一种装配式建筑箱型钢柱转动起吊就位焊接固定安装工艺的制作方法

本发明属于装配式建筑构件现场施工安装技术领域，具体涉及一种装配式建筑箱型钢柱转动起吊就位焊接固定安装工艺。

背景技术：

钢结构建筑不仅具有绿色、节能、环保等特点，而且易于实现工业化制造、现场装配式施工。装配式建筑钢结构，主要应用于钢结构住宅、钢结构写字楼等建筑。

目前装配式建筑构件现场施工安装，基本采用塔吊、移动式起重设备一次性起吊并直接安装的方式进行操作。这就要求塔吊、移动式起重设备的额定起吊性能参数必须能满足所有钢柱、钢梁实际吊装工况所需。在装配式钢结构建筑中，钢梁一般比钢柱轻，钢柱对塔吊、移动式起重设备型号规格选择起到决定作用。

不论是塔吊、还是移动式起重设备的选择，要想避免起吊盲区，就必须按照最大起重力矩进行选择，有时可能会出现因局部少数几根钢柱重量重、或者起重幅度大，会出现选择大型的塔吊、移动式起重设备，从而导致起重设备机械效率使用低，达不到充分利用，浪费资源，这是装配式建筑中钢柱安装经常出现的并难以回避的不足处之一。

技术实现要素：

本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种装配式建筑箱型钢柱转动起吊就位焊接固定安装工艺，能充分发挥起重设备的机械效率，满足焊接工艺要求，确保第二钢柱转动起吊不碰撞且就位顺畅无阻碍，为第二钢柱与第一钢柱之间永久安装固定创造条件，而且采用绿色钢材，能重复使用，原理清晰、实施操作容易，而且适用范围广。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种装配式建筑箱型钢柱转动起吊就位焊接固定安装工艺，其特征在于包括如下步骤：

(a)施工准备：第一焊接垫板、第二焊接垫板和第三焊接垫板的加工尺寸确定；

(b)确定待转动起吊构件的实际重心，并在转动起吊构件上进行标识；

(c)转动起吊装置安装：在第二钢柱的下端按照设计尺寸安装上转动耳板，在第一钢柱的上端按照设计尺寸安装下转动耳板；

(d)临时固定装置安装：在第二钢柱的下端按照设计尺寸安装上固定耳板，在第一钢柱的上端按照设计尺寸安装下固定耳板；

(e)安装第一焊接垫板，在第一钢柱内部临时摆放就位第二焊接垫板和第三焊接垫板：先在靠近下转动耳板侧的第一钢柱的顶部内壁处焊接固定第一焊接垫板，再在第一钢柱顶部内壁焊接固定L型临时固定件，第二焊接垫板和第三焊接垫板固定处分别设置一组L型临时固定件，一组L型临时固定件根据焊接垫板长度的需要由两个或两个以上的L型临时固定件组成，处于同一侧的L型临时固定件位于同一水平标高，然后在第二焊接垫板和第三焊接垫板的水平中心轴线位置上设置两副拉条，再将第二焊接垫板摆放到相对应的L型临时固定件上，将第三焊接垫板摆放到相对应的L型临时固定件上，然后在第二钢柱的对应拉条移动位置处切割拉条活动缝；

(f)水平吊放第二钢柱，再将第二钢柱的上转动耳板和第一钢柱的下转动耳板之间通过转动销轴连接成一体，接着在第二钢柱的另一端设立临时支撑，然后在第二钢柱的上部栓挂一根溜放钢丝绳；

(g)试转动起吊：在所有准备工作结束后，进行试转动起吊，将构件起吊点上升200mm，然后对构件及操作系统进行全面检查；

(h)正式转动起吊：保证起重设备吊索的铅直性，将构件继续转动上升，当转动起吊构件实际重心与转动销轴在接近同一铅直线时，降低操作速度，确保第二钢柱实际重心从转动销轴的一侧慢速进入另一侧，然后通过溜放钢丝绳的溜放并依靠第二钢柱的自重使第二钢柱就位，通过溜放钢丝绳的收放调整第二钢柱与第一钢柱之间的装配间隙，调整第二钢柱的垂直度，同时将拉条通过手动调整到拉条活动缝中,避免拉条卡在第一节钢柱和第二节钢柱水平装配缝隙间；

(i)第二钢柱与第一钢柱临时固定：在第二钢柱下端的上固定耳板和第一钢柱上端的下固定耳板之间放置两块相互匹配的斜垫块，再通过紧固螺栓把上固定耳板、斜垫块、下固定耳板进行刚性固定，然后拆除起重设备的吊钩和溜放钢丝绳；

(j)临时摆放的第二焊接垫板和第三焊接垫板安装就位：首先通过拉条的手工操作，把第二焊接垫板从水平临时摆放旋转90°并拉到与第一钢柱和第二钢柱内壁紧密接触，再通过点焊把第二焊接垫板与第一钢柱进行固定，然后通过拉条的手工操作，把第三焊接垫板从水平临时摆放旋转90°并拉到与第一钢柱和第二钢柱内壁紧密接触，再通过点焊把第三焊接垫板与第一钢柱进行固定，第二焊接垫板、第三焊接垫板均与第一钢柱点焊固定后，通过切除工艺把拉条清除，通过焊接对拉条活动缝补焊，通过打磨工艺使拉条活动缝处第一钢柱与第二钢柱之间焊接剖口与焊接工艺一致；

(k)第一钢柱和第二钢柱之间永久安装固定，然后进行上转动耳板、下转动耳板、转动销轴、上固定耳板、下固定耳板、斜垫块、紧固螺栓拆除及保管，留待下次重复利用。

进一步，在第二钢柱的外端设置临时加长杆，并将临时加长杆设于临时支撑上，临时加长杆的设置确保待转动起吊重量处于起重设备额定起重范围内。

进一步，步骤(e)中，L型临时固定件采用钢板弯折成型或直接采用角钢切割，第三焊接垫板临时固定用的L型临时固定件的标高低于第二焊接垫板临时固定用的L型临时固定件的标高。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1、本发明在第二钢柱的下端按照设计尺寸安装上转动耳板，在第一钢柱的上端按照设计尺寸安装下转动耳板，再将第二钢柱的上转动耳板和第一钢柱的下转动耳板之间通过转动销轴连接成一体，利用杠杆原理，通过围绕转动销轴转动，使第二钢柱转动起吊就位；在第二钢柱的下端按照设计尺寸安装上固定耳板，在第一钢柱的上端按照设计尺寸安装下固定耳板，当第二钢柱转动到设计状态时，在上固定耳板和下固定耳板之间插入两块相互匹配的斜垫块，并穿入紧固螺栓，对第二钢柱与第一钢柱采用刚性装置进行固定，确保第二钢柱与第一钢柱进行可靠稳定临时固定连接，然后对第二钢柱与第一钢柱进行永久固定。本发明能充分发挥起重设备的机械效率，避免因吊装局部少数钢柱而选择布置大型起重设备，进而造成大型起重设备处于“大材小用”的角色，能充分提高起重设备的机械使用效率，充分利用资源。

2、本发明在第一钢柱顶部内壁设置L型临时固定件，在第二焊接垫板和第三焊接垫板设置拉条，在第二钢柱的对应拉条移动位置处切割拉条活动缝，通过拉条操作使第二焊接垫板、第三焊接垫板与第一钢柱紧密接触，使第二焊接垫板、第三焊接垫板与第二钢柱紧密接触，然后通过点焊使第二焊接垫板、第三焊接垫板与第一钢柱固定，通过此工艺可以确保焊接垫板的安装不影响第二钢柱的转动起吊就位。通过对拉条拆除和拉条活动缝的补焊及打磨工艺，确保第一钢柱和第二钢柱之间的焊接剖口与焊接工艺一致。

3、本发明在第二钢柱的外端设有临时加长杆，临时加长杆设于临时支撑上。钢柱实际重量超出起重设备额定起重量比较多时，可以使用临时加长杆，进一步降低起重设备吊钩实际承担起重量。

4、本发明采用试转动起吊和正式转动起吊对第二钢柱两次转动起吊，便于进行检查构件变形、转动装置部位，确保构件变形符合设计要求、转动装置部位无卡塞等不良现象，同时可避免斜吊造成安全事故，防止构件倾翻。

5、通过设置溜放钢丝绳，使第二钢柱通过自重绕转动销轴转动就位过程中的速度和安全得到了保证，有利于防止第二钢柱依靠自重快速转动造成倾翻事故的发生。

6、本发明在装配式建筑施工期间，起吊设备不仅使用周期长，而且使台班费用随着额定起重能力的提高而增加，通过本发明，在不影响工期计划的前提下能有效降低起吊设备的额定起重量要求，从而能有效降低工程施工造价，具备良好的经济效益。

7、本发明采用绿色钢材，能重复使用；原理清晰、实施操作容易，且控制要求一般；而且适用范围广，不仅适用装配式住宅与写字楼与钢结构建筑，也适用于会展、多层厂房等钢结构建筑。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例一转动起吊时的结构示意图；

图3为本发明实施例一固定安装时的结构示意图；

图4为本发明实施例二的结构示意图；

图5为本发明实施例二转动起吊时的结构示意图；

图6为本发明实施例二固定安装时的结构示意图；

图7为图6中B-B向的结构示意图；

图8为图6中A向的结构示意图；

图9为本发明中第一钢柱与第二钢柱对接过程的结构示意图；

图10为本发明中第一焊接垫板、第二焊接垫板和第三焊接垫板加工尺寸设计示意图；

图11为本发明中第二焊接垫板通过拉条就位固定的结构示意图；

图12为本发明中第三焊接垫板通过拉条就位固定的结构示意图；

图13为图1中C处的结构放大示意图。

图中，1—第一钢柱；2—第二钢柱；3—临时支撑；4—下转动耳板；5—上转动耳板；6—转动销轴；7—下固定耳板；8—上固定耳板；9—斜垫块；10—紧固螺栓；11—临时加长杆；12—L型临时固定件；13-1—第一焊接垫板；13-2—第二焊接垫板；13-3—第三焊接垫板；14—拉条；15—拉条活动缝；16—溜放钢丝绳；17—吊钩。

具体实施方式

如图1至图13所示，为本发明一种装配式建筑箱型钢柱转动起吊就位焊接固定安装工艺的具体实施例。根据起重设备额定起重参数确定是否需要对待安装钢柱进行临时加长杆设置，如需要设置应综合考虑临时加长杆的设计和并应确保待转动起吊重量处于起重设备额定起重范围内。本发明中第一钢柱为已经安装好的钢柱或钢柱脚和第二钢柱为待安装钢柱。

对于第二钢柱实际重量超出起重设备额定起重量不多时，不需要对第二钢柱进行临时加长杆设置，采用实施例一对第一钢柱1(已经安装好的钢柱或钢柱脚)和第二钢柱2(待安装钢柱)进行施工，如图1至图3所示，具体步骤为：

(a)施工准备：设计图纸，准备相应的钢构件和零件，对施工人员进行集中培训。施工准备中应特别考虑：

(1)第一焊接垫板13-1、第二焊接垫板13-2和第三焊接垫板13-3的加工尺寸确定。第一焊接垫板13-1、第二焊接垫板13-2和第三焊接垫板13-3的宽度及厚度按照焊接工艺确定。第一焊接垫板13-1、第二焊接垫板13-2和第三焊接垫板13-3的厚度相等，均为t，第一焊接垫板13-1、第二焊接垫板13-2和第三焊接垫板13-3的长度分别按如下规定：

第一焊接垫板13-1的长度按L13-1＝L2-t2-t3-(0.5～1mm)确定；

第二焊接垫板13-2的长度按L13-2＝L1-t1-t4-t-(0.5～1mm)确性；

第三焊接垫板13-3的长度按L13-3＝L2-t2-t3-2×t-(0.5～1mm)确定。

其中(0.5～1mm)是考虑焊接垫板旋转就位避免卡塞而预留的空隙，L13-1、L13-2、L13-3、L1、L2、t1、t2、t3和t4详见图10。

(2)溜放钢丝绳16设置：当第二钢柱2转动至其重心与转动销轴6位于同一铅直线时，先进行张紧，然后进行溜放，依靠第二钢柱2重力作用使第二钢柱2围绕转动销轴6转动进行就位，溜放钢丝绳16应保证能使第二钢柱2的稳固并避免倾翻事故发生。

(b)确定待转动起吊构件的实际重心，并在转动起吊构件上进行标识。

(c)转动起吊装置安装：在第二钢柱2的下端按照设计尺寸安装上转动耳板5，在第一钢柱1的上端按照设计尺寸安装下转动耳板4。

(d)临时固定装置安装：在第二钢柱2的下端按照设计尺寸安装上固定耳板8，在第一钢柱1的上端按照设计尺寸安装下固定耳板7。

(e)安装第一焊接垫板13-1，在第一钢柱1内部临时摆放就位第二焊接垫板13-2和第三焊接垫板13-3。

为确保第二钢柱2无障碍转动就位，第二焊接垫板13-2和第三焊接垫板13-3在第二钢柱2就位前不能先安装就位，只能先临时摆放在第一钢柱1内部，待第二钢柱2就位后，通过拉条作用才能进行安装固定。

具体操作为：先在靠近下转动耳板4侧的第一钢柱1的顶部内壁处焊接固定第一焊接垫板13-1。再在第一钢柱1顶部内壁焊接固定L型临时固定件12，第二焊接垫板13-2和第三焊接垫板13-3固定处分别设置一组L型临时固定件12，一组L型临时固定件根据焊接垫板长度的需要由两个或两个以上的L型临时固定件12组成，处于同一侧的L型临时固定件12位于同一水平标高，第二焊接垫板13-2和第三焊接垫板13-3重心两侧均应设置L型临时固定件12，确保第二焊接垫板13-2和第三焊接垫板13-3稳定在L型临时固定件12上部。L型临时固定件12采用钢板弯折成型或直接采用角钢切割，第三焊接垫板13-3临时固定用的L型临时固定件12的标高低于第二焊接垫板13-2临时固定用的L型临时固定件12的标高，标高差为上述焊接垫板厚度t。

然后第二焊接垫板13-2和第三焊接垫板13-3临时摆放就位。首先在第二焊接垫板13-2和第三焊接垫板13-3的水平中心轴线位置上设置两副拉条14，把拉条14与第二焊接垫板13-2、第三焊接垫板13-3进行固定连接。再将第二焊接垫板13-2摆放到相对应的L型临时固定件12上，将第三焊接垫板13-3摆放到相对应的L型临时固定件12上。如拉条14截面尺寸大于第一钢柱1与第二钢柱2安装设计规定预留的装配缝隙，为确保拉条14在第一钢柱1与第二钢柱2之间移动，应在第二钢柱2对应拉条14移动位置处切割拉条活动缝15。

(f)充分利用已有的起重设备，将第二钢柱2水平吊放到第二钢柱2所处平面位置。再将第二钢柱2的上转动耳板5和第一钢柱1的下转动耳板4之间通过转动销轴6连接成一体，接着在第二钢柱2的另一端设立临时支撑3。完成此步骤需要考虑如下因素：

(1)如通过塔吊、移动式起重设备能一次性把第二钢柱2水平吊放到待安装处并与第一钢柱1进行转动销轴6连接，则通过起重设备进行第二钢柱2与第一钢柱1进行转动销轴6连接，转动销轴6连接完后，应在另一端设立临时支撑3。

(2)如通过塔吊不能一次性把第二钢柱2水平吊放到待安装处并与第一钢柱1进行销轴连接，则应先把第二钢柱2水平吊放到离待安装水平位置较近的位置，紧接着通过水平拖运到待旋转起吊位置，然后通过手拉葫芦及千斤顶等简易工具的应用，使第二钢柱2与第一钢柱1通过转动销轴6进行连接，销轴连接完后，应在另一端设立临时支撑3。

然后在第二钢柱2的上部栓挂一根溜放钢丝绳16，再设置吊钩17。溜放钢丝绳16下部通过手拉葫芦与已经安装好的梁柱节点处进行锚固。溜放钢丝绳16(含手拉葫芦长度)总长度应进行预估，确保转动起吊构件实际重心与转动销轴6在同一铅直线时，能防止转动起吊构件突然倾翻。

(g)试转动起吊：在所有准备工作结束后，进行试转动起吊，将构件起吊点上升200mm，然后检查构件变形、转动装置部位。当构件变形符合设计要求、转动装置部位无卡塞等不良现象，方可进入下一步正式转动起吊。

(h)正式转动起吊：保证起重设备吊索的铅直性，避免斜吊造成安全事故。溜放钢丝绳16应随待安装构件转动上升进行溜放，将构件继续转动上升，当转动起吊构件实际重心与转动销轴6在接近同一铅直线时，降低操作速度，确保第二钢柱2实际重心从转动销轴6的一侧慢速进入另一侧，同时通过溜放钢丝绳16作用防止第二钢柱2产生突然倾翻。然后通过溜放钢丝绳16的溜放依靠第二钢柱2的自重使第二钢柱2转动就位，通过溜放钢丝绳16的收放调整第二钢柱2与第一钢柱1之间的装配间隙，调整第二钢柱2的垂直度，同时将拉条14通过手动调整到拉条活动缝15中,避免拉条14卡在第一节钢柱和第二节钢柱水平装配缝隙间。

(i)第二钢柱2与第一钢柱1临时固定：在第二钢柱2下端的上固定耳板8和第一钢柱1上端的下固定耳板7之间放置两块相互匹配的斜垫块9，再通过紧固螺栓10把上固定耳板8、斜垫块9、下固定耳板7进行刚性固定，然后拆除起重设备的吊钩17和溜放钢丝绳16，第二钢柱2与第一钢柱1形成一可靠稳定临时连接。

(j)临时摆放的第二焊接垫板13-2和第三焊接垫板13-3安装就位。首先通过拉条14的手工操作，把第二焊接垫板13-2从水平临时摆放旋转90°并拉到与第一钢柱1和第二钢柱2内壁紧密接触，再通过点焊把第二焊接垫板13-2与第一钢柱1进行固定。

然后通过拉条14的手工操作，把第三焊接垫板13-3从水平临时摆放旋转90°并拉到与第一钢柱1和第二钢柱2内壁紧密接触，再通过点焊把第三焊接垫板13-3与第一钢柱1进行固定。

第二焊接垫板13-2、第三焊接垫板13-3均与第一钢柱1点焊固定后，通过切除工艺把拉条14清除，通过焊接对拉条活动缝15补焊，通过打磨工艺使拉条活动缝15处第一钢柱1与第二钢柱2之间焊接剖口与焊接工艺一致。

(k)第一钢柱1和第二钢柱2之间永久安装固定，然后进行上转动耳板5、下转动耳板4、转动销轴6、上固定耳板8、下固定耳板7、斜垫块9、紧固螺栓10拆除及保管，留待下次重复利用。

对于钢柱实际重量超出起重设备额定起重量比较多时，需要对第二钢柱2进行临时加长杆设置，采用实施例二对第一钢柱1(已经安装好的钢柱或钢柱脚)和第二钢柱2(待安装钢柱)进行施工，如图4至图6所示，具体步骤基于实施例一的基础下，在第二钢柱2的外端设置临时加长杆11，并将临时加长杆11设于临时支撑3上，临时加长杆11的设置确保待转动起吊重量处于起重设备额定起重范围内，进一步降低起重设备的吊钩17实际承担起重量。

本发明具有如下效果：

1、本发明在第二钢柱2的下端按照设计尺寸安装上转动耳板5，在第一钢柱1的上端按照设计尺寸安装下转动耳板4，再将第二钢柱2的上转动耳板5和第一钢柱1的下转动耳板4之间通过转动销轴6连接成一体，利用杠杆原理，通过围绕转动销轴6转动，使第二钢柱2转动起吊就位；在第二钢柱2的下端按照设计尺寸安装上固定耳板8，在第一钢柱1的上端按照设计尺寸安装下固定耳板7，当第二钢柱2转动到设计状态时，在上固定耳板8和下固定耳板7之间插入两块相互匹配的斜垫块9，并穿入紧固螺栓10，对第二钢柱2与第一钢柱1采用刚性装置进行固定，确保第二钢柱2与第一钢柱1进行可靠稳定临时固定连接，然后对第二钢柱2与第一钢柱1进行永久固定。本发明能充分发挥起重设备的机械效率，避免因吊装局部少数钢柱而选择布置大型起重设备，进而造成大型起重设备处于“大材小用”的角色，能充分提高起重设备的机械使用效率，充分利用资源。

2、本发明在第一钢柱1顶部内壁设置L型临时固定件12，在第二焊接垫板13-2和第三焊接垫板13-3设置拉条14，在第二钢柱2的对应拉条14移动位置处切割拉条活动缝15，通过拉条14操作使第二焊接垫板13-2、第三焊接垫板13-3与第一钢柱1紧密接触，使第二焊接垫板13-2、第三焊接垫板13-3与第二钢柱2紧密接触，然后通过点焊使第二焊接垫板13-2、第三焊接垫板13-3与第一钢柱1固定，通过此工艺可以确保焊接垫板的安装不影响第二钢柱2的转动起吊就位。通过对拉条14拆除和拉条活动缝15的补焊及打磨工艺，确保第一钢柱1和第二钢柱2之间的焊接剖口与焊接工艺一致。

3、本发明在第二钢柱2的外端设有临时加长杆11，临时加长杆11设于临时支撑3上。钢柱实际重量超出起重设备额定起重量比较多时，可以使用临时加长杆11，进一步降低起重设备的吊钩17实际承担起重量。

4、本发明采用试转动起吊和正式转动起吊对第二钢柱2两次转动起吊，便于进行检查构件变形、转动装置部位，确保构件变形符合设计要求、转动装置无卡塞等不良现象，同时可避免斜吊造成安全事故，防止构件倾翻。

5、通过设置溜放钢丝绳16，使第二钢柱2通过自重绕转动销轴6转动就位过程中的速度和安全得到了保证，有利于防止第二钢柱2依靠自重快速转动造成倾翻事故的发生。

6、本发明在装配式建筑施工期间，起吊设备不仅使用周期长，而且使用台班费用随着额定起重能力的提高而增加，通过本发明，在不影响工期计划的前提下能有效降低起吊设备的额定起重量要求，从而能有效降低工程施工造价，具备良好的经济效益。

7、本发明采用绿色钢材，能重复使用；原理清晰、实施操作容易，且控制要求一般；而且适用范围广，不仅适用装配式住宅与写字楼与钢结构建筑，也适用于会展、多层厂房等钢结构建筑。

以上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。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。