專利名稱：既有大跨度桁架結構擴建后支撐架階梯狀卸載方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種既有大跨度桁架結構擴建后支撐架階梯狀卸載方法，屬于建筑結構施工技術領域。
背景技術：
大跨度桁架結構在現(xiàn)今建筑業(yè)的應用十分廣泛，大跨度桁架結構一般由多榀桁架結構構成。對于一榀桁架結構，其包括主桁架及主桁架兩端連接的柱腳，兩個柱腳之間的距離為跨度，主桁架可包括至少一個上弦桿、多個主桁架腹桿以及多個下弦桿，柱腳可包括至少一個外側弦桿、多個柱腳腹桿以及多個內側弦桿。相鄰榀桁架結構之間通過與跨度方向相垂直的次桁架結構連接。桁架結構一般為金屬材質，如鐵路站房使用的圓管鋼桁架結構。 如圖1和圖2所示，圖中示出的是一榀桁架結構，該一榀桁架結構10由主桁架11及其兩端的柱腳12構成，主桁架11包括1個上弦桿111、多個主桁架腹桿112以及2個下弦桿113， 柱腳12包括1個外側弦桿121、多個柱腳腹桿122以及2個內側弦桿123，內側弦桿123之間相距一定距離，兩個柱腳12之間的距離為跨度。目前，對于一些既有大跨度桁架結構，由于受其桁架結構特征、場地條件的限制， 這些既有大跨度桁架結構無法采用傳統(tǒng)的完全拆除后再新建的施工方法來進行擴建。例如，近年來，隨著國家經濟的迅速發(fā)展，出行人員的增加，以及國家對基礎設施，特別是鐵路站房的建設投入力度的增加，國內那些已不能滿足現(xiàn)階段鐵路運輸要求的站房(即既有大跨度桁架結構)便迫切需要進行擴建改造，而在對這些站房進行擴建改造過程中，由于其還需要繼續(xù)發(fā)揮鐵路運輸?shù)淖饔茫痉績鹊慕煌ǖ仍O施不能拆除，還需照常運行，發(fā)揮其原有作用，因此，這些站房不能采用傳統(tǒng)的完全拆除后再新建的施工方法來進行擴建。面對上述出現(xiàn)的問題，目前采用了一種切割滑移方法來輔助實現(xiàn)大跨度桁架結構沿跨度方向向外的擴建，其一般包括步驟對各榀桁架結構分別進行如下步驟對于一榀桁架結構而言在將對主桁架進行切斷的斷開處的左右兩側下方搭設支撐架，該斷開處一側的部分為將要向外滑移的桁架結構移動部分，該斷開處另一側的部分為固定不動的桁架結構非移動部分；在該支撐架上設置千斤頂，該千斤頂將該主桁架向上頂升一個通過有限元計算仿真分析算法計算出的合理距離，以使該主桁架處于合理擴建高度，以及使得該桁架結構移動部分的柱腳的外側弦桿此時為該桁架結構移動部分中內力最小的部分；在與該桁架結構移動部分相對應、位于其下方的該支撐架頂部設置金屬板，水平放置的該金屬板上設置使該桁架結構移動部分的主桁架部分保持合理擴建高度的支托，該支托與該桁架結構移動部分的主桁架部分固定連接；在與該桁架結構非移動部分相對應、 位于其下方的該支撐架頂部設置使該桁架結構非移動部分的主桁架部分保持合理擴建高度的支托，此時即可撤去千斤頂；切斷該桁架結構移動部分的柱腳的外側弦桿和柱腳腹桿， 同時在該柱腳處沿跨度方向放置滑移鋼梁，該滑移鋼梁上設置軌道梁，并且，在該桁架結構移動部分的柱腳的外側弦桿與該外側弦桿相對應的內側弦桿之間設置連梁，該連梁與該外
3側弦桿及該內側弦桿固定連接，該連梁位于該軌道梁上且緊貼該軌道梁；通過有限元計算仿真分析算法計算該斷開處的上弦桿、主桁架腹桿、下弦桿的內力大小，對該斷開處的上弦桿、主桁架腹桿、下弦桿按照內力由小到大的順序依次進行切斷；切斷該桁架結構移動部分的柱腳的內側弦桿；在該軌道梁上安裝爬行器，該爬行器的頂推端與該連梁固定連接；在滑移目標位置上建造與該桁架結構移動部分的柱腳相應的格構柱。對各榀桁架結構進行完上述步驟后，對各榀桁架結構同時進行如下步驟即可通過爬行器的推動，使得各榀桁架結構的桁架結構移動部分沿跨度方向向外滑移目標距離而滑移至滑移目標位置。由于各榀桁架結構滑移的目標距離相同且同時進行滑移，相鄰榀之間的次桁架結構和各榀桁架結構一起進行滑移，各榀桁架結構的桁架結構移動部分可同時準確滑移到滑移目標位置。在對大跨度桁架結構完成切割滑移后，便對各榀桁架結構分別進行接長和拆除作業(yè)。接長作業(yè)為對各榀桁架結構的桁架結構移動部分與桁架結構非移動部分之間出現(xiàn)的斷開部分進行高空補裝以及對桁架結構移動部分的柱腳與和其相應的格構柱之間進行連接和補裝，主要為當桁架結構移動部分滑移到位后，著手進行補桿安裝，斷開部分的補缺采用汽車吊散裝的方式進行安裝，按先弦桿后腹桿的順序進行；當桁架結構移動部分滑移到位后，將格構柱中與桁架結構移動部分的外側弦桿和內側弦桿相對應的預設柱腳部分提起，進行對接焊接，并在預設柱腳部分的柱腳板下墊上墊板進行點焊固定，以便今后灌漿。拆除作業(yè)為對與桁架結構無關的設施進行拆除作業(yè)，即拆除支撐架、金屬板、支托、爬行器、滑移鋼梁、軌道梁、連梁以及切斷剩下的柱腳部分等。在進行完切割、滑移作業(yè)以及接長、拆除作業(yè)后，大跨度桁架結構沿跨度方向的擴建作業(yè)便完成。擴建后并完成接長作業(yè)但未進行拆除作業(yè)的大跨度桁架結構如圖3所示，其中， 圖中標號6a表示補裝上的上弦桿、主桁架腹桿和下弦桿，圖中標號fe表示補裝上的柱腳腹桿，圖中標號Ia和％分別為支撐桁架結構移動部分、桁架結構非移動部分所用的支托，圖中標號3a為支撐架，圖中標號如為金屬板。在拆除作業(yè)中，目前，對于支撐架的拆除一般是采用同步卸載，即在每榀桁架結構的主桁架下方的支撐架上設置千斤頂，每榀桁架結構的主桁架下方的支撐架進行等比同時卸載，這種卸載方式具有如下缺陷第一，投入的卸載設備較多，無法保證各榀桁架結構下的支撐架的卸載同步性；第二，在支撐架卸載的同時，無法進行土建作業(yè)，影響了地面土建施工的進度，總體施工工期延長。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種既有大跨度桁架結構擴建后支撐架階梯狀卸載方法， 該方法節(jié)省了卸載設備，卸載支撐架的同時即可進行地面土建施工，可縮短總體施工工期。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案一種既有大跨度桁架結構擴建后支撐架階梯狀卸載方法，該方法是針對經由切割滑移方法擴建后并完成接長作業(yè)但未進行拆除作業(yè)的大跨度桁架結構的所有榀桁架結構上用于滑移擴建用的斷開處的左右兩側下方設置的支撐架而實施的，其特征在于它包括如下步驟步驟一通過有限元計算仿真分析算法計算一榀桁架結構上的該斷開處的撓度最大值，根據該大跨度桁架結構自身材質、結構特征計算出該斷開處的卸載允許最大應力值；步驟二根據計算出的該撓度最大值和該卸載允許最大應力值，確定出逐層卸載次數(shù)N以及每次逐層卸載高度，其中各次逐層卸載高度相等或近似相等，各次逐層卸載高度相加等于該撓度最大值，并且，根據每次逐層卸載高度計算出的卸載應力值與該卸載允許最大應力值的比小于1 ；步驟三對于每榀桁架結構，在主桁架下方的支撐架上設置千斤頂，將主桁架向上略微頂升，在主桁架下方的支撐架上疊放M個墊塊，該M個墊塊抵頂在該支撐架與該支撐架上方對應的主桁架之間，該墊塊的數(shù)量M等于該步驟二計算出的該逐層卸載次數(shù)N，各個該墊塊的高度分別等于各次逐層卸載高度，然后撤去該千斤頂；步驟四對依次前后順序排列的各榀桁架結構進行支撐架階梯狀逐個卸載，直至所有榀桁架結構下方的支撐架全部拆除完畢，其中對于已開始進行卸載但未全部卸載完的各榀桁架結構，前一榀桁架結構下方的墊塊的實際卸載次數(shù)比其相鄰的后一榀桁架結構下方的墊塊的實際卸載次數(shù)多一次；對于一榀桁架結構，每次卸載一個墊塊，各次卸載的墊塊的高度分別等于該步驟二確定出的相應一次卸載所對應的逐層卸載高度；當一榀桁架結構下方的墊塊全部卸載完后，便將該榀桁架結構下方的支撐架全部拆除。本發(fā)明的優(yōu)點是1、本發(fā)明支撐架階梯狀卸載方法中對支撐架的卸載順序合理，每次卸載墊塊的高度和實際卸載次數(shù)是根據卸載支撐架前主桁架的結構預變形而采用有限元計算仿真分析算法確定出的，可有效控制卸載過程中桁架結構變形的發(fā)生，保證支撐架卸載完成后滿足結構設計要求。并且，在支撐架卸載過程中，本發(fā)明對桁架結構進行了變形及內力的監(jiān)測， 實時獲得桁架結構實際變形和受力情況，保證了卸載過程的安全性。2、本發(fā)明在卸載支撐架時并不是對所有支撐架進行同步卸載，而是對大跨度桁架結構的各榀桁架結構的支撐架進行逐個卸載，這樣，既減少了卸載設備的使用數(shù)量，又可實現(xiàn)在先卸載完支撐架的桁架結構下方可立即進行地面土建施工作業(yè)，即卸載與土建可同時進行，可有效縮短總體施工工期。3、本發(fā)明即是一種荷載轉移的過程，本發(fā)明方法對各榀桁架結構的變形協(xié)調統(tǒng)一、均衡，不會產生臨時設置的支撐架超載失穩(wěn)或局部甚至整體受損的現(xiàn)象，本發(fā)明不僅適用于大跨度桁架結構，還可適用于網架等各類空間鋼結構的支撐架卸載。


圖1是大跨度桁架結構的一榀桁架結構的示意圖；圖2是圖1的俯視示意圖；圖3是擴建后并完成接長作業(yè)但未進行拆除作業(yè)的大跨度桁架結構的示意圖；圖4是擴建后并完成接長作業(yè)但未進行拆除作業(yè)的大跨度桁架結構的俯視示意圖5是圖4的F方向示意圖；圖6是本發(fā)明的實現(xiàn)流程圖；圖7是本發(fā)明第一實施例中步驟三中設置千斤頂和墊塊的示意圖(從圖4的F方向看去)；圖8是圖7中A部分的局部放大示意圖；圖9是本發(fā)明第一實施例中對第一榀桁架結構進行第1次卸載的示意圖(從圖4 的G方向看去)；圖10是本發(fā)明第一實施例中對第一榀桁架結構進行第2次卸載以及對第二榀桁架結構進行第1次卸載的示意圖(從圖4的G方向看去)；圖11是本發(fā)明第一實施例中對第一榀桁架結構進行支撐架卸載、對第二榀桁架結構進行第2次卸載以及對第三榀桁架結構進行第1次卸載的示意圖(從圖4的G方向看去)；圖12是本發(fā)明第一實施例中對第二榀桁架結構進行支撐架卸載、對第三榀桁架結構進行第2次卸載以及對第四榀桁架結構進行第1次卸載的示意圖(從圖4的G方向看去)；圖13是本發(fā)明第一實施例中對第三榀桁架結構進行支撐架卸載、對第四榀桁架結構進行第2次卸載以及對第五榀桁架結構進行第1次卸載的示意圖(從圖4的G方向看去)；圖14是本發(fā)明第一實施例中所有支撐架卸載完畢后的示意圖(從圖4的F方向看去)。
具體實施例方式如圖4和圖5所示，圖中示出的是經由切割滑移方法(具體實施步驟見上述)擴建后并完成接長作業(yè)但未進行拆除作業(yè)的大跨度桁架結構，該大跨度桁架結構包括多榀桁架結構20。如圖5，一榀桁架結構20包括主桁架21及主桁架21兩端連接的柱腳22，主桁架21由原主桁架211和補裝主桁架212組成。原主桁架211即為未擴建前桁架結構移動部分和桁架結構非移動部分中的主桁架部分，補裝主桁架212包括切割滑移后補裝上的上弦桿、主桁架腹桿以及下弦桿。柱腳22由原柱腳221、補裝柱腳222和新裝柱腳223組成，原柱腳221即為未擴建前的柱腳部分，補裝柱腳222為切割滑移后補裝上的柱腳腹桿，新裝柱腳223為滑移目標位置上建造的相應格構柱。圖4中示出的是具有6榀桁架結構的大跨度桁架結構示例，如圖5，對于每榀桁架結構20，在完成接長作業(yè)但未進行拆除作業(yè)時，每榀桁架結構20上切斷的、用于滑移擴建用的斷開處的左右兩側下方還設置著支撐架31，支撐架31上裝設著支托32和33、金屬板34，柱腳22還裝設著爬行器、滑移鋼梁、軌道梁、連梁。 因此，在進行拆除作業(yè)時，應將圖5中示出的支撐架31、支托32和33、金屬板34、爬行器、滑移鋼梁、軌道梁、連梁以及切斷剩下的柱腳部分拆除，其中的爬行器、滑移鋼梁、軌道梁、連梁以及切斷剩下的柱腳部分未在圖5中示出。而本發(fā)明支撐架階梯狀卸載方法即是對大跨度桁架結構的所有榀桁架結構擴建過程中使用到的支撐架實施的一種階梯狀卸載方法。本發(fā)明既有大跨度桁架結構擴建后支撐架階梯狀卸載方法是針對經由切割滑移方法擴建后并完成接長作業(yè)但未進行拆除作業(yè)的大跨度桁架結構的所有榀桁架結構上用于滑移擴建用的斷開處的左右兩側下方設置的支撐架而實施的，如圖6所示，本發(fā)明包括如下步驟步驟一通過有限元計算仿真分析算法(公知算法)計算一榀桁架結構上的該斷開處的撓度最大值(每榀桁架結構上的斷開處的撓度最大值相同或基本相同。當基本相同時，視為相同。)，根據該大跨度桁架結構自身材質、結構特征計算出該斷開處的卸載允許最大應力值；步驟二根據計算出的該撓度最大值和該卸載允許最大應力值，確定出逐層卸載次數(shù)N以及每次逐層卸載高度，其中各次逐層卸載高度相等或近似相等，各次逐層卸載高度相加后得到的結果應等于該撓度最大值，并且，根據每次逐層卸載高度計算出的卸載應力值與該卸載允許最大應力值的比應小于1，即大于0且小于1，優(yōu)選控制在0. 2至0. 5之間，例如0. 2,0. 3,0. 5等；在這里，各次逐層卸載高度近似相等的含義是指各次逐層卸載高度基本一樣，只相差1、2毫米，例如兩次逐層卸載高度30mm與31mm可視為近似相等，又例如，兩次逐層卸載高度20mm與25mm不可視為近似相等；步驟三對于每榀桁架結構，在主桁架下方的支撐架上設置千斤頂，將主桁架向上略微頂升，即頂升至使主桁架即將脫離支撐架即可，以便放置墊塊，在主桁架下方的支撐架上疊放M個墊塊，該M個墊塊抵頂在該支撐架與該支撐架上方對應的主桁架之間，該墊塊的數(shù)量M等于該步驟二計算出的該逐層卸載次數(shù)N(在實際中，此時將支托32和33、金屬板34 隨即拆除即可，此不屬于支撐架卸載的內容)，各個該墊塊的高度分別等于各次逐層卸載高度，然后撤去該千斤頂；步驟四對依次前后順序排列的各榀桁架結構進行支撐架階梯狀逐個卸載，直至所有榀桁架結構下方的支撐架(此處的支撐架的含義為不包括墊塊，下同)全部拆除完畢， 其中在逐個卸載的過程中應滿足如下條件對于已開始進行卸載但未全部卸載完的各榀桁架結構來說，前一榀桁架結構下方的墊塊的實際卸載次數(shù)比其相鄰的后一榀桁架結構下方的墊塊的實際卸載次數(shù)多一次，也就是說，對于除去未開始進行卸載以及支撐架已經卸載完畢的桁架結構外的各榀桁架結構而言，前一榀桁架結構下方的墊塊的實際卸載塊數(shù)比其相鄰的下一榀桁架結構下方的墊塊的實際卸載塊數(shù)多一個；對于一榀桁架結構，每次卸載一個墊塊，各次卸載的墊塊的高度分別等于該步驟二中確定出的相應那一次卸載所對應的逐層卸載高度；當一榀桁架結構下方的墊塊全部卸載完后，便將該榀桁架結構下方的支撐架全部拆除。在實際中，墊塊是上下疊放的，卸載的方向一般為從頂部墊塊開始向下卸載，即每次都是拆除最上面的那個墊塊，因此，從上到下疊放的各個墊塊的高度分別與確定的第一次至最后一次卸載所對應的逐層卸載高度是對應的，例如，進行兩次卸載，對于上下疊放的兩個墊塊來說，最上面的那個墊塊的高度等于第一次卸載所對應的逐層卸載高度， 第二個墊塊的高度等于第二次卸載所對應的逐層卸載高度。在實際應用時，當對切割滑移后的每榀桁架結構上補裝完的各種結構全部焊接完，對接焊縫進行超聲波探傷且達到I級焊縫要求時，才能開始進行本發(fā)明卸載方法。在實際應用中，該逐層卸載次數(shù)N可設定為大于1次且小于5次，即可為2次、3次或4次。逐層卸載次數(shù)N設定為小于5次的原因是，如果卸載次數(shù)太多的話，則每次逐層卸載高度會相應變小，那么，卸載富余量就少，會使卸載過程變得繁瑣，時間變長，不利于卸載順利進行。而卸載次數(shù)大于1次，是因為若設定為卸載1次，則會使支撐架易產生超載失穩(wěn)或局部受損現(xiàn)象，同樣不利于卸載順利進行。另外，該每次逐層卸載高度設定為毫米級別， 最好為整數(shù)，例如22毫米。在實際工程中，由于施工現(xiàn)場條件的復雜性，僅靠有限元軟件的仿真分析是難以模擬現(xiàn)場實際情況的，現(xiàn)場存在著諸多不可預見因素，因此，在本發(fā)明方法中，還可對各榀桁架結構實時進行變形監(jiān)測以及應力監(jiān)測，以獲得桁架結構實際的變形和受力情況，確保本發(fā)明方法的順利進行。變形監(jiān)測是監(jiān)測本發(fā)明方法實施過程中主桁架變形值是否與支撐架卸載前的理想值一致，以便當發(fā)現(xiàn)異常時，采取相應措施來控制結構變形，順利完成工程施工。應力監(jiān)測是在桁架結構關鍵部位粘貼傳感器，監(jiān)測大跨度桁架結構在卸載過程中的安全性。變形監(jiān)測和應力監(jiān)測均為公知技術，在這里不再詳述。舉例第一實施例對于圖4示出的具有6榀桁架結構的大跨度桁架結構(圖5為圖4 的F方向示意圖)，采取如下支撐架階梯狀卸載方法步驟一通過有限元計算仿真分析算法計算出一榀桁架結構20上的斷開處的撓度最大值為40毫米，并且，根據該大跨度桁架結構自身材質、結構特征計算出該斷開處的卸載允許最大應力值為310N/mm2。步驟二 根據計算出的該撓度最大值40毫米和該卸載允許最大應力值310N/mm2， 將逐層卸載次數(shù)N設定為2次，將每次逐層卸載高度設定為20毫米，該設定滿足條件各次逐層卸載高度相等，均等于20毫米，各次逐層卸載高度20毫米相加后等于該撓度最大值40 毫米，并且，根據每次逐層卸載高度20毫米計算出卸載應力值為82. 15N/mm2,該卸載應力值 82. 15N/mm2與該卸載允許最大應力值310N/mm2的比為0.沈5，小于1，滿足要求。步驟三對于每榀桁架結構20，在主桁架21下方的支撐架31上設置千斤頂41，如圖7和圖8所示，將主桁架21向上略微頂升，即頂升至使主桁架21即將脫離支撐架31即可，在主桁架21下方的支撐架31上疊放2個墊塊42，如圖7和圖8所示，該2個墊塊抵頂在該支撐架31與該支撐架31上方對應的主桁架21之間(此時將支托32和33、金屬板34 隨即拆除即可)，每個該墊塊42的高度等于每次逐層卸載高度20毫米，然后撤去該千斤頂 41。步驟四對依次前后順序排列的各榀桁架結構20進行支撐架階梯狀逐個卸載，直至所有榀桁架結構下方的支撐架全部拆除完畢，具體為將圖9中最左邊的一榀桁架結構設定為第一榀桁架結構，因此，從左至右分別為第一至第六榀桁架結構，于是，依次執(zhí)行步驟先將第一榀桁架結構20下方的支撐架31上的最上面的一個墊塊42拆除，如圖9 中第一榀桁架結構20下方虛線框所示出的標號421。然后，將第一榀桁架結構20下方的支撐架31上的一個墊塊42拆除，如圖10中第一榀桁架結構20下方虛線框所示出的標號422。與此同時，將第二榀桁架結構20下方的支撐架31上的最上面的一個墊塊42拆除，如圖10中第二榀桁架結構20下方虛線框所示出的標號423。然后，將第一榀桁架結構20下方的支撐架全部拆除，如圖11所示，將第二榀桁架結構20下方的支撐架31上的一個墊塊42拆除，如圖11中第二榀桁架結構20下方虛線框所示出的標號424。與此同時，將第三榀桁架結構20下方的支撐架31上的最上面的一個墊塊42拆除，如圖11中第三榀桁架結構20下方虛線框所示出的標號425。然后，將第二榀桁架結構20下方的支撐架全部拆除，如圖12所示，將第三榀桁架結構20下方的支撐架31上的一個墊塊42拆除，如圖12中第三榀桁架結構20下方虛線框所示出的標號426。與此同時，將第四榀桁架結構20下方的支撐架31上的最上面的一個墊塊42拆除，如圖12中第四榀桁架結構20下方虛線框所示出的標號427。然后，將第三榀桁架結構20下方的支撐架全部拆除，如圖13所示，將第四榀桁架結構20下方的支撐架31上的一個墊塊42拆除，如圖13中第四榀桁架結構20下方虛線框所示出的標號428。與此同時，將第五榀桁架結構20下方的支撐架31上的最上面的一個墊塊42拆除，如圖13中第五榀桁架結構20下方虛線框所示出的標號429。同理，按照上述過程采用的類似原理，對第四至第六榀桁架結構繼續(xù)進行卸載作業(yè)，直至所有榀桁架結構下方的支撐架全部拆除完畢。支撐架全部拆除后的大跨度桁架結構如圖14所示。在上述卸載過程中，各榀桁架結構采取等距卸載，即每次實際卸載的高度均為確定出的每次逐層卸載高度20毫米，在處于卸載過程中的各榀桁架結構之間(即除去未開始進行卸載以及支撐架已經全部卸載完畢的桁架結構外，例如，對于圖11，第一榀為支撐架已經全部卸載完畢的桁架結構，第四至第六榀為未開始進行卸載的桁架結構)，它們的標高呈階梯狀，均相差20mm高度，每榀桁架結構均分兩次卸載到位后再對支撐架進行全部卸載， 由于每次卸載時的卸載應力值82. 15N/mm2與卸載允許最大應力值310N/mm2的比為0. 265, 小于1，因此，采取這種逐級階梯狀的卸載方式是安全、可靠、有效的。第二實施例對于具有10榀桁架結構的大跨度桁架結構(其一榀桁架結構與第一實施例中的一榀桁架結構相同，均為圖5示出的結構)采取如下支撐架階梯狀卸載方法步驟一通過有限元計算仿真分析算法計算出一榀桁架結構20上的斷開處的撓度最大值為87毫米，并且，根據該大跨度桁架結構自身材質、結構特征計算出該斷開處的卸載允許最大應力值為310N/mm2。步驟二 根據計算出的該撓度最大值87毫米和該卸載允許最大應力值310N/mm2， 將逐層卸載次數(shù)N設定為4次(當然也可設定為2次或3次，但各次逐層卸載高度要相應改變)，將第一次逐層卸載高度設定為21毫米，將后三次逐層卸載高度設定為22毫米(每次逐層卸載高度不宜具有小數(shù))，該設定滿足條件后三次逐層卸載高度相等且與第一次逐層卸載高度21毫米近似相等，各次逐層卸載高度相加后等于該撓度最大值87毫米，并且，根據逐層卸載高度21毫米、22毫米計算出的卸載應力值均為82. 15N/mm2，該卸載應力值82. 15N/mm2與該卸載允許最大應力值310N/mm2的比為0.沈5，小于1，滿足要求。步驟三對于每榀桁架結構20，在主桁架21下方的支撐架31上設置千斤頂，將主桁架21向上略微頂升，即頂升至使主桁架21即將脫離支撐架31即可，在主桁架21下方的支撐架31上疊放4個墊塊，該4個墊塊抵頂在該支撐架31與該支撐架31上方對應的主桁架21之間(此時將支托32和33、金屬板34隨即拆除即可)，最上面的一個墊塊的高度等于21毫米，下面的三個墊塊的高度等于22毫米，然后撤去該千斤頂。步驟四對依次前后順序排列的各榀桁架結構20進行支撐架階梯狀逐個卸載，直至所有榀桁架結構下方的支撐架全部拆除完畢，具體為
將從左至右排列的桁架結構分別設定為第一至第十榀桁架結構，于是，依次執(zhí)行步驟先將第一榀桁架結構20下方的支撐架上的最上面一個墊塊(21毫米)拆除。然后，將第一榀桁架結構20下方的支撐架上的一個墊塊(22毫米)拆除，與此同時，將第二榀桁架結構20下方的支撐架31上最上面的一個墊塊(21毫米)拆除。然后，將第一榀桁架結構20下方的支撐架31上的一個墊塊(22毫米)拆除，與此同時，將第二榀桁架結構20下方的支撐架31上的一個墊塊(22毫米)拆除，并且，將第三榀桁架結構20下方的支撐架31上最上面的一個墊塊(21毫米)拆除。然后，將第一榀桁架結構20下方的支撐架31上的一個墊塊(22毫米)拆除，與此同時，將第二榀桁架結構20下方的支撐架31上的一個墊塊(22毫米)拆除，并且，將第三榀桁架結構20下方的支撐架31上的一個墊塊(22毫米)拆除，并且，將第四榀桁架結構20 下方的支撐架31上最上面的一個墊塊(21毫米)拆除。此時可以看到，各榀桁架結構采取近似等距卸載，即各次實際卸載的高度基本相等，此時的第一至第四榀桁架結構之間(除去未開始進行卸載的第五至第十榀桁架結構， 此時無支撐架已經全部卸載完畢的桁架結構)的標高呈階梯狀，相差高度基本相等，采取這種逐級階梯狀的卸載方式可以緩解桁架結構的劇烈變形，保障桁架結構在卸載過程中的安全性。然后，即可將第一榀桁架結構下方的支撐架全部拆除掉，而對于剩下的其他各榀桁架結構下方的墊塊和支撐架，即按照上述過程采用相同原理繼續(xù)進行卸載作業(yè)，直至所有榀桁架結構下方的支撐架全部拆除完畢為止。在上述卸載過程中，每榀桁架結構均分四次卸載到位后再對支撐架進行全部卸載，由于每次卸載時的卸載應力值均為82. 15N/mm2，與卸載允許最大應力值310N/mm2的比為0.沈5，小于1，因此，采取這種逐級階梯狀的卸載方式是安全、可靠、有效的。如圖4，若各榀桁架結構20下方的支撐架31之間設有聯(lián)系桁架311，則當一榀桁架結構20下方的支撐架31全部拆除后，將該榀桁架結構20下方的支撐架31與其相鄰的后一榀桁架結構20下方的支撐架31之間設有的聯(lián)系桁架311同時拆除即可。本發(fā)明的優(yōu)點是1、本發(fā)明支撐架階梯狀卸載方法中對支撐架的卸載順序合理，每次卸載墊塊的高度和實際卸載次數(shù)是根據卸載支撐架前主桁架的結構預變形而采用有限元計算仿真分析算法確定出的，可有效控制卸載過程中桁架結構變形的發(fā)生，保證支撐架卸載完成后滿足結構設計要求。并且，在支撐架卸載過程中，本發(fā)明對桁架結構進行了變形及內力的監(jiān)測， 實時獲得桁架結構實際變形和受力情況，保證了卸載過程的安全性。2、本發(fā)明在卸載支撐架時并不是對所有支撐架進行同步卸載，而是對大跨度桁架結構的各榀桁架結構的支撐架進行逐個卸載，這樣，既減少了卸載設備的使用數(shù)量，又可實現(xiàn)在先卸載完支撐架的桁架結構下方可立即進行地面土建施工作業(yè)，即卸載與土建可同時進行，可有效縮短總體施工工期。3、本發(fā)明即是一種荷載轉移的過程，本發(fā)明方法對各榀桁架結構的變形協(xié)調統(tǒng)一、均衡，不會產生臨時設置的支撐架超載失穩(wěn)或局部甚至整體受損的現(xiàn)象，本發(fā)明不僅適用于大跨度桁架結構，還可適用于網架等各類空間鋼結構的支撐架卸載。
上述是本發(fā)明的較佳實施例及其所運用的技術原理，對于本領域的技術人員來說，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，任何基于本發(fā)明技術方案基礎上的等效變換、 簡單替換等顯而易見的改變，均屬于本發(fā)明保護范圍之內。
權利要求
1.一種既有大跨度桁架結構擴建后支撐架階梯狀卸載方法，該方法是針對經由切割滑移方法擴建后并完成接長作業(yè)但未進行拆除作業(yè)的大跨度桁架結構的所有榀桁架結構上用于滑移擴建用的斷開處的左右兩側下方設置的支撐架而實施的，其特征在于它包括如下步驟步驟一通過有限元計算仿真分析算法計算一榀桁架結構上的該斷開處的撓度最大值，根據該大跨度桁架結構自身材質、結構特征計算出該斷開處的卸載允許最大應力值；步驟二 根據計算出的該撓度最大值和該卸載允許最大應力值，確定出逐層卸載次數(shù) N以及每次逐層卸載高度，其中各次逐層卸載高度相等或近似相等，各次逐層卸載高度相加等于該撓度最大值，并且，根據每次逐層卸載高度計算出的卸載應力值與該卸載允許最大應力值的比小于1 ；步驟三對于每榀桁架結構，在主桁架下方的支撐架上設置千斤頂，將主桁架向上略微頂升，在主桁架下方的支撐架上疊放M個墊塊，該M個墊塊抵頂在該支撐架與該支撐架上方對應的主桁架之間，該墊塊的數(shù)量M等于該步驟二計算出的該逐層卸載次數(shù)N，各個該墊塊的高度分別等于各次逐層卸載高度，然后撤去該千斤頂；步驟四對依次前后順序排列的各榀桁架結構進行支撐架階梯狀逐個卸載，直至所有榀桁架結構下方的支撐架全部拆除完畢，其中對于已開始進行卸載但未全部卸載完的各榀桁架結構，前一榀桁架結構下方的墊塊的實際卸載次數(shù)比其相鄰的后一榀桁架結構下方的墊塊的實際卸載次數(shù)多一次；對于一榀桁架結構，每次卸載一個墊塊，各次卸載的墊塊的高度分別等于該步驟二確定出的相應一次卸載所對應的逐層卸載高度；當一榀桁架結構下方的墊塊全部卸載完后，便將該榀桁架結構下方的支撐架全部拆除。
2.如權利要求1所述的既有大跨度桁架結構擴建后支撐架階梯狀卸載方法，其特征在于所述逐層卸載次數(shù)N大于1次且小于5次； 所述每次逐層卸載高度為毫米級別；根據所述每次逐層卸載高度計算出的卸載應力值與所述卸載允許最大應力值的比介于0.2至0.5之間。
3.如權利要求1所述的既有大跨度桁架結構擴建后支撐架階梯狀卸載方法，其特征在于在所述卸載方法中，對所述各榀桁架結構實時進行變形監(jiān)測。
4.如權利要求1所述的既有大跨度桁架結構擴建后支撐架階梯狀卸載方法，其特征在于在所述卸載方法中，對所述各榀桁架結構實時進行應力監(jiān)測。
5.如權利要求1所述的既有大跨度桁架結構擴建后支撐架階梯狀卸載方法，其特征在于若各榀桁架結構下方的支撐架之間設有聯(lián)系桁架，則當一榀桁架結構下方的支撐架全部拆除后，將該榀桁架結構下方的支撐架與其相鄰的后一榀桁架結構下方的支撐架之間設有的聯(lián)系桁架同時拆除。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種既有大跨度桁架結構擴建后支撐架階梯狀卸載方法，包括步驟計算一榀桁架結構上的斷開處的撓度最大值和卸載允許最大應力值；確定逐層卸載次數(shù)N及每次逐層卸載高度；對于每榀桁架結構，在主桁架下方的支撐架上設置千斤頂，在支撐架上疊放M個墊塊，M等于N，各個墊塊的高度分別等于各次逐層卸載高度，撤去千斤頂；對依次前后順序排列的各榀桁架結構進行支撐架階梯狀逐個卸載，直至所有榀桁架結構下方的支撐架全部拆除完畢。本發(fā)明采取階梯狀卸載方式對支撐架進行卸載，卸載順序合理，可有效控制桁架結構變形發(fā)生，保證卸載過程的安全性，本發(fā)明對支撐架逐個卸載的方式可減少卸載設備數(shù)量，可實現(xiàn)卸載與土建作業(yè)的同時進行。
文檔編號E04B1/342GK102425313SQ201110432140
公開日2012年4月25日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權日2011年12月21日
發(fā)明者單云, 吳亞東, 吳偉杰, 吳長路, 尹輝, 張悅, 張艷梅, 李建洪, 李贊, 楊智艷, 林海通, 王玉生, 蔡文剛, 許光斌, 陳水祥, 高良 申請人:中鐵建工集團有限公司, 浙江精工鋼結構有限公司