CN113738125B - 一种线正下式站房有限空间大跨度钢结构提升施工工法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线正下式站房有限空间大跨度钢结构提升施工工法，涉及钢结构建筑施工技术领域。本发明工法的具体步骤如下：步骤1：现场拼装，步骤2：设计制作提升工装，步骤3：安装提升工装。本发明通过设计的通用性，适用于各类由于施工场地狭小、作业空间有限，满足传统液压起重设备吊装的钢结构安装工程，且通过设计的严谨性，提升工装提升受力情况经有限元分析软件计算分析，确定其结构设计合理，原材料规格、电动提升机额定功率选型偏大，安全储备高，且通过设计的可操作性，使用钢板、工字钢等常规材料设计、制作提升工装及其它辅助措施完成钢构件的安装，工艺原理易懂，施工方法简单，可操作性强。

Description

一种线正下式站房有限空间大跨度钢结构提升施工工法

技术领域

本发明涉及钢结构建筑施工技术领域，具体为一种线正下式站房有限空间大跨度钢结构提升施工工法。

背景技术

我国高速铁路已经经历了22年快速发展。作为铁路运输网系统的重要枢纽--高速铁路客运站房，也迎来了新一轮的建设高潮，线正下式客运站房也随之应运而生，即站房位于铁路线高架桥正下方，但是，现有的线正下式站房有限空间大跨度钢结构提升施工的工法使用，工艺原理复杂，施工方法复杂，可操作性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种线正下式站房有限空间大跨度钢结构提升施工工法，以解决现有的问题：现有的线正下式站房有限空间大跨度钢结构提升施工的工法使用，工艺原理复杂，施工方法复杂，可操作性较差。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种线正下式站房有限空间大跨度钢结构提升施工工法，所述工法的具体步骤如下：

步骤1：现场拼装；

步骤2：设计制作提升工装；

步骤3：安装提升工装；

步骤4：提升屋架梁；

步骤5：过程监测；

步骤6：调整、焊接牛腿。

优选的，所述步骤1包括步骤：

第一步：完成对地面的混凝土硬化处理，保持地平和承载力，地面平整且承载力良好，在屋架梁安装工位地面正投影位置布设拼装胎架，在本实施例中的拼装胎架为HW400*400*13*21H型钢，长度1000mm，其他实施例中也可为其他尺寸，在此不一一列举，胎架与屋架梁垂直布设，胎架布设时使用全站仪在地面放出屋架梁中轴线，水准仪调平，胎架与地面使用膨胀螺栓固定，每根屋架梁下设两组胎架，在本实施例中的距屋架梁端头为2000mm，其他实施例中也可为其他尺寸，在此不一一列举，将抗震球铰支座放在钢牛腿上翼缘板表面，抗震球铰支座与钢牛腿暂不作任何连接，在本实施例中的牛腿距桥墩为100mm，其他实施例中也可为其他尺寸，在此不一一列举，使用支架调平钢牛腿；

第二步:将屋架梁分段运至安装现场，运梁车行驶至高架桥下，使用汽车吊将屋架梁卸至拼装胎架上，屋架梁端头直接放到抗震球铰支座上，将抗震球铰支座上表面和屋架梁下翼缘板焊接；

第三步：调节屋架梁接口截面错位，使得屋架梁接口截面错位≤2mm，调节屋架梁最外侧两端安装孔的距离，使得两端安装孔的距离为±3mm，设置拱度为±1/5000；

第四步：使用角钢将钢牛腿和屋架梁连成整体，立柱在本实施例中为∠50*4mm角钢，其他实施例中也可为其他尺寸，在此不一一列举，和钢牛腿上翼缘板焊接，在屋架梁上翼缘板处使用4根∠50*4mm角钢作为横联将立柱连为整体，横联下放两根在本实施例中为Φ30其他实施例中也可为其他尺寸，在此不一一列举，圆钢作为滚轮，在横联外侧顺屋架梁长度方向焊接两块20mm厚钢板作为挡板，挡板与屋架梁单面点焊，防止屋架梁提升时钢牛腿滑动。

优选的，步骤2包括提升工装采用工字钢制作，立柱1规格为HW125*125*6.5*9mm，立柱2及斜撑规格为HW100*100*6*8mm，横梁及牛腿规格为HW 125*125*6.5*9mm，横梁悬挑长度370mm；吊耳采用δ20*180*200mm钢板制作，与提升支架、屋架梁为全熔透焊接。提升工装立柱1与桥墩预埋钢板焊接，单条焊接长度1400mm，焊角高度10mm。

优选的，所述步骤3包括步骤：

第一步：将提升工装在地面制作成型；使用Φ48*3.5mm脚手架管在安装工位桥墩搭设操作平台，钢管竖向布置间距，布置间距为1.5m或1.2m，钢管悬挑长度1m，悬挑钢管上铺设钢跳板作为操作平台，平台一侧设置上人爬梯；

第二步：使用25t汽车吊安装提升工装，提升工装顶部向下四分之三的位置焊接一只吊耳，使吊起的提升工装底部偏重，整体呈偏心状态，施工人员在操作平台上调整提升工装位置，使其与预埋钢板完全贴合，并且与地面保持垂直，最后焊接提升工装与预埋钢板之间角焊缝，焊角高度10mm；

第三步：将屋架梁中轴线使用铅锤由地面引至桥墩预埋钢板上，并画出钢牛腿顶面标高。

优选的，第一步：在提升工装吊耳上挂额定起重量为15t电动提升机，倒链为加长型，长度10m，将电动提升机与同步控制系统串联，调试系统，检查设备运行是否正常；

第二步：在屋架梁上翼缘板与提升工装上吊点对应的位置安装一只吊耳(δ20mm钢板)作为下吊点，吊耳与屋架梁全熔透焊接；

拼装完成的屋架梁重18t(含牛腿、球铰支座重量)，单组提升工装及倒链受力为9t，电动提升机额定起重量为15t，安全系数15÷9＝1.67＞1.2；

第三步：提升前对提升工装、电动提升机、吊耳及各连接节点进行全面检查，确保各处焊缝无漏焊，焊角尺寸符合要求，电动提升机操作手柄按钮灵活可靠，机械性能良好；

第四步：启动提升机，将屋架梁提升至离开胎架200mm，静置10分钟，再次检查提升工装、电动提升机、吊耳及各连接节点，确认无异常后继续提升，直至提升至设计标高；提升过程派专人密切观察屋架梁起升高度，确保屋架梁两端同步提升；提升时作业半径5m范围内禁止一切人员进入。

优选的，步骤5为：

提升前在屋架梁两端各设置一只棱镜，全站仪架设在距离屋架梁10m处，确保棱镜在屋架梁提升至设计高度后仍然可见；提升前使用全站仪后视已知测量控制点，测量得出屋架梁两端头高程，确认屋架梁处于水平状态，提升开始后，屋架梁每提升1.5m后暂停提升，使用全站仪测量屋架梁两端高程，确保屋架梁始终处于水平，若屋架梁两端出现高程差，及时使用同步控制系统对单台电动提升机进行微调，保证屋架梁同步提升。

优选的，所述步骤6包括步骤：

第一步：屋架梁提升至设计高度后，使用铁锤砸掉桥墩侧挡板，使用撬棍撬动钢牛腿使其滑动100mm与桥墩预埋板贴合，调整钢牛腿水平度与标高，将钢牛腿与桥墩预埋钢板点焊固定；

第二步：拆去钢牛腿与屋架梁之间连接角钢，将屋架梁向上提升300mm，空出足够的空间焊接钢牛腿与桥墩预埋板之间焊缝，牛腿与预埋板步为全熔透焊接；焊接完成后将屋架梁放在牛腿支座上方，焊接球铰支座与钢牛腿之间角焊缝，拆去提升工装及电动提升机。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过设计的通用性，适用于各类由于施工场地狭小、作业空间有限，满足传统液压起重设备吊装的钢结构安装工程；

2.本发明通过设计的严谨性，提升工装提升受力情况经有限元分析软件计算分析，确定其结构设计合理，原材料规格、电动提升机额定功率选型偏大，安全储备高，

3.本发明通过设计的可操作性，使用钢板、工字钢等常规材料设计、制作提升工装及其它辅助措施完成钢构件的安装，工艺原理易懂，施工方法简单，可操作性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明整体的流程示意图；

图2为本发明的现场拼装第一示意图；

图3为本发明的现场拼装第二示意图；

图4为本发明的现场拼装第三示意图；

图5为本发明的现场拼装第四示意图；

图6为本发明的现场拼装第五示意图；

图7为本发明设计、制作提升工装的第一示意图；

图8为本发明设计、制作提升工装的第二示意图；

图9为本发明设计、制作提升工装的第三示意图；

图10为本发明设计、制作提升工装的第四示意图；

图11为本发明安装提升工装的第一示意图；

图12为本发明安装提升工装的第二示意图；

图13为本发明调整、焊接牛腿的第一示意图；

图14为本发明调整、焊接牛腿的第二示意图；

图15为本发明调整、焊接牛腿的第三示意图；

图16为本发明调整、焊接牛腿的第四示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1：

一种线正下式站房有限空间大跨度钢结构提升施工工法，工法的具体步骤如下：

步骤1：现场拼装；

步骤2：设计制作提升工装；

步骤3：安装提升工装；

步骤4：提升屋架梁；

步骤5：过程监测；

步骤6：调整、焊接牛腿。

请参阅图2-6：

步骤1包括步骤：

第一步：完成对地面的混凝土硬化处理，保持地平和承载力，地面平整且承载力良好，在屋架梁安装工位地面正投影位置布设拼装胎架，在本实施例中的拼装胎架为HW400*400*13*21H型钢，长度1000mm，其他实施例中也可为其他尺寸，在此不一一列举，胎架与屋架梁垂直布设，胎架布设时使用全站仪在地面放出屋架梁中轴线，水准仪调平，胎架与地面使用膨胀螺栓固定，每根屋架梁下设两组胎架，在本实施例中的距屋架梁端头为2000mm，其他实施例中也可为其他尺寸，在此不一一列举，将抗震球铰支座放在钢牛腿上翼缘板表面，抗震球铰支座与钢牛腿暂不作任何连接，在本实施例中的牛腿距桥墩为100mm，其他实施例中也可为其他尺寸，在此不一一列举，使用支架调平钢牛腿；

第二步:将屋架梁分段运至安装现场，运梁车行驶至高架桥下，使用汽车吊将屋架梁卸至拼装胎架上，屋架梁端头直接放到抗震球铰支座上，将抗震球铰支座上表面和屋架梁下翼缘板焊接；

第三步：调节屋架梁接口截面错位，使得屋架梁接口截面错位≤2mm，调节屋架梁最外侧两端安装孔的距离，使得两端安装孔的距离为±3mm，设置拱度为±1/5000；

第四步：使用角钢将钢牛腿和屋架梁连成整体，立柱在本实施例中为∠

50*4mm角钢，其他实施例中也可为其他尺寸，在此不一一列举，和钢牛腿上翼缘板焊接，在屋架梁上翼缘板处使用4根∠50*4mm角钢作为横联将立柱连为整体，横联下放两根在本实施例中为Φ30其他实施例中也可为其他尺寸，在此不一一列举，圆钢作为滚轮，在横联外侧顺屋架梁长度方向焊接两块20mm厚钢板作为挡板，挡板与屋架梁单面点焊，防止屋架梁提升时钢牛腿滑动。

请参阅图7-10：

步骤2：

提升工装采用工字钢制作，立柱1规格为HW125*125*6.5*9mm，立柱2及斜撑规格为HW100*100*6*8mm，横梁及牛腿规格为HW125*125*6.5*9mm，横梁悬挑长度370mm；吊耳采用δ20*180*200mm钢板制作，与提升支架、屋架梁为全熔透焊接。提升工装立柱1与桥墩预埋钢板焊接，单条焊接长度1400mm，焊角高度10mm。

请参阅图11-12：

步骤3包括步骤：

第一步：将提升工装在地面制作成型；使用Φ48*3.5mm脚手架管在安装工位桥墩搭设操作平台，钢管竖向布置间距，布置间距为1.5m或1.2m，钢管悬挑长度1m，悬挑钢管上铺设钢跳板作为操作平台，平台一侧设置上人爬梯；

第二步：使用25t汽车吊安装提升工装，提升工装顶部向下四分之三的位置焊接一只吊耳，使吊起的提升工装底部偏重，整体呈偏心状态，施工人员在操作平台上调整提升工装位置，使其与预埋钢板完全贴合，并且与地面保持垂直，最后焊接提升工装与预埋钢板之间角焊缝，焊角高度10mm；

第三步：将屋架梁中轴线使用铅锤由地面引至桥墩预埋钢板上，并画出钢牛腿顶面标高。

步骤4包括步骤：

第一步：在提升工装吊耳上挂额定起重量为15t电动提升机，倒链为加长型，长度10m，将电动提升机与同步控制系统串联，调试系统，检查设备运行是否正常；

第二步：在屋架梁上翼缘板与提升工装上吊点对应的位置安装一只吊耳(δ20mm钢板)作为下吊点，吊耳与屋架梁全熔透焊接；

拼装完成的屋架梁重18t(含牛腿、球铰支座重量)，单组提升工装及倒链受力为9t，电动提升机额定起重量为15t，安全系数15÷9＝1.67＞1.2；

第三步：提升前对提升工装、电动提升机、吊耳及各连接节点进行全面检查，确保各处焊缝无漏焊，焊角尺寸符合要求，电动提升机操作手柄按钮灵活可靠，机械性能良好；

第四步：启动提升机，将屋架梁提升至离开胎架200mm，静置10分钟，再次检查提升工装、电动提升机、吊耳及各连接节点，确认无异常后继续提升，直至提升至设计标高；提升过程派专人密切观察屋架梁起升高度，确保屋架梁两端同步提升；提升时作业半径5m范围内禁止一切人员进入。

步骤5为：

提升前在屋架梁两端各设置一只棱镜，全站仪架设在距离屋架梁10m处，确保棱镜在屋架梁提升至设计高度后仍然可见；提升前使用全站仪后视已知测量控制点，测量得出屋架梁两端头高程，确认屋架梁处于水平状态，提升开始后，屋架梁每提升1.5m后暂停提升，使用全站仪测量屋架梁两端高程，确保屋架梁始终处于水平，若屋架梁两端出现高程差，及时使用同步控制系统对单台电动提升机进行微调，保证屋架梁同步提升。

请参阅图13-16：

步骤6包括步骤：

第一步：屋架梁提升至设计高度后，使用铁锤砸掉桥墩侧挡板，使用撬棍撬动钢牛腿使其滑动100mm与桥墩预埋板贴合，调整钢牛腿水平度与标高，将钢牛腿与桥墩预埋钢板点焊固定；

第二步：拆去钢牛腿与屋架梁之间连接角钢，将屋架梁向上提升300mm，空出足够的空间焊接钢牛腿与桥墩预埋板之间焊缝，牛腿与预埋板步为全熔透焊接；焊接完成后将屋架梁放在牛腿支座上方，焊接球铰支座与钢牛腿之间角焊缝，拆去提升工装及电动提升机。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (3)

1.一种线正下式站房有限空间大跨度钢结构提升施工工法，其特征在于：所述工法的具体步骤如下：

步骤1：现场拼装；

所述步骤1包括步骤：

第一步：完成对地面的混凝土硬化处理，保持地平和承载力，地面平整且承载力良好，在屋架梁安装工位地面正投影位置布设拼装胎架，胎架与屋架梁垂直布设，胎架布设时使用全站仪在地面放出屋架梁中轴线，水准仪调平，胎架与地面使用膨胀螺栓固定，每根屋架梁下设两组胎架，将抗震球铰支座放在钢牛腿上翼缘板表面，抗震球铰支座与钢牛腿暂不作任何连接，使用支架调平钢牛腿；

第二步:将屋架梁分段运至安装现场，运梁车行驶至高架桥下，使用汽车吊将屋架梁卸至拼装胎架上，屋架梁端头直接放到抗震球铰支座上，将抗震球铰支座上表面和屋架梁下翼缘板焊接；

第三步：调节屋架梁接口截面错位，使得屋架梁接口截面错位≤2mm，调节屋架梁最外侧两端安装孔的距离，使得两端安装孔的距离为±3mm，设置拱度为±1/5000；

第四步：使用角钢将钢牛腿和屋架梁连成整体，立柱和钢牛腿上翼缘板焊接，在屋架梁上翼缘板处使用4根角钢作为横联将立柱连为整体，横联下放两根圆钢作为滚轮，在横联外侧顺屋架梁长度方向焊接两块20mm厚钢板作为挡板，挡板与屋架梁单面点焊，防止屋架梁提升时钢牛腿滑动；

步骤2：设计制作提升工装；

步骤3：安装提升工装；

所述步骤3包括步骤：

第一步：将提升工装在地面制作成型；使用脚手架管在安装工位桥墩搭设操作平台，钢管竖向布置间距，钢管悬挑长度1m，悬挑钢管上铺设钢跳板作为操作平台，平台一侧设置上人爬梯；

第二步：使用汽车吊安装提升工装，提升工装顶部向下四分之三的位置焊接一只吊耳，使吊起的提升工装底部偏重，整体呈偏心状态，施工人员在操作平台上调整提升工装位置，使其与预埋钢板完全贴合，并且与地面保持垂直，最后焊接提升工装与预埋钢板之间角焊缝，焊角高度10mm；

第三步：将屋架梁中轴线使用铅锤由地面引至桥墩预埋钢板上，并画出钢牛腿顶面标高；

步骤4：提升屋架梁；

步骤5：过程监测；

步骤6：调整、焊接牛腿。

2.根据权利要求1所述的一种线正下式站房有限空间大跨度钢结构提升施工工法，其特征在于：所述步骤4包括步骤：

第一步：在提升工装吊耳上挂额定起重量为15t电动提升机，倒链为加长型，长度10m，将电动提升机与同步控制系统串联，调试系统，检查设备运行是否正常；

第二步：在屋架梁上翼缘板与提升工装上吊点对应的位置安装一只吊耳作为下吊点，吊耳与屋架梁全熔透焊接；

第三步：提升前对提升工装、电动提升机、吊耳及各连接节点进行全面检查，确保各处焊缝无漏焊，焊角尺寸符合要求，电动提升机操作手柄按钮灵活可靠，机械性能良好；

第四步：启动提升机，将屋架梁提升至离开胎架200mm，静置10分钟，再次检查提升工装、电动提升机、吊耳及各连接节点，确认无异常后继续提升，直至提升至设计标高；提升过程派专人密切观察屋架梁起升高度，确保屋架梁两端同步提升。

3.根据权利要求1所述的一种线正下式站房有限空间大跨度钢结构提升施工工法，其特征在于：所述步骤6包括步骤：

第一步：屋架梁提升至设计高度后，使用铁锤砸掉桥墩侧挡板，使用撬棍撬动钢牛腿使其滑动100mm与桥墩预埋板贴合，调整钢牛腿水平度与标高，将钢牛腿与桥墩预埋钢板点焊固定；

第二步：拆去钢牛腿与屋架梁之间连接角钢，将屋架梁向上提升300mm，空出足够的空间焊接钢牛腿与桥墩预埋板之间焊缝，牛腿与预埋板步为全熔透焊接；焊接完成后将屋架梁放在牛腿支座上方，焊接球铰支座与钢牛腿之间角焊缝，拆去提升工装及电动提升机。