钢桁架支撑的混凝土重屋盖体系整体提升设备及施工方法
【专利摘要】本发明涉及一种钢桁架支撑的混凝土重屋盖体系整体提升设备及施工方法，该提升设备包括：液压千斤顶、提升支架、钢绞线、液压泵站；液压泵站与液压千斤顶之间以油管相连并形成闭合的油路；液压泵站之间的运作通过电控线控制，液压千斤顶的运作通过油路中的油压控制；液压泵站的数量依照液压千斤顶数量选取，并配置计算机同步控制及传感检测系统；在提升上吊点位置，沿着钢桁架径向设置提升支架，提升支架向前悬挑，其上方放置千斤顶，提升下锚点结点对应于上吊点而设置，提升下锚点结点内安装提升专用地锚，提升地锚通过钢绞线与提升上吊点安装的千斤顶连接。本发明通过调整浇筑混凝土和提升的工序，提高了工作效率。
【专利说明】钢桁架支撑的混凝土重屋盖体系整体提升设备及施工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于大跨空间结构施工领域，具体地，涉及一种钢桁架支撑的混凝土重屋盖体系整体提升设备及施工方法。
【背景技术】
[0002]由于我国经济的迅速发展和国力的强盛，举办各类国际会议和赛事的机会越来越多，各种会展中心和比赛场馆的建设也相应的大量涌现。作为大型公共场馆建筑主要结构形式的大跨度空间结构的应用也越来越广泛。
[0003]大跨度空间结构常用的施工安装方法主要有:高空散装法、分条或分块吊装法、滑移施工法、整体提升法、整体吊装法，其中整体提升法因其高效、适用性广而在各种大跨空间结构施工中得到运用。
[0004]在大跨度钢结构的施工中采用整体提升施工方法的优势在于:结构在地面拼装后整体提升，大量工作都可以在地面完成，减少了工装、脚手架用量，避免了高空作业，降低了工程的安全管理的难度；且可以形成多点、多面流水作业，加快地面拼装进度，有利于工程安装精度控制。另外，整体提升结构受力也最大限度的满足了结构设计的边界条件。由于上述优点，采用地面拼装后整体提升施工方法施工的工程越来越多。
[0005]大跨度钢结构的整体提升是一种对提升设备和施工技术水平要求很高的施工技术，工程中经常发现由于提升设备选择和施工方法不当，导致整体提升经常出现各种问题，过程中和完成后的效果不理想。
[0006]特别是在一类大跨度钢结构——钢桁架支撑的混凝土重屋盖体系的施工中，当采用提升法施工时，一般只提升下部的钢桁架结构，待其提升到位、合拢后再浇筑上部的混凝土结构。这种提升施工方法的优点是:提升时结构的自重较轻，降低了对提升装备提升能力的要求；缺点是:效率不高。提升到位后再浇筑混凝土，高度较大，对混凝土泵送设备的操作限制较大，混凝土的浇筑不方便。
【发明内容】
[0007]针对现有技术存在的上述缺点，本发明提供一种钢桁架支撑的混凝土重屋盖整体提升设备及施工方法。
[0008]本发明采用的技术方案如下:
[0009]钢桁架支撑的混凝土重屋盖体系整体提升设备，包括:液压千斤顶、提升支架、钢绞线、液压泵站；其中:液压泵站与液压千斤顶之间以油管相连并形成闭合的油路；液压泵站之间的运作通过电控线控制，液压千斤顶的运作通过油路中的油压控制；液压泵站的数量依照液压千斤顶数量选取，并配置计算机同步控制及传感检测系统；在提升上吊点位置，沿着钢桁架径向设置提升支架，提升支架向前悬挑，其上方放置千斤顶，提升下锚点结点对应于上吊点而设置，提升下锚点结点内安装提升专用地锚，提升地锚通过钢绞线与提升上吊点安装的千斤顶连接。
[0010]相对于现有技术，本发明具有如下有益效果:通过调整浇筑混凝土和提升的工序，提高了工作效率，提升到位之前浇筑混凝土，对混凝土泵送设备的操作限制较小，施工操作方便；其次，提升到位之前浇筑混凝土，钢结构变形基本已经完成，合拢之后基本不会增加新的荷载，也就不会有新的变形出现，混凝土在硬化过程中也就避免产生裂纹。在提升过程中，提升设备的精心选择和布置保证了提升的安全性和质量要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为钢桁架支撑的混凝土重屋盖体系整体提升设备示意图；
[0012]图2为被提升的钢桁架屋盖示意图；
[0013]图3液压泵站布置示意图；
[0014]图4跳仓法浇注混凝土分区示意图；
[0015]图中:1、屋盖外围钢结构；2、液压千斤顶；3、提升支架；4、钢绞线；5、下锚点结点；
6、被提升的屋盖结构；7、千斤顶布置点；8、编码器设置点；9、泵站。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，钢桁架支撑的混凝土重屋盖体系整体提升设备，包括:液压千斤顶2、提升支架3、钢绞线4、液压泵站9 ;其中:
[0017]液压泵站9与液压千斤顶2之间以油管相连并形成闭合的油路；液压泵站9之间的运作通过电控线控制，液压千斤顶2的运作通过油路中的油压控制；液压泵站的数量依照液压千斤顶数量选取，采用6台TJV-60型液压泵站，每个液压泵站9控制4个液压千斤顶2 ;液压泵站9与液压千斤顶2的对应布置见图3，并配置一套YTl型计算机同步控制及传感检测系统；
[0018]在提升上吊点位置，沿着钢桁架径向设置提升支架3，提升支架向前悬挑，其上方放置千斤顶2，提升下锚点结点5对应于上吊点而设置，提升下锚点结点5内安装提升专用地锚，提升地锚通过钢绞线4与提升上吊点安装的千斤顶连接。下锚点结点设置如下:直接利用屋面结构6上弦杆件设置下锚点结点5，下锚点结点5内放置提升地锚；如图2所示，所提升的钢桁架支撑的混凝土重屋盖，所有环向连接只有连系梁，没有次桁架，提升点的选择和液压千斤顶2的布置充分考虑待提升屋盖结构6的受力要求，做到均匀对称布置，使每个提升点受力均衡，共设置24个提升吊点。
[0019]液压千斤顶2和钢绞线4的规格按照每个提升点负载提升力的大小进行选择。
[0020]计算机同步控制及传感检测系统可以将反馈信号(提升高度)与输入指令比较，计算机根据此偏差信号控制液压系统的工作，使提升对象按照输入的指令要求提升。
[0021]提升设备的工作原理如下:以液压千斤顶2为提升的直接执行装置，液压泵站9为驱动装置，以钢绞线4悬挂被提升结构；利用液压千斤顶2中提升锚和工具锚交替动作和千斤顶活塞与油缸沿钢绞线4的相对运动，使屋盖结构6上升。将预应力锚具锚固技术与液压千斤顶技术进行有机结合，通过锚具锚固钢绞线，再利用计算机集中控制液压泵站输出的流量和油压，驱动液压千斤顶2活塞伸、缩，带动钢绞线4与屋盖结构6的上升，实现大型构件的整体同步提升。
[0022]提升施工流程:施工准备一安装提升支架一安装千斤顶一穿钢绞线一控制系统安装一预紧钢绞线一试提升一浇注混凝土屋面板并预留后浇带一同步整体提升就位一焊接—拆除提升装置一封闭后浇带。
[0023]施工方法具体步骤如下:
[0024]步骤一，提升前完成屋盖结构6以外区域钢结构I安装、环向劲性柱及剪力墙结构施工；
[0025]步骤二，待提升屋盖结构6在地面拼装完成，并铺设好楼承板、绑扎好钢筋，完成相关附属结构安装，提升支架3上方放置液压千斤顶2，将钢绞线4穿入液压千斤顶2，下锚点结点5的安装与加固，连接并调试液压提升系统；
[0026]步骤四，控制系统安装:将控制液压泵站的电控线、连接液压泵站与液压千斤顶的油路接通并调试完毕，油缸适当走几个(3-5个)空行程；
[0027]步骤五，系统全部连接完毕并经检查确认一切正常后启动系统使钢绞线处于收紧状态；
[0028]步骤六，钢结构试提升检查，预提升250mm，待12小时后，检查上、下吊点及原结构是否稳定，确认无误后将提升结构设置限位，防止结构因荷载变化晃动；一切准备就绪开始在钢结构中央桁架6上方浇灌混凝土，为避免混凝土开裂，按照跳仓法浇注混凝土，提升吊点处留出后浇带；
[0029]步骤七，混凝土浇筑完成且初凝后，对液压千斤顶2重新加载，再将钢结构提升250mm，待12小时后，再次检查上、下吊点及原结构是否稳定，确认无误后正式提升钢结构；
[0030]步骤八，整体提升过程中，利用编码器8、全站仪对被提升结构进行同步控制，将不同步值控制在2cm以内；
[0031 ] 步骤九，整体提升结构，至安装标高后，暂停提升，微调各个提升吊点进行对接；
[0032]步骤十，后补杆件对口焊接完成，并安装合拢段，液压千斤顶2卸载；
[0033]步骤十一，拆除液压千斤顶2及上、下吊点，封闭后浇带，屋面结构安装完成。
[0034]根据结构特点选取和布置提升设备，有效的保证了提升工作的顺利完成；将浇筑混凝土穿插到提升过程中去，首先，提高了工作效率，提升前浇筑混凝土，对混凝土泵送设备的操作限制较小，施工操作方便；其次，钢结构变形基本已经完成，合拢之后基本不会增加产生新的荷载，也就不会有新的变形出现，混凝土在硬化过程中也就避免产生裂纹。
【权利要求】
1.一种钢桁架支撑的混凝土重屋盖体系整体提升设备，包括:液压千斤顶、提升支架、钢绞线、液压泵站；其特征在于:液压泵站与液压千斤顶之间以油管相连并形成闭合的油路；液压泵站之间的运作通过电控线控制，液压千斤顶的运作通过油路中的油压控制；液压泵站的数量依照液压千斤顶数量选取，并配置计算机同步控制及传感检测系统；在提升上吊点位置，沿着钢桁架径向设置提升支架，提升支架向前悬挑，其上方放置千斤顶，提升下锚点结点对应于上吊点而设置，提升下锚点结点内安装提升专用地锚，提升地锚通过钢绞线与提升上吊点安装的千斤顶连接。
2.根据权利要求1所述的钢桁架支撑的混凝土重屋盖体系整体提升设备，其特征在于:下锚点直接利用屋面结构上弦杆件设置下锚点结点，下锚点结点内放置提升地锚。
3.根据权利要求1-2所述的钢桁架支撑的混凝土重屋盖体系整体提升设备，其特征在于:所提升的钢桁架支撑的混凝土重屋盖，所有环向连接只有连系梁，没有次桁架，提升点的选择和液压千斤顶的布置充分考虑待提升屋盖结构的受力要求，做到均匀对称布置，使每个提升点受力均衡，共设置24个提升吊点。
4.根据权利要求1-3所述的钢桁架支撑的混凝土重屋盖体系整体提升设备，其特征在于:液压千斤顶和钢绞线的规格按照每个提升点负载提升力的大小进行选择。
5.根据权利要求1-4所述的钢桁架支撑的混凝土重屋盖体系整体提升设备，其特征在于:计算机同步控制及传感检测系统可以将反馈信号与输入指令比较，计算机根据此偏差信号控制液压系统的工作，使提升对象按照输入的指令要求提升。
6.根据权利要求1-5所述的钢桁架支撑的混凝土重屋盖体系整体提升设备，其特征在于:反馈信号为提升高度。
7.根据权利要求1-6所述的钢桁架支撑的混凝土重屋盖体系整体提升设备，其特征在于:采用6台TJV-60型液压泵站，每个液压泵站9控制4个液压千斤顶，计算机同步控制及传感检测系统采用YTl型。
8.根据权利要求1-7所述的钢桁架支撑的混凝土重屋盖体系整体提升设备，其特征在于:以液压千斤顶为提升的直接执行装置，液压泵站为驱动装置，以钢绞线悬挂被提升结构；利用液压千斤顶中提升锚和工具锚交替动作和千斤顶活塞与油缸沿钢绞线的相对运动，使屋盖结构上升；将预应力锚具锚固技术与液压千斤顶技术进行有机结合，通过锚具锚固钢绞线，再利用计算机集中控制液压泵站输出的流量和油压，驱动液压千斤顶活塞伸、缩，带动钢绞线与屋盖结构的上升，实现大型构件的整体同步提升。
9.钢桁架支撑的混凝土重屋盖体系整体提升施工方法，其特征在于，提升施工流程:施工准备一安装提升支架一安装千斤顶一穿钢绞线一控制系统安装一预紧钢绞线一试提升一浇注混凝土屋面板并预留后浇带一同步整体提升就位一焊接一拆除提升装置一封闭后浇带。
10.根据权利要求9所述的钢桁架支撑的混凝土重屋盖体系整体提升施工方法，其特征在于，施工方法具体步骤如下: 步骤一，提升前完成屋盖结构以外区域钢结构安装、环向劲性柱及剪力墙结构施工； 步骤二，待提升屋盖结构在地面拼装完成，并铺设好楼承板、绑扎好钢筋，完成相关附属结构安装，提升支架上方放置液压千斤顶，将钢绞线穿入液压千斤顶，下锚点结点的安装与加固，连接并调试液压提升系统； 步骤四，控制系统安装:将控制液压泵站的电控线、连接液压泵站与液压千斤顶的油路接通并调试完毕，油缸适当走几个(3-5个)空行程； 步骤五，系统全部连接完毕并经检查确认一切正常后启动系统使钢绞线处于收紧状态； 步骤六，钢结构试提升检查，预提升250mm，待12小时后，检查上、下吊点及原结构是否稳定，确认无误后将提升结构设置限位，防止结构因荷载变化晃动；一切准备就绪开始在钢结构中央桁架上方浇灌混凝土，为避免混凝土开裂，按照跳仓法浇注混凝土，提升吊点处留出后烧带； 步骤七，混凝土浇筑完成且初凝后，对液压千斤顶重新加载，再将钢结构提升250mm，待12小时后，再次检查上、下吊点及原结构是否稳定，确认无误后正式提升钢结构； 步骤八，整体提升过程中，利用编码器、全站仪对被提升结构进行同步控制，将不同步值控制在2cm以内； 步骤九，整体提升结构，至安装标高后，暂停提升，微调各个提升吊点进行对接； 步骤十，后补杆件对口焊接完成，并安装合拢段，液压千斤顶卸载； 步骤十一，拆除液压千斤顶及上、下吊点，封闭后浇带，屋面结构安装完成。
【文档编号】E04G21/16GK104389432SQ201410563075
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月21日 优先权日:2014年10月21日
【发明者】董曦, 游大江, 鲍敏, 赵磊, 陶福兵, 苏航, 吴源华, 司波, 徐瑞龙, 仇宇兵 申请人:北京建工土木工程有限公司, 北京市建筑工程研究院有限责任公司, 北京建工集团有限责任公司, 上海宝冶集团有限公司