专利名称：钢和预应力混凝土组合空间桁架托换结构及其施工方法
技术领域：
本发明属于建筑施工领域，具体涉及一种建筑整体平移用到的空间桁架托换结构。
背景技术：
由于城市建设步伐的加快，许多新建建筑、历史建筑、不可移动文物保护建筑等因为道路拓宽、地铁修建需要迁移。建筑平移一般采用混凝土结构托盘、托梁，将上部结构托换，在千斤顶的推力作用下向前移动。对于建造年代较久的建筑，由于强度较低、建筑刚度差，对托换结构的强度、刚度要求较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有建筑平移机构的强度和刚度差，提供一种钢和预应力混凝土组合空间桁架托换结构及其施工方法，其强度、刚度能满足大跨度、要求高的平移建筑。本发明的技术方案是以下述方式实现的一种钢和预应力混凝土组合空间桁架托换结构，包括平移下轨道基础、下轨道混凝土梁和滚轴，滚轴上铺设上轨道预应力混凝土托换梁，上轨道预应力混凝土托换梁的顶面和侧面放置有预埋钢板，上轨道预应力混凝土托换梁内设有钢绞线，预埋钢板与立柱相连，立柱设置在墙体两侧，上轨道预应力混凝土托换梁侧面的预埋钢板与H型钢下弦杆相连，立柱的顶端通过H型钢上弦杆相连，H型钢上弦杆端头穿过墙体上的洞将墙体两侧的立柱也连接起来。H型钢上弦杆和H型钢下弦杆之间通过腹杆相连。所述立柱与预应力混凝土托换梁侧面或者顶面的预埋钢板相连。所述立柱为H型钢桁架。一种空间桁架托换结构施工方法，是按照下述步骤进行的
(1)先在原有建筑基础位置施工平移下轨道基础、下轨道混凝土梁，并在混凝土梁上铺设钢板、安放滚轴；
(2)在滚轴之上铺设钢板、支模、绑扎钢筋浇筑上轨道预应力混凝土托换梁，在其顶面、侧面纵向间隔放置预埋钢板，布置预应力钢绞线预留孔道；
(3)双梁托换时在上轨道预应力混凝土梁顶面的预埋钢板上焊接H型钢桁架立柱，单梁托换时在上轨道预应力混凝土梁侧面的预埋钢板上焊接H型钢桁架立柱；
(4)H型钢下弦杆与预应力混凝土梁侧面的预埋钢板焊接，预应力混凝土梁、H型钢下弦杆形成平面桁架受力体系；
(5)H型钢上弦杆将立柱连接为整体，墙体两侧的立柱通过墙体上开洞连接，
(6)在上下弦杆之间焊接H型腹杆，最终形成钢和预应力混凝土组合空间桁架托换结构体系；
(7)预应力混凝土梁达到设计强度后开始张拉预应力钢绞线； (8)预应力钢绞线张拉完成后在预应力孔道内压力注入素水泥浆，待素水泥浆强度达到设计要求后即完成钢和预应力混凝土组合空间桁架托换结构，将滚轴位置的墙体、柱进行切割分离，建筑荷载转移至托换结构，此时即可开始平移推进。本发明为建筑平移空间托换结构，通过钢和预应力混凝土组合的空间桁架结构体系托换平移建筑的墙体、框架柱，它的强度高、刚度大，不同于一般混凝土梁式托换，适用于大跨度建筑和要求严格的文物保护建筑平移托换，其中的H型钢回收利用价值高于混凝土，利于节约能源、减少建筑垃圾的排放。
图1是本发明的横向剖面图。图2是本发明的透视示意图。图3是本发明实施例1的纵向立面图。图4是本发明实施例2的纵向立面图。图5是本发明使用状态示意图。
具体实施例方式实施例1 :如图1、2、3和5所示，一种钢和预应力混凝土组合空间桁架托换结构，包括平移下轨道基础3、下轨道混凝土梁4和滚轴5，滚轴5上铺设上轨道预应力混凝土托换梁6，上轨道预应力混凝土托换梁6的顶面和侧面放置有预埋钢板8，上轨道预应力混凝土托换梁6内设有钢绞线7，预埋钢板8与立柱9相连，立柱9设置在墙体2两侧，上轨道预应力混凝土托换梁6侧面的预埋钢板8与H型钢下弦杆10相连，立柱9的顶端通过H型钢上弦杆11相连，H型钢上弦杆11端头穿过墙体2上的洞13将墙体两侧的立柱9也连接起来。H型钢上弦杆11和H型钢下弦杆10之间通过腹杆12相连。可以增加H型钢上弦杆11和H型钢下弦杆10之间的强度，使得整个托换结构更稳固。所述立柱9与预应力混凝土托换梁6顶面的预埋钢板8相连。所述立柱9为H型钢桁架。本实施例是双梁托换，是按照下述方式施工的
(1)采用通常的作法，先在原有建筑基础I位置施工平移下轨道基础3、下轨道混凝土梁4，并在混凝土梁4上铺设钢板，按照适当的间距安放滚轴5，双梁之间每隔一定间距用逝篮混凝土H5 ；
(2)在滚轴5之上铺设钢板、支模、绑扎钢筋浇筑上轨道预应力混凝土托换梁6，在其顶面、侧面纵向间隔放置预埋钢板8，布置预应力钢绞线7预留孔道；
(3)在上轨道预应力混凝土梁6顶面的预埋钢板8上焊接H型钢桁架立柱9；
(4)H型钢下弦杆10与预应力混凝土梁6侧面的预埋钢板8焊接，预应力混凝土梁6、H型钢下弦杆10形成平面桁架受力体系；
(5)H型钢上弦杆11将立柱9连接为整体，墙体2两侧的立柱9通过墙体上开洞13连接，被托换柱子14两侧的上弦杆11用H型钢连接，上弦杆11在柱子14纵向方向通长的，使用H型钢拉接可以使上弦杆成为整体； (6)在上下弦杆之间焊接H型腹杆12，最终形成钢和预应力混凝土组合空间桁架托换结构体系；
(7)预应力混凝土梁6达到设计强度后开始张拉预应力钢绞线7；
(8)预应力钢绞线7张拉完成后在预应力孔道内压力注入素水泥浆，待素水泥浆强度达到设计要求后即完成钢和预应力混凝土组合空间桁架托换结构，将滚轴位置的墙体、柱进行切割分离，建筑荷载转移至托换结构，此时即可开始平移推进。实施例2 :如图4所示，一种空间桁架托换结构，包括平移下轨道基础3、下轨道混凝土梁4和滚轴5，滚轴5上铺设上轨道预应力混凝土托换梁6，上轨道预应力混凝土托换梁6的顶面和侧面放置有预埋钢板8，上轨道预应力混凝土托换梁6内设有钢绞线7，预埋钢板8与立柱9相连，立柱9设置在墙体2两侧，上轨道预应力混凝土托换梁6侧面的预埋钢板8与H型钢下弦杆10相连，立柱9的顶端通过H型钢上弦杆11相连，H型钢上弦杆11端头穿过墙体2上的洞13将墙体两侧的立柱9也连接起来。H型钢上弦杆11和H型钢上弦杆11之间通过腹杆12相连。所述立柱9与预应力混凝土托换梁6侧面的预埋钢板8相连。所述立柱9为H型钢桁架。本实施例所述的单梁空间桁架托换结构，是按照下述步骤进行的
(1)先在原有建筑基础I位置施工平移下轨道基础3、下轨道混凝土梁4，并在混凝土梁4上铺设钢板、安放滚轴5 ；
(2)在滚轴5之上铺设钢板、支模、绑扎钢筋浇筑上轨道预应力混凝土托换梁6，在其顶面、侧面纵向间隔放置预埋钢板8，布置预应力钢绞线7预留孔道；
(3)在上轨道预应力混凝土梁6侧面的预埋钢板8上焊接H型钢桁架立柱9；
(4)H型钢下弦杆10与预应力混凝土梁6侧面的预埋钢板8焊接，预应力混凝土梁6、H型钢下弦杆10形成平面桁架受力体系；
(5)H型钢上弦杆11将立柱9连接为整体，墙体两侧的立柱通过墙体上开洞13连接，被托换柱子14两侧的上弦杆11通过H型钢连接；
(6)在上下弦杆之间焊接H型腹杆12，最形成钢和预应力混凝土组合空间桁架托换结构体系；
(7)预应力混凝土梁6达到设计强度后开始张拉预应力钢绞线7；
(8)预应力钢绞线7张拉完成后在预应力孔道内压力注入素水泥浆，待素水泥浆强度达到设计要求后即完成钢和预应力混凝土组合空间桁架托换结构，将滚轴位置的墙体、柱进行切割分离，建筑荷载转移至托换结构，此时即可开始平移推进。
权利要求
1.一种钢和预应力混凝土组合空间桁架托换结构，包括平移下轨道基础(3)、下轨道混凝土梁(4)和滚轴(5)，其特征在于:滚轴(5)上铺设上轨道预应力混凝土托换梁(6)，上轨道预应力混凝土托换梁(6)的顶面和侧面放置有预埋钢板(8)，上轨道预应力混凝土托换梁(6)内设有钢绞线(7)，预埋钢板(8)与立柱(9)相连，立柱(9)设置在墙体(2)两侧，上轨道预应力混凝土托换梁(6)侧面的预埋钢板(8)与H型钢下弦杆(10)相连，立柱(9)的顶端通过H型钢上弦杆(11)相连，H型钢上弦杆(11)端头穿过墙体(2)上的洞(13)将墙体两侧的立柱(9)也连接起来。
2.根据权利要I所述的钢和预应力混凝土组合空间桁架托换结构，其特征在于:H型钢上弦杆(11)和H型钢下弦杆(10)之间通过腹杆(12)相连。
3.根据权利要求1所述的钢和预应力混凝土组合空间桁架托换结构，其特征在于:所述立柱(9)与预应力混凝土托换梁(6)侧面或者顶面的预埋钢板(8)相连。
4.根据权利要求1所述的钢和预应力混凝土组合空间桁架托换结构，其特征在于:所述立柱(9)为H型钢桁架。
5.一种空间桁架托换结构施工方法，其特征在于是按照下述步骤进行的: (1)先在原有建筑基础(I)位置施工平移下轨道基础(3)、下轨道混凝土梁(4)，并在混凝土梁(4)上铺设钢板、安放滚轴(5)； (2)在滚轴(5)之上铺设钢板、支模、绑扎钢筋浇筑上轨道预应力混凝土托换梁(6)，在其顶面、侧面纵向间隔放置预埋钢板(8)，布置预应力钢绞线(7)预留孔道； (3)双梁托换时在上轨道预应力混凝土梁(6)顶面的预埋钢板(8)上焊接H型钢桁架立柱(9)，单梁托换时在上轨道预应力混凝土梁(6)侧面的预埋钢板(8)上焊接H型钢桁架立柱(9)； (4)H型钢下弦杆(10)与预应力混凝土梁(6)侧面的预埋钢板(8)焊接，预应力混凝土梁(6 )、H型钢下弦杆(10 )形成平面桁架受力体系； (5)H型钢上弦杆(11)将立柱(9)连接为整体，墙体两侧的立柱通过墙体上开洞(13)连接， (6)在H型钢上、下弦杆之间焊接H型腹杆(12)，最终形成钢和预应力混凝土组合空间桁架托换结构体系； (7)预应力混凝土梁(6)达到设计强度后开始张拉预应力钢绞线7； (8)预应力钢绞线(7)张拉完 成后在预应力孔道内压力注入素水泥浆，待素水泥浆强度达到设计要求后即完成钢和预应力混凝土组合空间桁架托换结构，将滚轴位置的墙体、柱进行切割分离，建筑荷载转移至托换结构，此时即可开始平移推进。
全文摘要
本发明公开一种钢和预应力混凝土组合空间桁架托换结构及其施工方法，所述结构包括平移下轨道基础、下轨道混凝土梁和滚轴，滚轴上铺设上轨道预应力混凝土托换梁，上轨道预应力混凝土托换梁的顶面和侧面放置有预埋钢板，上轨道预应力混凝土托换梁内设有钢绞线，预埋钢板与立柱相连，立柱设置在墙体两侧，上轨道预应力混凝土托换梁侧面的预埋钢板与H型钢下弦杆相连，立柱的顶端通过H型钢上弦杆相连，H型钢上弦杆端头穿过墙体上的洞将墙体两侧的立柱也连接起来。本发明的强度高、刚度大，适用于大跨度建筑和要求严格的文物保护建筑平移托换，其中的H型钢回收利用价值高于混凝土，利于节约能源、减少建筑垃圾的排放。
文档编号E04G23/06GK103075024SQ20121044607
公开日2013年5月1日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者张向东, 肖胜利, 谷洪勋, 夏琪, 郭跃栋, 李文谦, 陈志伟, 马学领, 陈惠芳 申请人:河南省建设集团有限公司