超大箱型钢柱安装体系及施工方法与流程

本发明涉及箱型钢柱领域，尤其涉及一种超大箱型钢柱安装体系及施工方法。

背景技术：

我国钢结构施工技术迅猛发展，各构件之间通常先采用焊缝、螺栓或铆钉连接成单元整体，再进行安装，广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。钢柱是钢结构主要构件之一，建造大型工厂、跨度大的建筑、桥梁等都要使用到它，超大箱型钢柱安装质量对整体钢结构质量起着关键作用。超大箱型钢柱安装过程中涉及拼装、拼接和垂直度校正等一系列工序，如何做到大箱型钢柱高效精确安装是一个亟需解决的问题。

综上所述，目前拟寻求一种结构简单，安全稳定性高且能高效精确安装的超大箱型钢柱安装体系及施工方法就显得十分重要。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种超大箱型钢柱安装体系及施工方法。

这种超大箱型钢柱安装体系，包括超大箱型钢柱空中拼接平台和超大箱型钢柱垂直度调整系统；

所述超大箱型钢柱空中拼接平台包括钢柱、起吊耳板、上人孔、平台板、上支撑耳板、平台、支撑杆、下支撑耳板和安装连接板；所述钢柱上端口内侧设置起吊耳板，所述钢柱下端口内侧设置安装连接板；所述平台对称设置在钢柱两侧，所述上支撑耳板和下支撑耳板分别对称设置在平台下方的钢柱上；所述支撑杆设置在平台和下支撑耳板之间；所述上人孔设置在两个对称的平台之间一侧悬空处；所述平台板设置在两个对称的平台之间悬空处；

所述超大箱型钢柱垂直度调整系统包括柱脚调整系统和柱间调整系统；所述柱脚调整系统包括钢柱、基础、千斤顶、钢支腿和调节栓，所述钢柱底部设置在凹型的基础内，所述钢支腿设置在基础和钢柱底面之间，所述调节栓设置在钢支腿上，所述千斤顶设置在基础和钢柱底部侧面之间；所述柱间调整系统包括钢柱、千斤顶、内支撑耳板、下托板、作业架、上托板；所述内支撑耳板设置在钢柱上端端口内侧四边，所述作业架设置在内支撑耳板上；所述下托板设置在下节的钢柱上端端口内侧四角，所述上托板设置在上节的钢柱下端端口内侧四角，所述千斤顶设置在下托板和上托板之间。

作为优选：所述上人孔一侧设置外钢爬梯。

作为优选：所述平台四周设置护栏。

作为优选：所述起吊耳板和安装连接板上均设置安装栓孔。

作为优选：所述支撑杆下端设置连接板，支撑杆与下支撑耳板通过第二螺栓相连。

作为优选：所述平台板通过第二螺栓与平台相连。

作为优选：所述作业架通过第三螺栓固定在内支撑耳板上。

作为优选：内钢爬梯和外钢爬梯分别设置在钢柱一侧的内外表面上。

这种超大箱型钢柱安装体系的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、先浇筑胎架基础，安装三角支架和立柱形成定型化地面拼装胎架；

步骤二、制作外置垂直度调节架和内置垂直度调节架：外置垂直度调节架包括第一立板和底板，底板中间焊接第一立板，底板两侧设置第一螺栓孔；内置垂直度调节架包括第二立板、水平杆、滚筒轮和伸缩调节装置，第二立板焊接在水平杆两端，滚筒轮安装在水平杆下方，伸缩调节装置安装在水平杆中间；

步骤三、利用起吊装置吊装下钢板至胎架横梁上，在胎架横梁两端安装外置垂直度调节架，然后吊装两块侧钢板，在下钢板上放置内置垂直度调节架，用于调节垂直度和临时固定钢板，最终完成箱型钢柱的焊接拼装工作；

步骤四、完成钢柱主体结构后，将起吊耳板对称安装在钢柱上端端口内侧两边，内支撑耳板安装在钢柱上端端口内侧四边，作业架安装在内支撑耳板上，并通过第三螺栓固定；下托板安装在下节的钢柱上端端口内侧四角，上托板安装在上节的钢柱下端端口内侧四角，内钢爬梯和外钢爬梯分别安装在钢柱一侧的内外表面上，安装连接板对称安装在上节的钢柱下端端口内侧两边；起吊耳板和安装连接板上均设置安装栓孔；

步骤五、开始焊接安装空中拼接平台；平台对称设置在钢柱两侧，上支撑耳板和下支撑耳板分别对称安装在平台下方的钢柱上，支撑杆下端焊接连接板，并与下支撑耳板通过第二螺栓相连；两个对称的平台之间一侧悬空处设置成上人孔，平台板安装在两个对称的平台之间悬空处，平台板使用第二螺栓与平台相连；钢爬梯设置在上人孔一侧，护栏安装在平台四周；将拼装好的空中拼接平台预先临时固定安装于钢柱顶部，并与钢柱同时吊装；

步骤六、提前浇筑凹型的基础，在基础凹处预埋安装带有调节栓的钢支腿，当钢柱安装就位待调整校正状态时，通过千斤顶顶升或缩回，配合调节栓调节钢支腿升高或者降低，完成对钢柱柱脚垂直度的调整校正；

步骤七、上节的钢柱吊装就位后，临时螺栓通过安装连接板固定上下节钢柱，但安装连接板不夹紧，将千斤顶安装在下托板和上托板之间，通过千斤顶调节柱间间隙和垂直度，通过上下的柱标高控制线之间的距离与设计标高值线对比，；将标高偏差调整到5mm以内；打入钢楔点焊限制钢柱下落或利用千斤顶限制钢柱下落；调整好后，施工人员通过内钢爬梯撤离，再利用空中拼接平台对柱间进行焊接。

本发明的有益效果是：

1)本发明中的超大箱型钢柱定型化地面拼装系统设置的三角支架和立柱，可以使拼装胎架横梁与胎架基础结合的更加稳固，利于拼装作业的开展，保证拼装作业安全性和稳定性；超大箱型钢柱定型化地面拼装系统设置的外置垂直度调节架和内置垂直度调节架，结构简单，拆装方便，不但能调节箱型钢柱四边钢板的垂直度和平整度，而且还能临时固定钢柱钢板，便于焊接拼装作业。

2)本发明采用的空中拼接平台，拆装方便，设置的支撑耳板和支撑杆提高了整体空中拼接平台的承载力，保障了平台的稳定性和安全性，并利于多人同时进行施工作业，加快了施工进度。

3)本发明中的超大箱型钢柱垂直度调整系统设置的柱脚调整系统，结构简单，拆装方便，在凹型基础内通过千斤顶和调节栓相配合来调节柱脚垂直度，再回填混凝土，不会破坏基础混凝土，保证了施工质量；超大箱型钢柱垂直度调整系统设置的柱间调整系统，将柱间临时连接结构和千斤顶调整固定件安装在钢柱内侧，施工完毕后，无需进行割除，减少了施工工序，保证了钢柱的整体稳定性。

附图说明

图1是超大箱型钢柱定型化地面拼装系统示意图；

图2是超大箱型钢柱定型化地面拼装胎架立体图；

图3是外置垂直度调节架安装示意图；

图4是超大箱型钢柱定型化地面拼装系统立体图；

图5是外置垂直度调节架立体示意图；

图6是内置垂直度调节架示意图；

图7是超大箱型钢柱空中拼接平台俯视图；

图8是图7中a-a剖视图；

图9是超大箱型钢柱垂直度调整系统示意图；

图10是超大箱型钢柱柱脚垂直度调整示意图；

图11是超大箱型钢柱柱间垂直度调整示意图；

图12是超大箱型钢柱柱顶内部布置图。

附图标记说明：1——胎架基础；2——三角支架；3——胎架横梁；4——第一螺栓；5——外置垂直度调节架；6——侧钢板；7——内置垂直度调节架；8——下钢板；9——立柱；10——第一螺栓孔；11——第一立板；12——底板；13——第二立板；14——水平杆；15——滚筒轮；16——伸缩调节装置；17——钢柱；18——护栏；19——第二螺栓；20——第二螺栓孔；21——起吊耳板；22——外钢爬梯；23——上人孔；24——平台板；25——上支撑耳板；26——安装栓孔；27——平台；28——支撑杆；29——连接板；30——下支撑耳板；31——安装连接板；32——基础；33——千斤顶；34——钢支腿；35——调节栓；36——内支撑耳板；37——第三螺栓；38——下托板；39——内钢爬梯；40——作业架；41——空中拼接平台；42——上托板。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

所述超大箱型钢柱安装体系，包括超大箱型钢柱定型化地面拼装系统、超大箱型钢柱空中拼接平台和超大箱型钢柱垂直度调整系统。

所述超大箱型钢柱定型化地面拼装系统包括胎架基础1、三角支架2、胎架横梁3、外置垂直度调节架5、内置垂直度调节架7、立柱9和钢柱17；所述胎架基础1上方两侧设置三角支架2，所述三角支架2上方设置胎架横梁3，胎架横梁3下方中间设置立柱9；所述胎架横梁3上方设置钢柱17，钢柱17主要由下钢板8、侧钢板6和上钢板组成；所述下钢板8两侧设置外置垂直度调节架5，所述外置垂直度调节架5通过第一螺栓4与胎架横梁3相连；所述下钢板8上方设置内置垂直度调节架7，所述侧钢板6设置在外置垂直度调节架5和内置垂直度调节架7之间。所述第一立板11和第二立板13都是直角三角形的钢板。所述外置垂直度调节架5包括第一螺栓孔10、第一立板11和底板12，所述底板12中间设置第一立板11，底板12两侧设置第一螺栓孔10。所述内置垂直度调节架7包括第二立板13、水平杆14、滚筒轮15和伸缩调节装置16，所述第二立板13设置在水平杆14两端，所述滚筒轮15设置在水平杆14下方，所述伸缩调节装置16设置在水平杆14中间。

所述超大箱型钢柱空中拼接平台包括护栏18、钢柱17、起吊耳板21、外钢爬梯22、上人孔23、平台板24、上支撑耳板25、平台27、支撑杆28、下支撑耳板30和安装连接板31；所述钢柱17上端口内侧设置起吊耳板21，所述钢柱17下端口内侧设置安装连接板31；所述起吊耳板21和安装连接板31上均设置安装栓孔26；所述平台27对称设置在钢柱17两侧，所述上支撑耳板25和下支撑耳板30分别对称设置在平台27下方的钢柱17上；所述支撑杆28设置在平台27和下支撑耳板30之间，所述支撑杆28下端设置连接板29，支撑杆28与下支撑耳板30通过第二螺栓19相连；所述上人孔23设置在两个对称的平台27之间一侧悬空处；所述平台板24设置在两个对称的平台27之间悬空处，平台板24通过第二螺栓19与平台27相连；所述外钢爬梯22设置在上人孔23一侧；所述护栏18设置在平台27四周。

所述超大箱型钢柱垂直度调整系统包括柱脚调整系统和柱间调整系统；所述柱脚调整系统包括钢柱17、基础32、千斤顶33、钢支腿34和调节栓35，所述钢柱17底部设置在凹型的基础32内，所述钢支腿34设置在基础32和钢柱17底面之间，所述调节栓35设置在钢支腿34上，所述千斤顶33设置在基础32和钢柱17底部侧面之间；所述柱间调整系统包括钢柱17、千斤顶33、内支撑耳板36、下托板38、作业架40、上托板42；所述内支撑耳板36设置在钢柱17上端端口内侧四边，所述作业架40通过第三螺栓37固定在内支撑耳板36上；所述下托板38设置在下节的钢柱17上端端口内侧四角，所述上托板42设置在上节的钢柱17下端端口内侧四角，所述千斤顶33设置在下托板38和上托板42之间；内钢爬梯39和外钢爬梯22分别设置在钢柱17一侧的内外表面上。

所述超大箱型钢柱安装体系的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、如图2所示，先浇筑胎架基础1，安装三角支架2和立柱9形成定型化地面拼装胎架。

步骤二、如图5、图6所示，制作外置垂直度调节架5和内置垂直度调节架7。外置垂直度调节架5包括第一立板11和底板12，底板12中间焊接第一立板11，底板12两侧设置第一螺栓孔10；内置垂直度调节架7包括第二立板13、水平杆14、滚筒轮15和伸缩调节装置16，第二立板13焊接在水平杆14两端，滚筒轮15安装在水平杆14下方，伸缩调节装置16安装在水平杆14中间。

步骤三、如图1所示，利用起吊装置吊装钢柱的下钢板8至胎架横梁3上，在胎架横梁3两端安装外置垂直度调节架5，然后吊装两块侧钢板6，在下钢板8上放置内置垂直度调节架7，用于调节垂直度和临时固定钢板，最终完成箱型钢柱的焊接拼装工作。

步骤四、完成箱型钢柱17主体结构后，如图12所示，将起吊耳板21对称安装在钢柱17上端端口内侧两边，内支撑耳板36安装在钢柱17上端端口内侧四边，作业架40安装在内支撑耳板36上，并通过第三螺栓37固定；下托板38安装在下节的钢柱17上端端口内侧四角，上托板42安装在上节的钢柱17下端端口内侧四角，内钢爬梯39和外钢爬梯22分别安装在钢柱17一侧的内外表面上，安装连接板31对称安装在上节的钢柱17下端端口内侧两边。

步骤五、如图7、图8所示，开始焊接安装空中拼接平台。在钢柱17一端端口内侧焊接起吊耳板21，钢柱17另一端端口内侧焊接安装连接板31，起吊耳板21和安装连接板31上均设置有安装栓孔26，平台27对称设置在钢柱17两侧，上支撑耳板25和下支撑耳板30分别对称安装在平台27下方的钢柱17上，支撑杆28下端焊接连接板13，并与下支撑耳板14通过第二螺栓19相连，两个对称的平台27之间一侧悬空处设置成上人孔23，平台板8安装在两个对称的平台11之间悬空处，并使用第二螺栓19与平台27相连，钢爬梯22设置在上人孔23一侧，护栏18安装在平台27四周。将拼装好的空中拼接平台41预先临时固定安装于钢柱17顶部，与钢柱17同时吊装。

步骤六、如图10所示，提前浇筑凹型钢柱基础32，在基础32凹处预埋安装四根带有调节栓35的钢支腿34，当钢柱17安装就位待调整校正状态时，通过千斤顶33顶升或缩回，配合调节栓35调节钢支腿34升高或者降低，完成对钢柱17柱脚垂直度的调整校正。

步骤七、如图11所示，上节的钢柱17吊装就位后，临时螺栓通过安装连接板31固定上下节钢柱17，但安装连接板31不夹紧，将千斤顶33安装在下托板38和上托板42之间，通过千斤顶33调节柱间间隙和垂直度，通过上下的柱标高控制线之间的距离与设计标高值线对比，并考虑焊接收缩和压缩变形。将标高偏差调整到5mm以内。打入钢楔点焊限制钢柱17下落或利用千斤顶33限制钢柱17下落。调整好后，施工人员通过内钢爬梯39撤离，再利用空中拼接平台41对柱间进行焊接，焊接工作完成，无需对钢柱17内部耳板和固定件进行割除。