本發(fā)明屬于鋼桁架施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋼桁架結(jié)構(gòu)分段高空對接并同步卸載方法。

背景技術(shù)：

目前，鋼桁架結(jié)構(gòu)發(fā)展迅猛，很多機場、車站、體育館等建筑都廣泛采用該類結(jié)構(gòu)形式，該類型結(jié)構(gòu)通常情況下跨度較大，能夠滿足建筑功能對空間的要求，但施工安裝時面臨難以一次性安裝就位的難題，通常的處理方法是采用在桁架跨長方向設(shè)置若干臨時支撐架，進行分段吊裝，高空對接完成整榀桁架的安裝就位。此種方法涉及到臨時支撐架拆除前原結(jié)構(gòu)卸載的問題，若卸載方案不當(dāng)，很容易導(dǎo)致原有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大下?lián)隙?、局部桿件超應(yīng)力、節(jié)點連接出現(xiàn)破壞，嚴重時甚至?xí)?dǎo)致原有結(jié)構(gòu)崩塌。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，提供一種鋼桁架結(jié)構(gòu)分段高空對接并同步卸載方法，可以為大跨度平面桁架高空對接提供臨時支撐和胎架，有效地解決大跨度平面桁架采用分段吊裝安裝方法難以控制質(zhì)量的問題，采用逐步抽離墊板的方式分級卸載，每級卸載行程為一塊墊板的厚度，卸載過程平穩(wěn)可控，可以避免因卸載方案不當(dāng)引起的原有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大下?lián)隙?、局部桿件超應(yīng)力、節(jié)點連接出現(xiàn)破壞、甚至是結(jié)構(gòu)崩塌，實現(xiàn)桁架結(jié)構(gòu)的同步卸載。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種鋼桁架結(jié)構(gòu)分段高空對接并同步卸載方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)臨時支撐架的制作及安裝：臨時支撐架的各桿件通過焊接連接成整體，然后通過后置埋板將臨時支撐架固定在原有混凝土結(jié)構(gòu)上，其中臨時支撐架安裝時可根據(jù)工程具體情況自下而上進行分段安裝或整體安裝；

(2)操作平臺的制作及安裝：先將第一鋼梁與臨時支撐架的四根支柱的頂部通過焊接進行連接，然后將第二鋼梁、中心鋼梁分別與第一鋼梁通過螺栓進行或焊接連接，再將第三鋼梁通過螺栓或焊接與第二鋼梁、中心鋼梁進行連接，接著將懸挑鋼梁通過栓焊或全焊與第一鋼梁進行剛性連接；

(3)胎架的制作及安裝：先將上牛腿梁和下牛腿梁分別焊接在立柱的一側(cè)，然后將立柱的根部與中心鋼梁的上翼緣板通過焊接連接成整體，再將斜拉桿的一端焊接在立柱上，將斜拉桿的另一端焊接在懸挑鋼梁上，使得臨時支撐架、操作平臺和胎架連接成安裝鋼桁架對接臨時固定裝置；

(4)桁架吊裝就位：桁架根據(jù)工程具體情況進行分段，在每個分段處設(shè)置上述對接臨時固定裝置，利用起重設(shè)備將桁架的分段單元吊裝至高空，就位分以下兩種情況：

(a)桁架分成兩段：

將桁架的分段單元一端固定在支座上，另一端擱置在胎架上，并用鋼絲繩或限位裝置對桁架進行面外臨時固定；

(b)桁架分成兩段以上：

①桁架中部分段單元安裝

將桁架中部分段單元的兩端均臨時固定在胎架上，并用鋼絲繩或限位裝置對桁架進行面外臨時固定；

②桁架端部分段單元安裝

將桁架的分段單元一端固定在支座上，另一端擱置在胎架上，并用鋼絲繩或限位裝置對桁架進行面外臨時固定；

(5)桁架分段高空對接并永久固定：桁架按照設(shè)計要求，在各分段處完成高空對接并永久固定；

(6)千斤頂就位：將支撐底板焊接固定在第二鋼梁與第三鋼梁的頂面上，再將千斤頂放置在支撐底板的正中間，然后將千斤頂?shù)牡鬃ㄟ^l型固定板焊接固定在支撐底板上，完成千斤頂?shù)陌惭b就位，接著將u型扣帽與第一不銹鋼板焊接成整體，然后將其整個倒扣在千斤頂?shù)捻敳?，并在第一不銹鋼板的頂面涂潤滑油；

(7)安裝第一u型套槽：先將第一u型套槽與第二不銹鋼板焊接成整體，然后將第一u型套槽正扣在桁架的下弦桿上，并通過斷焊進行固定，第一u型套槽的位置與千斤頂頂部的u型扣帽位置相對應(yīng)，然后調(diào)節(jié)千斤頂，使第一不銹鋼板和第二不銹鋼板緊密接觸；

(8)拆除胎架、安裝下墊梁：先將胎架拆除，然后將下墊梁塞入到桁架和操作平臺之間的空檔區(qū)域，然后將下墊梁焊接固定在中心鋼梁的中部；

(9)安裝第二u型套槽：將第二u型套槽正扣在桁架的下弦桿上，并通過斷焊進行固定，第二u型套槽的位置與下墊梁的位置相對應(yīng)；

(10)安裝限位鋼銷棒和限位板：將限位鋼銷棒焊接垂直固定在下墊梁的上翼緣板上，然后往第二u型套槽與下墊梁之間的空間內(nèi)填入墊板，每放入一塊墊板，同時放入一塊限位板，限位板配合限位鋼銷棒將墊板限位在下墊梁上，墊板填入的數(shù)量根據(jù)具體情況確定，只要保證最上層墊板和第二u型套槽之間的垂直高度小于或等于一塊墊板的厚度；

(11)逐步卸載：將千斤頂?shù)男谐滔抡{(diào)，下調(diào)距離為一塊墊板的厚度值，然后拿掉一塊限位板，并抽離一塊墊板，再將千斤頂?shù)男谐滔抡{(diào)，繼續(xù)抽離墊板，循環(huán)該操作，直至第一不銹鋼板與第二不銹鋼板的接觸面自然脫開，卸載結(jié)束。

進一步，步驟(4)中的(a)步驟桁架的分段單元另一端擱置在胎架上的具體做法為將桁架的下弦桿、上弦桿分別擱置在下牛腿梁、上牛腿梁上，通過胎架臨時支撐桁架的一端，配合支座達到支撐平衡狀態(tài)。

進一步，步驟(10)中墊板安裝在下墊梁上的具體做法為先通過墊板上的固定槽連接限位鋼銷棒，再從上向下將限位板插入到t型槽內(nèi)，通過限位板將限位鋼銷棒限制在固定槽內(nèi)，無法脫離，從而實現(xiàn)墊板限位固定在下墊梁上，安裝簡單，操作性低，有效提高施工效率。

進一步，步驟(6)中千斤頂固定在支撐底板上的具體做法為先將千斤頂?shù)鬃南噜弮蛇呁ㄟ^l型固定板焊接固定在支撐底板上，完成相鄰兩側(cè)固定就位，然后將千斤頂?shù)鬃牧硗鈨蛇呁ㄟ^l型固定板焊接固定在支撐底板上，完成千斤頂整體的安裝固定，分步固定千斤頂?shù)膫?cè)面，方便調(diào)節(jié)壓緊程度，從而提高千斤頂固定后的穩(wěn)定性。

進一步，步驟(10)中限位鋼銷棒的高度大于所有墊板厚度的總和，當(dāng)千斤頂頂住桁架下弦桿后，在限位鋼銷棒上可逐個安裝多塊墊板，墊板與下墊梁形成支撐體系，從而增加了該支撐體系的支撐面高度，保證滿足最上層墊板和第二u型套槽之間的垂直高度小于或等于一塊墊板厚度的要求。

進一步，步驟(7)中在第二不銹鋼板的底面上涂潤滑油，在卸載過程中，第二不銹鋼板與第一不銹鋼板接觸，潤滑油減小了第一不銹鋼板與第二不銹鋼板接觸面之間的摩擦，實現(xiàn)桁架沿著水平面任意方向自由滑動，這樣一方面可以減小桁架在卸載過程中給千斤頂產(chǎn)生的側(cè)向推力，保護了千斤頂，延長了千斤頂?shù)氖褂脡勖?；另一方面可以釋放掉卸載過程中千斤頂給桁架帶來的局部內(nèi)力，盡可能減小桁架卸載過程中局部應(yīng)力集中。

本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：

1、本發(fā)明可以為大跨度平面桁架高空對接提供臨時支撐和胎架，有效地解決大跨度平面桁架采用分段吊裝安裝方法難以控制質(zhì)量的問題。

2、卸載時，在臨時支撐架中心順著桁架跨長方向上對稱布置兩個千斤頂，通過千斤頂支撐住桁架的下弦桿，千斤頂頂部設(shè)置u型扣帽，下弦桿在千斤頂?shù)膗型扣帽對應(yīng)位置處底部設(shè)置第一u型套槽，以防止卸載過程中千斤頂與桁架接觸位置產(chǎn)生脫離，保證卸載裝置正常工作，降低卸載過程出現(xiàn)意外的概率；在u型扣帽頂部的第一不銹鋼板上涂潤滑油，第一u型套槽底部的第二不銹鋼板與第一不銹鋼板接觸，潤滑油減小了第一不銹鋼板與第二不銹鋼板接觸面之間的摩擦，以保證桁架可以沿水平面任意方向自由滑動，一方面可以減小桁架在卸載過程中給千斤頂產(chǎn)生的側(cè)向推力，保護了千斤頂，延長了千斤頂?shù)氖褂脡勖?，另一方面可以釋放掉卸載過程中千斤頂給桁架帶來的局部內(nèi)力，最大限度減小卸載給原有結(jié)構(gòu)帶來的施工內(nèi)應(yīng)力和變形。

3、本發(fā)明采用逐步抽離墊板的方式分級卸載，每級卸載行程為一塊墊板的厚度，卸載過程平穩(wěn)可控，可以避免因卸載方案不當(dāng)引起的原有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大下?lián)隙?、局部桿件超應(yīng)力、節(jié)點連接出現(xiàn)破壞、甚至是結(jié)構(gòu)崩塌，實現(xiàn)桁架結(jié)構(gòu)的同步卸載。

4、本發(fā)明采用綠色鋼材，能重復(fù)使用，節(jié)省施工成本，原理清晰，實施操作容易，且控制要求一般，易于推廣。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明：

圖1為本發(fā)明中臨時支撐架、胎架和操作平臺連接的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中操作平臺的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中千斤頂和下墊梁的安裝示意圖；

圖4為本發(fā)明中卸載完成后桁架和支座連接的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明中千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明中千斤頂和支撐底板連接的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明中墊板和限位鋼銷棒、限位板連接的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明中墊板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-臨時支撐架；2-操作平臺；21-第一鋼梁；22-第二鋼梁；23-第三鋼梁；24-中心鋼梁；25-懸挑鋼梁；3-胎架；31-立柱；32-上牛腿梁；33-下牛腿梁；34-斜拉桿；4-桁架；41-下弦桿；42-上弦桿；43-斜腹桿；44-豎腹桿；5-支座；6-千斤頂；7-支撐底板；8-l型固定板；9-u型扣帽；10-第一不銹鋼板；11-第一u型套槽；12-第二不銹鋼板；13-下墊梁；14-第二u型套槽；15-限位鋼銷棒；16-限位板；17-墊板；18-封閉槽；19-t型槽；20-固定槽。

具體實施方式

如圖1至圖8所示，為本發(fā)明一種鋼桁架結(jié)構(gòu)分段高空對接并同步卸載方法，包括如下步驟：

(1)臨時支撐架1的制作及安裝：臨時支撐架1的所有構(gòu)件均采用方管型材，通過焊接連接成整體，方管型材綜合力學(xué)性能好，耐腐蝕性能強，具有良好的低溫韌性，制作完畢后通過后置埋板將臨時支撐架1固定在原有混凝土結(jié)構(gòu)上，其中臨時支撐架1安裝時可根據(jù)工程具體情況自下而上進行分段安裝或整體安裝。

(2)操作平臺2的制作及安裝：操作平臺2包括第一鋼梁21、第二鋼梁22、第三鋼梁23、中心鋼梁24和懸挑鋼梁25，均采用h型截面梁，抗壓抗拉性好，還可節(jié)省制作材料，減輕整體重量。先將第一鋼梁21與臨時支撐架1的四根支柱的頂部通過焊接進行連接，然后將第二鋼梁22、中心鋼梁24分別與第一鋼梁21通過螺栓或焊接進行連接，再將第三鋼梁23通過螺栓或焊接與第二鋼梁22、中心鋼梁24進行連接，接著將懸挑鋼梁25通過栓焊或全焊與第一鋼梁21進行剛性連接，操作平臺2整體結(jié)構(gòu)簡單，強度高，施工方便，各鋼梁之間相互牽制，穩(wěn)定牢靠。

(3)胎架3的制作及安裝：胎架3包括立柱31、上牛腿梁32、下牛腿梁33和斜拉桿34，立柱31采用箱形截面梁，抗扭剛度大，上牛腿梁32、下牛腿梁33和斜拉桿34均采用h型截面梁，抗壓抗拉性好，還可節(jié)省制作材料，減輕整體重量。先將上牛腿梁32和下牛腿梁33分別焊接在立柱31的一側(cè)，然后將立柱31的根部與中心鋼梁24的上翼緣板通過焊接連接成整體，再將斜拉桿34的一端焊接在立柱31上，將斜拉桿34的另一端焊接在懸挑鋼梁25上，使得臨時支撐架1、操作平臺2和胎架3連接成安裝鋼桁架對接臨時固定裝置。懸挑鋼梁25用于幫助實現(xiàn)胎架3中的斜拉桿34的設(shè)置，為立柱31提供拉力，用來抵抗立柱31因受到桁架4的偏心作用而產(chǎn)生的彎矩。

(4)桁架4吊裝就位：桁架4由下弦桿41、上弦桿42、斜腹桿43和豎腹桿44組成，桁架4根據(jù)工程具體情況進行分段，在每個分段處設(shè)置上述對接臨時固定裝置，利用起重設(shè)備將桁架4的分段單元吊裝至高空，就位分以下兩種情況：

(a)桁架4分成兩段：

將桁架4的分段單元一端固定在支座5上，另一端擱置在胎架3上，具體做法為將桁架4的下弦桿41、上弦桿42分別擱置在下牛腿梁33、上牛腿梁32上，并用鋼絲繩或限位裝置對桁架4進行面外臨時固定，通過胎架3臨時支撐桁架4的一端，配合支座5達到支撐平衡狀態(tài)。

(b)桁架4分成兩段以上：

①桁架4中部分段單元安裝

將桁架4中部分段單元的兩端均臨時固定在胎架3上，并用鋼絲繩或限位裝置對桁架4進行面外臨時固定。

②桁架4端部分段單元安裝

將桁架4的分段單元一端固定在支座5上，另一端擱置在胎架3上，具體做法為將桁架4的下弦桿41、上弦桿42分別擱置在下牛腿梁33、上牛腿梁32上，并用鋼絲繩或限位裝置對桁架4進行面外臨時固定。

(5)桁架4分段高空對接并永久固定：桁架4按照設(shè)計要求，在各分段處完成高空對接并永久固定。

為保持整個結(jié)構(gòu)同步卸載，每榀桁架4必須同時進行以下步驟的操作。

(6)千斤頂6就位：將支撐底板7焊接固定在第二鋼梁22與第三鋼梁23的頂面上，再將千斤頂6放置在支撐底板7的正中間，先將千斤頂6底座的相鄰兩邊通過l型固定板8焊接固定在支撐底板7上，完成千斤頂6的相鄰兩側(cè)固定就位，然后再將千斤頂6底座的另外兩邊通過l型固定板8焊接固定在支撐底板7上，完成千斤頂6整體的安裝固定，分步固定千斤頂6的側(cè)面，方便調(diào)節(jié)壓緊程度，將千斤頂6在四個方向均進行限位固定，防止千斤頂6受壓后發(fā)生水平方向上的滑動，提高了千斤頂6安裝后的穩(wěn)定性。接著將u型扣帽9與第一不銹鋼板10焊接成整體，然后將其整個倒扣在千斤頂6的頂部，采用可拆卸的連接方式，安裝簡單，可根據(jù)實際需要靈活更換u型扣帽9的尺寸，適應(yīng)性強。然后在第一不銹鋼板10的頂面涂潤滑油。

(7)安裝第一u型套槽11：先將第一u型套槽11與第二不銹鋼板12焊接成整體，然后將第一u型套槽11正扣在桁架4的下弦桿41上，并通過斷焊進行固定，第一u型套槽11的位置與千斤頂6頂部的u型扣帽9位置相對應(yīng)，在第二不銹鋼板12的底面上涂潤滑油，然后調(diào)節(jié)千斤頂6，使第一不銹鋼板10和第二不銹鋼板12緊密接觸，在卸載過程中，第二不銹鋼板12與第一不銹鋼板10接觸，潤滑油減小了第一不銹鋼板10與第二不銹鋼板12接觸面之間的摩擦，實現(xiàn)桁架4沿著水平面任意方向自由滑動，這樣一方面可以減小桁架4在卸載過程中給千斤頂6產(chǎn)生的側(cè)向推力，保護了千斤頂6，延長了千斤頂6的使用壽命；另一方面可以釋放掉卸載過程中千斤頂6給桁架4帶來的局部內(nèi)力，盡可能減小桁架4卸載過程中局部應(yīng)力集中。

(8)拆除胎架3、安裝下墊梁13：先將胎架3拆除，然后將下墊梁13塞入到桁架4和操作平臺2之間的空檔區(qū)域，然后將下墊梁13焊接固定在中心鋼梁24的中部，采用焊接的固定方式，工藝簡單，且可以減少之后墊板17和限位板16的使用數(shù)量。

(9)安裝第二u型套槽14：將第二u型套槽14正扣在桁架4的下弦桿41上，并通過斷焊進行固定，第二u型套槽14的位置與下墊梁13的位置相對應(yīng)。

(10)安裝限位鋼銷棒15和限位板16：將限位鋼銷棒15焊接垂直固定在下墊梁13的上翼緣板上，往第二u型套槽14與下墊梁13之間的空間內(nèi)填入墊板17，墊板17的一側(cè)設(shè)有封閉槽18，封閉槽18包括t型槽19和固定槽20，固定槽20連通t型槽19，封閉槽18的設(shè)計形狀可根據(jù)實際情況改變。具體做法為先通過墊板17上的固定槽20連接限位鋼銷棒15，再從上向下將限位板16插入到t型槽19內(nèi)，通過限位板16將限位鋼銷棒15限制在固定槽20內(nèi)，無法脫離，從而實現(xiàn)墊板17限位固定在下墊梁13上，安裝簡單，操作性低，有效提高施工效率。限位鋼銷棒15的高度大于所有墊板17厚度的總和，當(dāng)千斤頂6頂住桁架4的下弦桿41后，在限位鋼銷棒15上可逐個安裝多塊墊板17，墊板17與下墊梁13形成支撐體系，保證滿足該支撐體系的支撐面高度要求。每放入一塊墊板17，同時放入一塊限位板16，墊板17填入的數(shù)量根據(jù)具體情況確定，只要保證最上層墊板17和第二u型套槽14之間的垂直高度小于或等于一塊墊板17的厚度。

(11)逐步卸載：將千斤頂6的行程下調(diào)，下調(diào)距離為一塊墊板17的厚度值，然后拿掉一塊限位板16，并抽離一塊墊板17，再將千斤頂6的行程下調(diào)，繼續(xù)抽離墊板17，循環(huán)該操作，直至第一不銹鋼板10與第二不銹鋼板12的接觸面自然脫開，此時桁架4高空對接過程中所用的對接裝置可全部拆除，卸載結(jié)束，對接好的桁架4兩端通過支座5支撐。

1、本發(fā)明可以為大跨度平面桁架4高空對接提供臨時支撐和胎架3，有效地解決大跨度平面桁架4采用分段吊裝安裝方法難以控制質(zhì)量的問題。

2、卸載時，在臨時支撐架1中心順著桁架4跨長方向上對稱布置兩個千斤頂6，通過千斤頂6支撐住桁架4的下弦桿41，千斤頂6頂部設(shè)置u型扣帽9，下弦桿41在千斤頂6的u型扣帽9對應(yīng)位置處底部設(shè)置第一u型套槽11，以防止卸載過程中千斤頂6與桁架4接觸位置產(chǎn)生脫離，保證卸載裝置正常工作，降低卸載過程出現(xiàn)意外的概率；在u型扣帽9頂部的第一不銹鋼板10上涂潤滑油，第一u型套槽11底部的第二不銹鋼板12與第一不銹鋼板10接觸，潤滑油減小了第一不銹鋼板10與第二不銹鋼板12接觸面之間的摩擦，以保證桁架4可以沿水平面任意方向自由滑動，一方面可以減小桁架4在卸載過程中給千斤頂6產(chǎn)生的側(cè)向推力，保護了千斤頂6，延長了千斤頂6的使用壽命，另一方面可以釋放掉卸載過程中千斤頂6給桁架4帶來的局部內(nèi)力，最大限度減小卸載給原有結(jié)構(gòu)帶來的施工內(nèi)應(yīng)力和變形。

3、本發(fā)明采用逐步抽離墊板17的方式分級卸載，每級卸載行程為一塊墊板17的厚度，卸載過程平穩(wěn)可控，可以避免因卸載方案不當(dāng)引起的原有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大下?lián)隙?、局部桿件超應(yīng)力、節(jié)點連接出現(xiàn)破壞、甚至是結(jié)構(gòu)崩塌，實現(xiàn)桁架4結(jié)構(gòu)的同步卸載。

4、本發(fā)明采用綠色鋼材，能重復(fù)使用，節(jié)省施工成本，原理清晰，實施操作容易，且控制要求一般，易于推廣。

以上僅為本發(fā)明的具體實施例，但本發(fā)明的技術(shù)特征并不局限于此。任何以本發(fā)明為基礎(chǔ)，為解決基本相同的技術(shù)問題，實現(xiàn)基本相同的技術(shù)效果，所作出的簡單變化、等同替換或者修飾等，皆涵蓋于本發(fā)明的保護范圍之中。