一种室外桁架钢结构液压提升施工方法与流程

专利检索2022-05-10  3



1.本发明涉及建筑施工技术领域,具体而言,涉及一种室外桁架钢结构液压提升施工方法。


背景技术:

2.随着钢结构行业日新月异的发展,各种大跨度、大空间的建筑设计脱颖而生,如:机场、火车站、会展中心、体育场馆、展览馆等,给钢结构工程安装带来了新的机遇和挑战。但在室外桁架钢结构施工中存在无法用大型设备吊装或采用大型设备吊装不经济的工程的问题,并由于复杂空间桁架结构的高空散装焊接量大、且均为现场吊装焊接,所以对桁架吊起标高的精准度以及吊装姿态、对接预设件的精确度有极高的要求,且桁架十分沉重,想要在吊起的状态下进行调整是一件十分困难的工作,因此传统的安装技术已经难以满足当今钢结构行业发展的需求。


技术实现要素:

3.为了弥补以上不足,本发明提供了一种室外桁架钢结构液压提升施工方法,包括拼装胎架,所述拼装胎架顶部放置有单榀桁架,所述单榀桁架的左侧设置有千斤顶,靠近所述拼装胎架的左右两侧均设置有钢柱,两根所述钢柱相对一侧均设置有预装段牛腿,所述预装段牛腿与所述单榀桁架通过焊接固定,所述钢柱的顶部设置有提升平台,所述提升平台的顶部设置有液压同步提升装置,所述液压同步提升装置安装有钢绞线,所述钢绞线底部固定连接有临时吊具,所述临时吊具与所述单榀桁架的顶部固定连接,各所述液压同步提升装置均通过油管与液压泵源系统连接,所述液压泵源系统通过导线与同步控制检测系统通信连接,所述液压泵源系统用于为所述液压同步提升装置提供动力,并控制多台或单台所述液压同步提升装置进行控制和调整,执行所述同步控制检测系统的指令并反馈数据。
4.室外桁架钢结构液压提升施工方法包括以下步骤:
5.步骤s1单榀桁架装配、在单榀桁架安装位置正下方标高
±
0.000m的地面上采取卧拼的方式分端部桁架定位拼装

上弦杆拼装焊接

下弦杆拼装焊接

中间拼装焊接拼装为一个整体;
6.步骤s2液压同步提升装置的安装、利用钢框梁和钢柱设置提升平台,在提升平台顶部安装液压同步提升装置,设置为上吊点,在单榀桁架与上吊点对应的位置安装提升下吊点,下吊点为固定连接于所述钢绞线底端的临时吊具,通过两个所述临时吊具与所述单榀桁架顶部的两端固定连接,同时在单榀桁架下弦的两端各设置一组倒链与主楼框架柱连接牢固,用于辅助单榀桁架翻身,并对液压同步提升装置进行调试,同时检查单榀桁架的所有临时措施是否满足设计要求,确认无误后,开始试提升;
7.步骤s3单榀桁架的试提升、按照设计荷载的顺序逐级加载,直至提升单元脱离拼装平台,当提升单元最低点脱离胎架约100mm后,暂停提升,微调提升单元的各个吊点的标
高,使其处于设计姿态,测量提升单元跨中最大变形并进行记录,并静置2~24小时,再次检查屋面钢梁单榀桁架以及液压同步提升装置、临时措施有无异常,并将测量数据与离地时进行对比,确认无异常情况后,开始正式提升;
8.步骤s4正式提升、单榀桁架整体提升至距离设计标高约600mm左右时,暂停提升,测量各个吊点的实际标高,并与设计标高进行比对,做好记录,作为继续提升的依据,降低液压同步装置提升的速度,利用同步控制检测系统检测并发出指令使液压泵源系统控制液压同步提升装置微调或点动,使各提升吊点缓慢的依次到达设计标高,满足安装要求;
9.步骤s5桁架安装固定、单榀桁架提升到位后,安装后装杆件,使其形成完整的受力体系,液压同步提升装置按照顺序分级卸载,直至钢绞线松弛,单榀桁架的荷载全部转移至钢柱上,拆除液压提升装置及临时措施等,完成单榀桁架的提升作业。
10.进一步的,所述液压同步提升装置包括液压提升器和传感器,所述液压泵源系统包括就地控制器,所述同步控制检测系统包括计算机,所述传感器的输出端与所述计算机的输入端通信连接,所述计算机的输出端与所述就地控制器的输入端通讯连接,所述就地控制器的输出端与所述液压提升器输入端通讯连接。
11.进一步的,所述液压同步提升装置、所述液压泵源系统和所述同步控制检测系统均通过市电获取工作电源。
12.进一步的,所述提升平台顶部均匀设置有固定板,所述固定板呈l形,所述固定板的底部与所述提升平台的顶部焊接,四个所述固定板与所述液压提升器的底部卡接。
13.进一步的,所述液压提升器的一侧设置有导向架,所述导向架用于多余的所述钢绞线可沿所述提升平台自由向后、向下疏导。
14.进一步的,所述步骤s3中的逐级加载顺序为:20%、40%、60%、70%、80%、90%、95%、100%。
15.进一步的,所述步骤s4中,在提升过程中,因为空中姿态调整和后装杆件安装等需要进行高度微调,在微调开始前,将同步控制检测系统由自动模式切换成手动模式,根据需要,对整个液压同步提升装置中各个吊点的液压提升器进行同步微动,即上升或下降,或者对单台液压提升器进行微动调整,微动即点动调整,精度以毫米为单位。
16.进一步的,所述步骤s5中的分级卸载为:95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%。
17.本发明的有益效果是:
18.1、本发明的施工方法通过提升设备的扩展组合,提升重量、跨度、面积不受限制,提升过程十分安全,并且构件可以在提升过程中的任意位置锁定,任一液压提升器亦可单独调整,调整精度高,有效的提高了结构提升过程中安装精度的可控性,采用柔性索具承重,只要有合理的承重吊点,提升高度不受限制,提升设备体积小、自重轻、承载能力大,特别适宜于大型设备的提升作业。
19.2、本发明的施工方法采用设备自动化程度高,液压同步提升通过计算机控制各提升点同步,提升过程中构件保持平稳的提升姿态,同步控制精度高,省去大型吊机的作业,可大大节省机械设备、人力资源,能够充分利用现场施工作业面,对工程总体工期控制有利。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
21.图1为本发明的施工方法流程图;
22.图2为本发明的设备结构示意图;
23.图3为本发明的单榀桁架提升过程示意图;
24.图4为本发明的液压提升器安装结构示意图;
25.图5为本发明的固定板平面结构示意图;
26.图6为本发明的导向架立体结构示意图;
27.图7为本发明的控制结构示意图。
28.图中:1、单榀桁架;2、临时吊具;3、钢柱;4、钢绞线;5、预装段牛腿;6、提升平台;7、液压同步提升装置701、液压提升器;702、传感器;8、拼装胎架;9、千斤顶;10、倒链;11、液压泵源系统;1101、就地控制器;12、同步控制检测系统;1201、计算机;13、固定板;14、导向架。
具体实施方式
29.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
30.因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
31.应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
32.在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
33.此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
34.实施例
35.如图2所示,一种室外桁架钢结构液压提升装置,包括拼装胎架8,拼装胎架8顶部
放置有单榀桁架1,单榀桁架1的左侧设置有千斤顶9,靠近拼装胎架8的左右两侧均设置有钢柱3,两根钢柱3相对一侧均设置有预装段牛腿5,预装段牛腿5与单榀桁架1通过焊接固定,钢柱3的顶部设置有提升平台6,提升平台6的顶部设置有液压同步提升装置7,液压同步提升装置7安装有钢绞线4,钢绞线4底部固定连接有临时吊具2,临时吊具2与单榀桁架1的顶部固定连接,各液压同步提升装置7均通过油管与液压泵源系统11连接,液压泵源系统11通过导线与同步控制检测系统12通信连接,液压泵源系统11用于为液压同步提升装置7提供动力,并控制多台或单台液压同步提升装置7进行控制和调整,执行同步控制检测系统12的指令并反馈数据。
36.室外桁架钢结构液压提升施工方法包括以下步骤:
37.步骤s1单榀桁架1装配、在单榀桁架1安装位置正下方标高
±
0.000m的地面上采取卧拼的方式分端部桁架定位拼装

上弦杆拼装焊接

下弦杆拼装焊接

中间拼装焊接拼装为一个整体;
38.拼装平台采用h500型钢2层横竖放置,长度根据单榀桁架1长度调整,间距3m,平台下设置12mm厚钢板,确保平台拼装过程稳定,楼外围桁架在外围回填土硬化地面上拼装,内侧桁架在楼板进行拼装,施工工序:场地找平硬化

三节柱测量放线

胎架定位

胎架制作安装

单榀桁架1拼装,单榀桁架1拼装台施工完毕后,首先进行第三节柱子预装段测量工作,在单榀桁架1拼装台上进行测量放线,预定端部桁架拼装位置,再对挂耳位置进行定位,最终拼装胎架8位置确定,确保单榀桁架1拼装位置的精准性。
39.如图3所示,步骤s2液压同步提升装置7的安装、利用钢框梁和钢柱3设置提升平台6,在提升平台6顶部安装液压同步提升装置7,设置为上吊点,在单榀桁架1与上吊点对应的位置安装提升下吊点,下吊点为固定连接于钢绞线4底端的临时吊具2,通过两个临时吊具2与单榀桁架1顶部的两端固定连接,同时在单榀桁架1下弦的两端各设置一组倒链10与主楼框架柱连接牢固,用于辅助单榀桁架1翻身,并对液压同步提升装置7进行调试,同时检查单榀桁架1的所有临时措施是否满足设计要求,确认无误后,开始试提升;
40.步骤s3单榀桁架1的试提升、按照设计荷载的顺序逐级加载,直至提升单元脱离拼装平台,当提升单元最低点脱离拼装胎架8约100mm后,暂停提升,微调单榀桁架1的各个吊点的标高,使其处于设计姿态,测量单榀桁架1跨中最大变形并进行记录,并静置2~24小时,再次检查屋面钢梁单榀桁架1以及液压同步提升装置7、临时措施有无异常,并将测量数据与离地时进行对比,确认无异常情况后,开始正式提升;
41.试提升的主要目的是通过试提升过程中对单榀桁架1、提升临时措施、提升设备系统的观察和监测,确认符合模拟工况计算和设计条件,保证提升过程的安全。
42.在液压泵源系统11设备检测无误后开始试提升,以计算机1201仿真计算的各提升吊点反力值为依据,确定液压提升器701所需的伸缸压力(考虑压力损失)和缩缸压力。
43.开始试提升时,液压提升器701伸缸压力逐渐上调,依次为所需压力的20%、40%、60%,在一切都正常的情况下,可继续加载到70%、80%、90%、95%、100%,直至提升单元全部脱离拼装胎架8。
44.在分级加载过程中,每一步分级加载完毕,均应暂停并检查如:上吊点、下吊点结构、单榀桁架1等加载前后的变形情况,以及主体结构的稳定性等情况,一切正常情况下,继续下一步分级加载。
45.当分级加载至单榀桁架1即将离开拼装胎架8时,可能存在各点不同时离地,此时应降低提升速度,并密切观查各点离地情况,必要时做“单点动”提升,确保单榀桁架1离地平稳。
46.步骤s4正式提升、单榀桁架1整体提升至距离设计标高约600mm左右时,暂停提升,测量各个吊点的实际标高,并与设计标高进行比对,做好记录,作为继续提升的依据,降低液压同步提升装置7提升的速度,利用同步控制检测系统12检测并发出指令使液压泵源系统11控制液压同步提升装置7微调或点动,使各提升吊点缓慢的依次到达设计标高,满足安装要求;
47.每台液压提升器701处各设置一套行程传感器702,用以测量提升过程中各台液压提升器701的提升位移同步性,主控计算机1201根据各个传感器702的位移检测信号及其差值,构成“传感器702-计算机1201-泵源控制阀-提升器控制阀—液压提升器701-单榀桁架1”的闭环系统,控制整个提升过程的同步性;
48.利用测量仪器检测各吊点的离地距离,计算出各吊点相对高差,通过液压同步提升装置7调整各吊点高度,使单榀桁架1达到设计姿态,在以调整后的各吊点高度为新的起始位置,复位位移传感器702,在整体提升过程中,保持该姿态直至提升到设计标高附近。
49.步骤s5桁架安装固定、单榀桁架1提升到位后,安装后装杆件,使其形成完整的受力体系,液压同步提升装置7按照95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%的顺序分级卸载,直至钢绞线4松弛,单榀桁架1的荷载全部转移至钢柱3上,拆除液压同步提升装置7及临时措施等,完成单榀桁架1的提升作业。
50.液压同步提升装置7包括液压提升器701和传感器702,液压泵源系统11包括就地控制器1101,同步控制检测系统12包括计算机1201,传感器702的输出端与计算机1201的输入端通信连接,计算机1201的输出端与就地控制器1101的输入端通讯连接,就地控制器1101的输出端与液压提升器701输入端通讯连接。
51.本方法中液压提升承重设备主要采用穿芯式液压提升器701;
52.液压泵源系统11为液压提升器701提供动力,并通过就地控制器1101对多台或单台液压提升器701进行控制和调整,执行同步控制检测系统12的指令并反馈数据;
53.同步控制检测系统12采用传感监测和计算机1201集中控制,通过数据反馈和控制指令传递,可全自动实现同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能。
54.用于本方法的同步控制检测系统12设备采用can总线控制、以及从主控制器到液压提升器701的三级控制,实现了对系统中每一个液压提升器701的独立实时监控和调整,从而使得液压同步提升过程的同步控制精度更高,实时性更好。
55.操作人员可在中央控制室通过计算机1201人机界面进行液压提升过程及相关数据的观察和(或)控制指令的发布。
56.通过计算机1201人机界面的操作,可以实现自动控制、顺控(单行程动作)、手动控制以及单台液压提升器701的点动操作,从而达到单榀桁架1整体提升安装工艺中所需要的同步提升、空中姿态调整、单点毫米级微调等特殊要求。
57.液压同步提升装置7、液压泵源系统11和同步控制检测系统12均通过市电获取工作电源。
58.如图5所示,提升平台6顶部均匀设置有固定板13,固定板13呈l形,固定板13的底部与提升平台6的顶部焊接,四个固定板13与液压提升器701的底部卡接,液压提升器701安装到位后,应立即用临时固定板13固定,每台液压提升器701需要4块提升器临时固定板13,与液压提升器701的接触面需平整,使之能卡住提升器底座;底面同下部提升平台6顶部焊接固定,焊接采用双面角焊缝,焊接时不得接触液压提升器701的底座,焊缝高度不小于10mm。
59.如图6所示,液压提升器701的一侧设置有导向架14,在液压提升器701提升或下降过程中,其顶部必须预留长出的钢绞线4,如果预留的钢绞线4过多,对于提升或下降过程中钢绞线4的运行及液压提升器701天锚、上锚的锁定及打开有较大影响,所以每台液压提升器701必须事先配置好导向架14,方便其顶部预留过多钢绞线4的导出顺畅,多余的钢绞线4可沿提升平台6自由向后、向下疏导。
60.步骤s4中,在提升过程中,因为空中姿态调整和后装杆件安装等需要进行高度微调,在微调开始前,将同步控制检测系统12由自动模式切换成手动模式,根据需要,对整个液压同步提升装置7中各个吊点的液压提升器701进行同步微动,即上升或下降,或者对单台液压提升器701进行微动调整,微动即点动调整,精度以毫米为单位。
61.以上所述仅为本发明的优选实施方式而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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