專利名稱：鋼屋架與砼柱鉸接的廠房屋蓋整體頂升方法
技術領域：
本發明屬于房屋改造技術領域，尤其涉及一種鋼屋架與砼柱鉸接的廠房加高的施工方法。
背景技術：
對于鋼屋架與砼柱鉸接形式的廠房進行加高改造，現有的方法有兩種。 一種是拆除法，即先將原屋蓋拆除，然后將砼柱加高，再在加高的砼柱上重做新屋蓋。該方法的缺點是投資大、工期長，且需移走廠房內的設備和構筑物。另一種是動點屋蓋整體頂升法，該方法是先在廠房內搭建頂升支承構件，然后在支承構件上用千斤頂頂升鋼屋架，其后將柱頂加高，再將鋼屋架回落到加高的柱頂，最后拆除頂升支承構件。該技術的缺點一是需搭建頂升臨時支承構件，費料費工；二是由于受千斤頂行程小的限制，千斤頂每完成一個行程頂升后，需將屋架底座臨時墊起，將千斤頂上移一個行程的高度后，再進行下一個行程的頂升，這樣就需經常上移千斤頂，不斷改變頂升操作地點，不便于實施頂升。
發明內容
本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種施工工藝簡單、施工工期短、安全性好、投資小的鋼屋架與砼柱鉸接的廠房屋蓋整體頂升方法。
為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為一種鋼屋架與砼柱鉸接的廠房屋蓋整體頂升方法，該方法是以廠房自身的砼柱作為頂升支承件，并以頂升支承件上焊接的牛腿作為頂升支承點，利用牛腿上放置的頂升裝置作為施力部件，以頂升裝置上方的傳力梁組件作為傳力部件，以此將頂升力傳導到與傳力梁組件相連接的頂升構件，通過頂升構件的提升來頂升廠房屋蓋，直至屋蓋達到要求高度，最后將頂升構件下部與砼柱重合的部分固接，完成頂升過程。 一般情況下， 一個廠房屋蓋下方有多根砼柱作為頂升支承件，在每根砼柱的外圍均安裝所述的頂升構件、傳力梁組件及頂升裝置等，每根砼柱作為一個頂升點，頂升過程中，各個頂升裝置應保證同步頂升。
上述技術方案的廠房屋蓋整體頂升方法，包括以下步驟(l)頂升構件的安裝先在砼柱上部外圍的四個角植上植筋角鋼，植筋角鋼一般是通過植筋螺栓植入砼柱的外圍，且植筋螺栓與植筋角鋼焊接固定；再在植筋角鋼的外圍套裝一頂升構件，所述頂升構件可以是由導向角鋼組成的一格構式鋼柱，導向角鋼的一邊與植筋角鋼的一邊平行且留有10mm左右的間隙，這樣一方面可調整砼柱的原始偏差，另一方面可避免或減弱兩角鋼之間的摩擦力；導向角鋼的另一邊開設有兩排沿豎直方向分布的螺孔，以便于用螺栓等緊固件連接固定后續步驟中設置的傳力梁組件；將所述頂升構件的頂部與鋼屋架支座的上部固接；
(2) 傳力梁組件的組裝在所述頂升構件的外圍再安裝一傳力梁組件，該傳力梁組件從上到下依次可包括有一對上橫梁、 一對連接梁和一對受頂梁，上橫梁與連接梁、連接梁與受頂梁均呈上下交錯布置且在相交處用緊固件(普通的連接螺栓即可)固接，所述上橫梁與連接梁、連接梁與受頂梁之間優選呈"井"字形的上下交錯布置(該傳力梁組件也可選用其他類似的結構)；安裝傳力梁組件時，先用緊固件(優選摩擦型高強螺栓)配合導向角鋼上開設的螺孔，將上橫梁與導向角鋼分初擰和終擰兩次擰緊固定(上橫梁與導向角鋼之間產生的摩擦力傳力)，然后依次將上橫梁與連接梁、連接梁與受頂梁固接；
(3) 頂升裝置的安裝在所述傳力梁組件下方(即所述受頂梁中部下方)砼柱兩側的植筋角鋼上對稱焊接一對牛腿，在牛腿上設置一頂升裝置，在頂升裝置與所述頂升構件之間設置可與頂升構件用緊固件固接的下橫梁，該下橫梁是其上開設有與導向角鋼對應螺孔的鋼梁，其放置在牛腿上；牛腿的邊緣可固接一標尺(標尺的位置可視情況而定)，用以控制各頂升點的頂升高度，保證頂升時各頂升裝置的同步提升；
(4) 頂升首先微調頂升裝置使其輕微受力，然后在鋼屋架支座的下部沿橫向切斷，用頂升裝置頂升傳力梁組件，當頂升裝置完成一個行程后用緊固件(例如摩擦型高強螺栓，通過兩者之間產生的摩擦力傳力)將下橫梁與頂升構件的導向角鋼固接，卸下固接上橫梁與導向角鋼的緊固件并回調頂升裝置，傳力梁組件隨頂升裝置回落；再用緊固件重新固接傳力梁組件的上橫梁與頂升構件的導向角鋼，卸下固接下橫梁與導向角鋼之間的緊固件，利用頂升裝置進行第二次頂升；重復本步驟直至達到要求的頂升高度；
(5) 后續處理最后將所述頂升構件下部與砼柱上植筋角鋼重合的部分(即導向角鋼與植筋角鋼重合的部分)固接，拆除其他零部件，頂升完成。
上述技術方案中，所述的頂升裝置優選釆用螺旋式千斤頂，這樣操作時更加安全，因為螺旋式千斤頂一旦出現故障不會自行回落。
上述頂升過程中，鋼屋架重力的傳遞路徑是鋼屋架—屋架支座—頂升構件—傳力梁組件—頂升裝置—牛腿—砼柱。
由于本發明的技術方案是專門針對鋼屋架與砼柱鉸接的廠房設計的屋蓋整體頂升方法，因此頂升構件可直接與鋼屋架支座固接，安裝非常方便，而切斷位置在鋼屋架支座下部，而不是砼柱，切斷工序也相對容易操作；在整個頂升構件和傳力梁組件的構造上都針對鋼屋架與砼柱鉸接的廠房的特點作了優化調整和設計，是一種能廣泛應用于鋼屋架與砼柱鉸接的廠
5房屋蓋整體頂升技術領域的施工方法。與現有技術相比，本發明的優點還體現在以下幾個方面首先利用廠房原有的砼柱作為支承構件，不需另外搭建頂升支承構件，省料省工，既節約了投資，又縮短了工期；當頂升裝置完成一個頂升行程時，通過拆裝上、下橫梁的高強螺栓，即可實現上、下橫梁受力狀態的切換，從而使頂升裝置能在固定位置交替實現回落和頂升操作，施工既方便快捷又安全可靠，大大提高了施工效率；在頂升過程到位以后，頂升構件直接與砼柱上植入的植筋角鋼焊接而成為砼柱的加高部分，這樣既免除了拆除頂升構件的繁瑣工序，又省去了砼柱的加高工序， 一舉兩得；此外，本發明的技術方案中每個頂升點設置兩個頂升裝置，其中一個兼起保險作用，不需另外再設置保險裝置。
圖1為本發明實施例的頂升初始狀態示意圖；圖2為圖1在A-A處的剖視圖；圖3為圖1的B向視圖4為本發明實施例頂升過程中千斤頂回落時的狀態示意圖。圖例說明
1、 砼柱
12、植筋角鋼
2、 頂升構件22、頂部橫梁24、螺孔
31、上橫梁33、受頂梁35、連接螺栓41、標尺6、下橫梁
11、植筋螺栓13、鋼屋架21、導向角鋼23、鋼屋架支座
3、 傳力梁組件32、連接梁
34、摩擦型高強螺栓
4、 牛腿
5、 千斤頂
具體實施例方式
某一鋼屋架與砼柱鉸接的廠房，該廠房原有凈高18.9米，現要求提高到19.95米，提升高度為1.05米。該廠房為砼柱排架結構，砼柱柱距6米，砼柱橫截面為矩形，鋼屋架跨度36米，屋蓋總重3780噸，廠房總長234米，有兩個伸縮縫。我們在伸縮縫處斷開，將廠房分三個單元頂升，每個單元頂升14榀屋架，每個頂升點的頂升重量為45噸，每個頂升點用兩個50噸螺旋式千斤頂實施頂升。每個單元的頂升過程分五次完成，第一、二、三、四次的頂升高度均為0.205米，第五次頂升0.23米，五次共用時約十個小時。如圖1 圖4所示，本實施例鋼屋架13的整體頂升過程在每個頂升點的具體實施步驟如下
1、 頂升構件的安裝首先用植筋螺栓11 (M30x240)在砼柱1上部的四角植入四根植筋角鋼12 (L200W8，長度為2.25!11)，植筋螺栓11與植筋角鋼12焊接，植筋角鋼12可相當于砼柱1的預埋件；在砼柱1上部的外圍套裝一頂升構件2，頂升構件2的頂部與鋼屋架支座23的上部焊接；
上述頂升構件2的主體為一格構式鋼柱，該鋼柱主要由豎直方向的四根導向角鋼21(L200xl8)組成，四根導向角鋼呈矩陣式排列，并通過四根頂部橫梁22焊接成一整體；導向角鋼21的直角開口向外，其一條邊與砼柱1上預埋的植筋角鋼12的一邊平行(留有10mm的間隙)，另一條邊上開設有兩排沿豎直方向分布的螺孔24，以便于連接固定后續步驟中設置的傳力梁組件3。
2、 傳力梁組件的組裝在頂升構件2的外圍安裝一傳力梁組件3，該傳力梁組件3從上到下依次包括一對上橫梁31 (用料為[36c槽鋼)、 一對連接梁32 (用料為[30c槽鋼)和一對受頂梁33 (用料為I25b工字鋼)，上橫梁31與連接梁32上下交錯垂直呈"井"字形并相互固接，連接梁32與受頂梁33上下交錯垂直呈"井"字形并相互固接；
傳力梁組件3的安裝方法為首先利用摩擦型高強螺栓34 (M24xl10， 10.9級)配合上橫梁及導向角鋼上開設的螺孔將兩上橫梁31與頂升構件2的四根導向角鋼21固接；然后用連接螺栓35 (M16x60，普通螺栓)依次將上橫梁31與連接梁32、連接梁32與受頂梁33固接。
3、 頂升裝置的安裝在兩受頂梁33中部正下方砼柱兩側的植筋角鋼12上對稱焊接一對牛腿4(鋼質)；在牛腿4與受頂梁33之間放置千斤頂5，千斤頂5與頂升構件2之間的牛腿4上再設置一對下橫梁6，下橫梁6上開設有與導向角鋼21相對應的螺孔24，且與導向角鋼21相接觸；在其中一個牛腿4的邊緣焊上一標尺41，用以控制各頂升點的頂升高度，保證同步提升；
千斤頂5是采用螺旋式千斤頂，這樣操作時更加安全，因為螺旋式千斤頂一旦出現故障不會自行回落；千斤頂5的數量為兩個，但額定起重量只按一個計算，另一個起保險作用；此外，兩個千斤頂比一個操作起來更加輕便。
4、 頂升首先微調千斤頂5使其輕微受力，然后在鋼屋架支座23的下部/-/處切斷；搖動千斤頂5開始頂升鋼屋架13，當千斤頂完成一個行程0.205米后，用摩擦型高強螺栓34配合下橫梁及導向角鋼上開設的螺孔將下橫梁6與頂升構件2的導向角鋼21固接，再卸下固接上橫梁31與導向角鋼21的摩擦型高強螺栓34，回落千斤頂5至初始位置，同時整個傳力梁 組件3也隨之下落；然后再次用摩擦型高強螺栓34將上橫梁31與導向角鋼21固接，卸下固 接下橫梁6與導向角鋼21的摩擦型高強螺栓34，搖動千斤頂5進行第二次頂升；重復本步 驟的過程直至達到要求的頂升高度1.05米。
5、后續處理將頂升構件2的導向角鋼21與砼柱1的植筋角鋼12重合的部分焊接，最 后拆卸傳力梁組件及頂升裝置等零部件，頂升完成。
在上述頂升過程中可設置一指揮信號系統(一般包括廣播系統和信號燈系統)，以便各個 頂升點與總指揮之間隨時互通信息，保證頂升過程的同步。
8
權利要求
1、一種鋼屋架與砼柱鉸接的廠房屋蓋整體頂升方法，該方法是以廠房自身的砼柱作為頂升支承件，并以頂升支承件上焊接的牛腿作為頂升支承點，利用牛腿上放置的頂升裝置作為施力部件，以頂升裝置上方的傳力梁組件作為傳力部件，以此將頂升力傳導到與傳力梁組件相連接的頂升構件，再通過頂升構件的提升來頂升廠房屋蓋，直至廠房屋蓋達到要求的高度，最后將頂升構件底部與砼柱重合的部分固接，完成頂升過程。
2、 根據權利要求1所述的廠房屋蓋整體頂升方法，包括以下步驟(1) 安裝頂升構件先在砼柱上部外圍的四個角植上植筋角鋼，再在植筋角鋼外圍套裝 一頂升構件，將頂升構件的頂部與廠房鋼屋架支座的上部固接；(2) 組裝傳力梁組件在所述頂升構件的外圍安裝一傳力梁組件，安裝時用緊固件將傳 力梁組件與所述頂升構件固接；(3) 安裝頂升裝置在所述傳力梁組件下方砼柱兩側的植筋角鋼上對稱焊接一對牛腿， 在牛腿上設置一頂升裝置，在頂升裝置與所述頂升構件之間設置可與頂升構件用緊固件固接 的下橫梁；(4) 頂升首先微調頂升裝置使其受力，然后在鋼屋架支座的下部沿橫向切斷，用頂升 裝置頂升傳力梁組件使廠房屋蓋上升，當頂升裝置完成一個行程后用緊固件將下橫梁與頂升 構件固接，卸下固接傳力梁組^^與頂升構件的緊固件，并回調頂升裝置，傳力梁組件隨頂升 裝置回落；再用緊固件重新固接傳力梁組件與頂升構件，并卸下固接下橫梁與頂升構件的緊 固件，利用頂升裝置進行第二次頂升；重復本步驟直至達到要求的頂升高度；(5) 后續處理最后將所述頂升構件下部與砼柱上植筋角鋼重合的部分固接，拆卸傳力 梁組件及頂升裝置，頂升完成。
3、 根據權利要求2所述的廠房屋蓋整體頂升方法，其特征在于所述頂升構件是由四根導 向角鋼組成的一格構式鋼柱，導向角鋼的一邊與植筋角鋼的一邊平行，導向角鋼的另一邊開 設有兩排沿豎直方向分布的螺孔；所述傳力梁組件是通過摩擦型高強螺栓配合導向角鋼上開 設的螺孔將其與所述頂升構件固接；所述下橫梁是通過摩擦型高強螺栓配合導向角鋼上開設 的螺孔將其與所述頂升構件固接。
4、 根據權利要求3所述的廠房屋蓋整體頂升方法，其特征在于所述傳力梁組件從上到下 依次包括一對上橫梁、 一對連接梁和一對受頂梁，上橫梁與連接梁、連接梁與受頂梁均呈上 下交錯布置且在相交處用螺栓固接；安裝傳力梁組件時，是先用摩擦型高強螺栓配合導向角 鋼上開設的螺孔將上橫梁與導向角鋼固接，然后用螺栓依次將上橫梁與連接梁、連接梁與受 頂梁固接。
5、 根據權利要求4所述的廠房屋蓋整體頂升方法，其特征在于所述頂升構件的安裝過程 中，植筋角鋼是通過植筋螺栓植入砼柱外圍的四個角，且植筋螺栓與植筋角鋼焊接固定。
6、 根據權利要求5所述的廠房屋蓋整體頂升方法，其特征在于所述后續處理過程中，頂 升構件與植筋角鋼重合的部分固接是指將所述頂升構件的導向角鋼與植筋角鋼重合的部分焊接成一整體。
7、 根據權利要求6所述的廠房屋蓋整體頂升方法，其特征在于所述傳力梁組件的組裝過 程中，上橫梁與連接梁、連接梁與受頂梁均上下交錯分布呈"井"字形。
8、 根據權利要求6所述的廠房屋蓋整體頂升方法，其特征在于所述的頂升裝置為千斤頂。
9、 根據權利要求6所述的廠房屋蓋整體頂升方法，其特征在于在廠房屋蓋的每個頂升點 各設有一指示頂升高度的標尺。
全文摘要
本發明公開了一種鋼屋架與砼柱鉸接的廠房屋蓋整體頂升方法，該方法是以廠房自身的砼柱作為頂升支承件，并以頂升支承件上焊接的牛腿作為頂升支承點，利用牛腿上放置的頂升裝置和傳力梁組件分別作為施力和傳力機構，以此將頂升力傳導到與傳力梁組件相連接的頂升構件，再通過頂升構件的提升來頂升廠房屋蓋，直至廠房屋蓋達到要求的高度，最后將頂升構件底部與砼柱重合的部分固接，完成頂升過程。本發明的頂升方法具有施工工藝簡單、施工工期短、安全性好、投資小等優點。
文檔編號E04G23/02GK101476397SQ200910042500
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月15日 優先權日2009年1月15日
發明者寧和球, 胡四元 申請人:二十三冶建設集團有限公司