用紧固件重新固接传力梁组件的上横梁与顶升构件的导向角钢，卸下固接下横梁与导向角钢之间的紧固件，利用顶升装置进行第二次顶升；重复本步骤直至达到要求的顶升高度；
(5) 后续处理最后将所述顶升构件下部与砼柱上植筋角钢重合的部分(即导向角钢与植筋角钢重合的部分)固接，拆除其他零部件，顶升完成。
上述技术方案中，所述的顶升装置优选釆用螺旋式千斤顶，这样操作时更加安全，因为螺旋式千斤顶一旦出现故障不会自行回落。
上述顶升过程中，钢屋架重力的传递路径是钢屋架—屋架支座—顶升构件—传力梁组件—顶升装置—牛腿—砼柱。
由于本发明的技术方案是专门针对钢屋架与砼柱铰接的厂房设计的屋盖整体顶升方法，因此顶升构件可直接与钢屋架支座固接，安装非常方便，而切断位置在钢屋架支座下部，而不是砼柱，切断工序也相对容易操作；在整个顶升构件和传力梁组件的构造上都针对钢屋架与砼柱铰接的厂房的特点作了优化调整和设计，是一种能广泛应用于钢屋架与砼柱铰接的厂
5房屋盖整体顶升技术领域的施工方法。与现有技术相比，本发明的优点还体现在以下几个方面首先利用厂房原有的砼柱作为支承构件，不需另外搭建顶升支承构件，省料省工，既节约了投资，又縮短了工期；当顶升装置完成一个顶升行程时，通过拆装上、下横梁的高强螺栓，即可实现上、下横梁受力状态的切换，从而使顶升装置能在固定位置交替实现回落和顶升操作，施工既方便快捷又安全可靠，大大提高了施工效率；在顶升过程到位以后，顶升构件直接与砼柱上植入的植筋角钢焊接而成为砼柱的加高部分，这样既免除了拆除顶升构件的繁琐工序，又省去了砼柱的加高工序， 一举两得；此外，本发明的技术方案中每个顶升点设置两个顶升装置，其中一个兼起保险作用，不需另外再设置保险装置。
图1为本发明实施例的顶升初始状态示意图；图2为图1在A-A处的剖视图；图3为图1的B向视图4为本发明实施例顶升过程中千斤顶回落时的状态示意图。图例说明
1、 砼柱
12、植筋角钢
2、 顶升构件22、顶部横梁24、螺孔
31、上横梁33、受顶梁35、连接螺栓41、标尺6、下横梁
11、植筋螺栓13、钢屋架21、导向角钢23、钢屋架支座
3、 传力梁组件32、连接梁
34、摩擦型高强螺栓
4、 牛腿
5、 千斤顶
具体实施例方式
某一钢屋架与砼柱铰接的厂房，该厂房原有净高18.9米，现要求提高到19.95米，提升高度为1.05米。该厂房为砼柱排架结构，砼柱柱距6米，砼柱横截面为矩形，钢屋架跨度36米，屋盖总重3780吨，厂房总长234米，有两个伸縮缝。我们在伸縮缝处断开，将厂房分三个单元顶升，每个单元顶升14榀屋架，每个顶升点的顶升重量为45吨，每个顶升点用两个50吨螺旋式千斤顶实施顶升。每个单元的顶升过程分五次完成，第一、二、三、四次的顶升高度均为0.205米，第五次顶升0.23米，五次共用时约十个小时。如图1 图4所示，本实施例钢屋架13的整体顶升过程在每个顶升点的具体实施步骤如下
1、 顶升构件的安装首先用植筋螺栓11 (M30x240)在砼柱1上部的四角植入四根植筋角钢12 (L200W8，长度为2.25!11)，植筋螺栓11与植筋角钢12焊接，植筋角钢12可相当于砼柱1的预埋件；在砼柱1上部的外围套装一顶升构件2，顶升构件2的顶部与钢屋架支座23的上部焊接；
上述顶升构件2的主体为一格构式钢柱，该钢柱主要由竖直方向的四根导向角钢21(L200xl8)组成，四根导向角钢呈矩阵式排列，并通过四根顶部横梁22焊接成一整体；导向角钢21的直角开口向外，其一条边与砼柱1上预埋的植筋角钢12的一边平行(留有10mm的间隙)，另一条边上开设有两排沿竖直方向分布的螺孔24，以便于连接固定后续步骤中设置的传力梁组件3。
2、 传力梁组件的组装在顶升构件2的外围安装一传力梁组件3，该传力梁组件3从上到下依次包括一对上横梁31 (用料为[36c槽钢)、 一对连接梁32 (用料为[30c槽钢)和一对受顶梁33 (用料为I25b工字钢)，上横梁31与连接梁32上下交错垂直呈"井"字形并相互固接，连接梁32与受顶梁33上下交错垂直呈"井"字形并相互固接；
传力梁组件3的安装方法为首先利用摩擦型高强螺栓34 (M24xl10， 10.9级)配合上横梁及导向角钢上开设的螺孔将两上横梁31与顶升构件2的四根导向角钢21固接；然后用连接螺栓35 (M16x60，普通螺栓)依次将上横梁31与连接梁32、连接梁32与受顶梁33固接。
3、 顶升装置的安装在两受顶梁33中部正下方砼柱两侧的植筋角钢12上对称焊接一对牛腿4(钢质)；在牛腿4与受顶梁33之间放置千斤顶5，千斤顶5与顶升构件2之间的牛腿4上再设置一对下横梁6，下横梁6上开设有与导向角钢21相对应的螺孔24，且与导向角钢21相接触；在其中一个牛腿4的边缘焊上一标尺41，用以控制各顶升点的顶升高度，保证同步提升；
千斤顶5是采用螺旋式千斤顶，这样操作时更加安全，因为螺旋式千斤顶一旦出现故障不会自行回落；千斤顶5的数量为两个，但额定起重量只按一个计算，另一个起保险作用；此外，两个千斤顶比一个操作起来更加轻便。
4、 顶升首先微调千斤顶5使其轻微受力，然后在钢屋架支座23的下部/-/处切断；摇动千斤顶5开始顶升钢屋架13，当千斤顶完成一个行程0.205米后，用摩擦型高强螺栓34配合下横梁及导向角钢上开设的螺孔将下横梁6与顶升构件2的导向角钢21固接，再卸下固接上横梁31与导向角钢21的摩擦型高强螺栓34，回落千斤顶5至初始位置，同时整个传力梁 组件3也随之下落；然后再次用摩擦型高强螺栓34将上横梁31与导向角钢21固接，卸下固 接下横梁6与导向角钢21的摩擦型高强螺栓34，摇动千斤顶5进行第二次顶升；重复本步 骤的过程直至达到要求的顶升高度1.05米。
5、后续处理将顶升构件2的导向角钢21与砼柱1的植筋角钢12重合的部分焊接，最 后拆卸传力梁组件及顶升装置等零部件，顶升完成。
在上述顶升过程中可设置一指挥信号系统(一般包括广播系统和信号灯系统)，以便各个 顶升点与总指挥之间随时互通信息，保证顶升过程的同步。
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权利要求
1、一种钢屋架与砼柱铰接的厂房屋盖整体顶升方法，该方法是以厂房自身的砼柱作为顶升支承件，并以顶升支承件上焊接的牛腿作为顶升支承点，利用牛腿上放置的顶升装置作为施力部件，以顶升装置上方的传力梁组件作为传力部件，以此将顶升力传导到与传力梁组件相连接的顶升构件，再通过顶升构件的提升来顶升厂房屋盖，直至厂房屋盖达到要求的高度，最后将顶升构件底部与砼柱重合的部分固接，完成顶升过程。
2、 根据权利要求1所述的厂房屋盖整体顶升方法，包括以下步骤(1) 安装顶升构件先在砼柱上部外围的四个角植上植筋角钢，再在植筋角钢外围套装 一顶升构件，将顶升构件的顶部与厂房钢屋架支座的上部固接；(2) 组装传力梁组件在所述顶升构件的外围安装一传力梁组件，安装时用紧固件将传 力梁组件与所述顶升构件固接；(3) 安装顶升装置在所述传力梁组件下方砼柱两侧的植筋角钢上对称焊接一对牛腿， 在牛腿上设置一顶升装置，在顶升装置与所述顶升构件之间设置可与顶升构件用紧固件固接 的下横梁；(4) 顶升首先微调顶升装置使其受力，然后在钢屋架支座的下部沿横向切断，用顶升 装置顶升传力梁组件使厂房屋盖上升，当顶升装置完成一个行程后用紧固件将下横梁与顶升 构件固接，卸下固接传力梁组^^与顶升构件的紧固件，并回调顶升装置，传力梁组件随顶升 装置回落；再用紧固件重新固接传力梁组件与顶升构件，并卸下固接下横梁与顶升构件的紧 固件，利用顶升装置进行第二次顶升；重复本步骤直至达到要求的顶升高度；(5) 后续处理最后将所述顶升构件下部与砼柱上植筋角钢重合的部分固接，拆卸传力 梁组件及顶升装置，顶升完成。
3、 根据权利要求2所述的厂房屋盖整体顶升方法，其特征在于所述顶升构件是由四根导 向角钢组成的一格构式钢柱，导向角钢的一边与植筋角钢的一边平行，导向角钢的另一边开 设有两排沿竖直方向分布的螺孔；所述传力梁组件是通过摩擦型高强螺栓配合导向角钢上开 设的螺孔将其与所述顶升构件固接；所述下横梁是通过摩擦型高强螺栓配合导向角钢上开设 的螺孔将其与所述顶升构件固接。
4、 根据权利要求3所述的厂房屋盖整体顶升方法，其特征在于所述传力梁组件从上到下 依次包括一对上横梁、 一对连接梁和一对受顶梁，上横梁与连接梁、连接梁与受顶梁均呈上 下交错布置且在相交处用螺栓固接；安装传力梁组件时，是先用摩擦型高强螺栓配合导向角 钢上开设的螺孔将上横梁与导向角钢固接，然后用螺栓依次将上横梁与连接梁、连接梁与受 顶梁固接。
5、 根据权利要求4所述的厂房屋盖整体顶升方法，其特征在于所述顶升构件的安装过程 中，植筋角钢是通过植筋螺栓植入砼柱外围的四个角，且植筋螺栓与植筋角钢焊接固定。
6、 根据权利要求5所述的厂房屋盖整体顶升方法，其特征在于所述后续处理过程中，顶 升构件与植筋角钢重合的部分固接是指将所述顶升构件的导向角钢与植筋角钢重合的部分焊接成一整体。
7、 根据权利要求6所述的厂房屋盖整体顶升方法，其特征在于所述传力梁组件的组装过 程中，上横梁与连接梁、连接梁与受顶梁均上下交错分布呈"井"字形。
8、 根据权利要求6所述的厂房屋盖整体顶升方法，其特征在于所述的顶升装置为千斤顶。
9、 根据权利要求6所述的厂房屋盖整体顶升方法，其特征在于在厂房屋盖的每个顶升点 各设有一指示顶升高度的标尺。
全文摘要
本发明公开了一种钢屋架与砼柱铰接的厂房屋盖整体顶升方法，该方法是以厂房自身的砼柱作为顶升支承件，并以顶升支承件上焊接的牛腿作为顶升支承点，利用牛腿上放置的顶升装置和传力梁组件分别作为施力和传力机构，以此将顶升力传导到与传力梁组件相连接的顶升构件，再通过顶升构件的提升来顶升厂房屋盖，直至厂房屋盖达到要求的高度，最后将顶升构件底部与砼柱重合的部分固接，完成顶升过程。本发明的顶升方法具有施工工艺简单、施工工期短、安全性好、投资小等优点。
文档编号E04G23/02GK101476397SQ200910042500
公开日2009年7月8日 申请日期2009年1月15日 优先权日2009年1月15日
发明者宁和球, 胡四元 申请人:二十三冶建设集团有限公司