地下大跨度大空間超高無柱鋼結構管桁架施工工法
【專利摘要】本發明公開了一種地下大跨度大空間超高無柱鋼結構管桁架施工工法，采用以下步驟：一)將每榀管桁架分成兩個桁架端部和2～4個桁架單元體，在工廠完成預制；二)在施工現場，在設定的永久結構上預埋桁架端部；三)在施工現場，采用炮車將桁架單元體運輸至其設定安裝位置的正下方，就位于枕木上，然后將相鄰的兩個桁架單元體連接在一起，形成管桁架主體，對接的兩根弦桿Ⅰ通過分段節點連接；四)采用懸吊裝置將管桁架主體垂直吊裝就位，然后將管桁架主體的兩端與相對應的兩個桁架端部連接在一起，對接的兩根弦桿Ⅱ通過端頭節點連接。本發明能夠完成地下結構內的大跨度大空間管桁架施工，并且能夠保證施工質量，降低施工成本。
【專利說明】
地下大跨度大空間超高無柱鋼結構管桁架施工工法
技術領域
[0001]本發明涉及一種地下建筑結構，特別是涉及一種地下大跨度大空間超高無柱鋼結構管桁架施工工法。
【背景技術】
[0002]隨著社會經濟的發展，五星級酒店及高檔寫字樓日益增多，作為五星級星級酒店既要客戶入住舒適，同時也要有一系列配套設施滿足商務需要，宴會大廳主要承擔宴會、會議、婚禮展示等功能。它的功能就要求宴會大廳必須空間跨度大，層高凈高要高，開間大，無梁柱。混凝土結構無法滿足層高凈高和跨度。無縫鋼管桁架自重輕，跨度大，可以解決這一問題。但此類桁架結構多用于地上空間結構，地下空間受地下結構多梁柱體系的影響，很少應用，更無相關的施工案例參考。
[0003]某工程位于地下結構負二層中心地帶，長度36米，寬度27米，凈高8米，采用15榀無縫方管桁架，每榀桁架長27米，高1.7米，重9.5噸，屬于地下大跨度大空間超高無柱鋼結構管桁架，受地下室結構限制，整體桁架無法直接運輸到現場，且現場塔吊無法將單榀桁架直接吊裝就位，基坑周圍也不具備停靠吊裝設備的條件，故吊車無法吊裝。
【發明內容】
[0004]本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種地下大跨度大空間超高無柱鋼結構管桁架施工工法。
[0005]本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是:一種地下大跨度大空間超高無柱鋼結構管桁架施工工法，采用以下步驟:一)將每榀管桁架分成結構對稱的兩個桁架端部和2?4個桁架單元體，在工廠完成所有所述桁架端部和所有所述桁架單元體的預制;二)在施工現場，在設定的永久結構上預埋桁架端部;三)在施工現場，采用炮車將所述桁架單元體運輸至其設定安裝位置的正下方，就位于枕木上，然后將相鄰的兩個所述桁架單元體連接在一起，形成管桁架主體，對接的兩根弦桿I通過分段節點連接;所述分段節點包括一襯管I，在所述襯管I的頂部和底部各設有一與其焊接的背帶板I，所述襯管I設置在兩根所述弦桿I的對接處內部，在所述弦桿I的左右側壁上均設有與所述襯管I相對的安裝孔I，所述襯管I通過形成在所述安裝孔I內的塞焊縫I與相應的所述弦桿I焊接，相對的兩根所述弦桿I焊接；四)采用懸吊裝置將所述管桁架主體垂直吊裝就位，然后將所述管桁架主體的兩端與相對應的兩個所述桁架端部連接在一起，對接的兩根弦桿π通過端頭節點連接;所述端頭節點包括一襯管Π，在所述襯管Π的頂部和底部各設有一與其焊接的背帶板Π，所述襯管Π設置在兩根所述弦桿Π的對接處內部，在所述弦桿Π的左右側壁上均設有與所述襯管Π相對的安裝孔Π，所述襯管Π通過形成在所述安裝孔Π內的塞焊縫與相應的所述弦桿Π焊接，相對的兩根所述弦桿Π焊接;所述懸吊裝置包括左右對稱的兩個吊裝支架，所述吊裝支架固定在與桁架端部對應的永久結構上，所述吊裝支架設有分置在其兩側的懸臂和纜風繩，所述懸臂的末端位于管桁架主體的上方，在所述懸臂的末端設有吊環I，在所述吊環I上連接有電動葫蘆I。
[0006]所述步驟四)，所述端頭節點還包括蓋板，所述蓋板置放在位于所述襯管Π上方的所述背帶板Π上，位于所述桁架單元體內的所述弦桿Π上部加工有一開口，所述蓋板填補在所述開口內，所述蓋板的周圍與相應的所述弦桿Π焊接;在所述蓋板上面覆蓋有加強板，所述加強板的周圍與兩根所述弦桿Π焊接。
[0007]所述步驟三)，所述炮車采用左右對稱結構，并設有四根立柱，在四根所述立柱的頂部設有兩根橫向端部頂梁和兩根縱向頂梁，在四根所述立柱的底部均設有萬向腳輪，在四根所述立柱的底部設有二根縱向底梁，在所述縱向頂梁和所述縱向底梁之間設有側部長斜撐，在相連的所述橫向端部頂梁和所述立柱之間設有端部短斜撐，所述橫向端部頂梁的中部和所述立柱的上部通過所述端部短斜撐連接，在所述橫向端部頂梁的中部下方設有吊環Π，所述吊環Π位于兩個所述端部短斜撐之間，在所述吊環Π上連接有電動葫蘆Π。
[0008]所述步驟一)，所述管桁架采用無縫矩形管制成，在工廠預制時，先完成整榀桁架的加工，然后按照設定長度分斷成結構對稱的兩個桁架端部和2?4個桁架單元體。
[0009]本發明具有的優點和積極效果是:管桁架在工廠分段預制后運到施工現場，解決了整榀桁架運輸困難的問題，質量和安全得到有效保障;在施工現場，利用炮車進行分段桁架的地面運輸和垂直吊裝的精準地面定位，不受地下空間的場地限制，能夠節約機械費用，減少空中起吊桁架的不穩定性;利用永久結構作為支點的懸吊裝置對管桁架主體進行垂直吊裝，無需使用大型吊裝設備，減少了高空作業，節約了成本;管桁架采用端部預埋，連接部用襯管加強，在焊接時，襯管外的背帶板還起到引弧板的作用，不傷及母材，能夠保證焊接質量，保證桁架的強度、剛度和穩定性。綜上所述，本發明在地下結構施工條件受限的情況下，實現了地下大空間的利用，適用于超深地下大空間的超大跨度的大型體育場館、公共建筑和各種用圓管、矩管作為骨架構成各類形狀的空間結構的建筑物以及構筑物，具有良好的發展前景，便于在行業中普及和推廣應用。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明步驟一)的示意圖；
[0011]圖2為本發明步驟二)的示意圖；
[0012]圖3為本發明步驟三)采用的炮車主視圖；
[0013]圖4為圖3的側視圖；
[0014]圖5為圖3的俯視圖；
[0015]圖6為本發明步驟三)形成的管桁架主體結構示意圖；
[0016]圖7為本發明步驟三)采用的分段節點示意圖；
[0017]圖8為本發明步驟四)采用的吊裝支架示意圖；
[0018]圖9為本發明步驟四)垂直吊裝的示意圖；
[0019]圖10為本發明步驟四)完成的整榀管桁架示意圖；
[0020]圖11為本發明步驟四)采用的端點節點示意圖。
[0021 ]圖中:1、桁架端部;2、桁架單元體;3、端頭節點；3-1、襯管Π ; 3-2、蓋板;3-3、加強板;3-4、背帶板Π ; 3-5、安裝孔Π ; 4、分段節點;4-1、襯管I; 4-2、背帶板I; 4-3、安裝孔I; 5、弦桿Π;6、弦桿I ;7、永久結構;8-1、立柱;8-2、端部短斜撐;8-3、橫向端部頂梁;8-4、吊環；8-5、萬向腳輪;8-6、縱向頂梁;8-7、側部長斜撐;8-8、縱向底梁;8-9、橫向中間頂梁9-1、纜風繩;9_2、吊裝支架;9_3、懸臂;9_4、吊環I ;9_5、預埋鋼板。
【具體實施方式】
[0022]為能進一步了解本發明的
【發明內容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:
[0023]請參閱圖1?圖11，一種地下大跨度大空間超高無柱鋼結構管桁架施工工法，采用以下步驟:
[0024]一)將每榀管桁架分成結構對稱的兩個桁架端部I和2?4個桁架單元體2，在工廠完成所有所述桁架端部I和所有所述桁架單元體2的預制。
[0025]二)在施工現場，在設定的永久結構7上預埋桁架端部I。
[0026]三)在施工現場，采用炮車將所述桁架單元體2運輸至其設定安裝位置的正下方，就位于枕木上，然后將相鄰的兩個所述桁架單元體2連接在一起，形成管桁架主體，對接的兩根弦桿16通過分段節點4連接。
[0027]所述分段節點4包括一襯管14-1，在所述襯管14-1的頂部和底部各設有一與其焊接的背帶板14-2，所述襯管14-1設置在兩根所述弦桿16的對接處內部，在所述弦桿16的左右側壁上均設有與所述襯管14-1相對的安裝孔14-3，所述襯管14-1通過形成在所述安裝孔14-3內的塞焊縫I與相應的所述弦桿16焊接，相對的兩根所述弦桿16焊接。
[0028]四)采用懸吊裝置將所述管桁架主體垂直吊裝就位，然后將所述管桁架主體的兩端與相對應的兩個所述桁架端部I連接在一起，對接的兩根弦桿Π 5通過端頭節點3連接。
[0029]所述端頭節點3包括一襯管Π3-1，在所述襯管Π 3-1的頂部和底部各設有一與其焊接的背帶板Π 3-4，所述襯管Π 3-1設置在兩根所述弦桿Π 5的對接處內部，在所述弦桿Π5的左右側壁上均設有與所述襯管Π 3-1相對的安裝孔Π 3-5，所述襯管Π 3-1通過形成在所述安裝孔Π 3-5內的塞焊縫Π與相應的所述弦桿Π 5焊接，相對的兩根所述弦桿Π 5焊接。
[0030]所述懸吊裝置包括左右對稱的兩個吊裝支架9-2，所述吊裝支架9-2固定在與桁架端部對應的永久結構7上，所述吊裝支架9-2設有分置在其兩側的懸臂9-3和纜風繩9-1，所述懸臂9-3的末端位于管桁架主體的上方，在所述懸臂9-3的末端設有吊環19-4，在所述吊環19-4上連接有電動葫蘆I。在本實施例中，所述吊裝支架9-2的主體采用三角架，所述三角架的底部固接在預埋鋼板9-5上，所述預埋鋼板9-5錨固在永久結構7內。上述結構簡單、穩定可靠。所述三角架采用工字鋼焊接而成的。
[0031]在本實施例中，所述大跨度管桁架是由方管形成的，為了現場施工方便、便于高空作業并保證焊接質量，所述步驟四)中的所述端頭節點3還包括蓋板3-2，所述蓋板3-2置放在位于所述襯管Π 3-1上方的所述背帶板Π 3-4上，位于所述桁架單元體2內的所述弦桿Π 5上部加工有一開口，所述蓋板3-2填補在所述開口內，所述蓋板3-2的周圍與相應的所述弦桿Π 5焊接;在所述蓋板3-2上面覆蓋有加強板3-3，所述加強板3-3的周圍與兩根所述弦桿Π5焊接。
[0032]在本實施例中，所述步驟三)中的炮車采用左右對稱結構，并設有四根立柱8-1，在四根所述立柱8-1的頂部設有兩根橫向端部頂梁8-3和兩根縱向頂梁8-6，在四根所述立柱I的底部均設有萬向腳輪8-5，在四根所述立柱8-1的底部設有二根縱向底梁8-8，在所述縱向頂梁8-6和所述縱向底梁8-8之間設有側部長斜撐8-7，在相連的所述橫向端部頂梁8-3和所述立柱8-1之間設有端部短斜撐8-2，所述橫向端部頂梁8-3的中部和所述立柱8-1的上部通過所述端部短斜撐8-2連接，在所述橫向端部頂梁8-3的中部下方設有吊環Π8-4，所述吊環Π 8-4位于兩個所述端部短斜撐8-2之間，在所述吊環Π 8-4上連接有電動葫蘆Π。為了炮車的整體強度，在兩根所述縱向頂梁8-6之間設有橫向中間頂梁8-9。并且該炮車是采用工字鋼焊接而成的。
[0033]在本實施例的所述步驟一)中，所述管桁架采用無縫矩形管制成，在工廠預制時，先完成整榀桁架的加工，然后按照設定長度分斷成結構對稱的兩個桁架端部I和2?4個桁架單元體2。
[0034]在本發明中，分段對接節點里面加襯管，在襯管外加背帶板，襯管和背帶板起到加強連接的作用，同時背帶板還起到引弧板的作用;在對接弦桿的側壁上設置安裝孔，在施工時，采用塞焊的方式將帶背帶板固定在對接弦桿內，利用了套管開孔栓銷定位的原理，安裝孔塞焊后起到了定位銷的作用，定位的精度保證了加工的質量和裝配的質量，降低了裝配難度，提高了裝配的成功率。
[0035]懸吊裝置采用左右對稱的兩個懸臂式吊裝支架，并在吊裝支架上連接電動葫蘆，利用門式起重機的施工原理，實現了定點垂直升降物品達到規定高度內的功能，能夠滿足地下大跨度大空間超高無柱鋼結構管桁架主體懸吊的需要。并且懸吊裝置可以重復循環使用，能夠降低施工成本。
[0036]炮車采用對稱結構，在進行地面運輸時，運用吊裝平衡梁的原理，能夠保持吊裝物的平衡，避免吊索損壞吊裝物;萬向輪可以自由的控制運行方向，適合地下空間等狹小場地內的物品轉運，避免了大型運輸設備的使用，能夠節約施工成本，降低勞動強度。同時，炮車還能夠對吊裝物進行精準水平定位，用于輔助塔吊的垂直運輸，使吊裝物的水平定位過程在地面完成，減少塔吊的高空作業時間，降低塔吊的高空作業風險，提高施工效率，降低施工成本。
[0037]上述懸吊裝置和炮車組合使用能夠完成物品在三維空間內的搬運和裝卸。
[0038]盡管上面結合附圖對本發明的優選實施例進行了描述，但是本發明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的范圍的情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種地下大跨度大空間超高無柱鋼結構管桁架施工工法，其特征在于，采用以下步驟: 一)將每榀管桁架分成結構對稱的兩個桁架端部和2?4個桁架單元體，在工廠完成所有所述桁架端部和所有所述桁架單元體的預制； 二)在施工現場，在設定的永久結構上預埋桁架端部； 三)在施工現場，采用炮車將所述桁架單元體運輸至其設定安裝位置的正下方，就位于枕木上，然后將相鄰的兩個所述桁架單元體連接在一起，形成管桁架主體，對接的兩根弦桿I通過分段節點連接； 所述分段節點包括一襯管I，在所述襯管I的頂部和底部各設有一與其焊接的背帶板I，所述襯管I設置在兩根所述弦桿I的對接處內部，在所述弦桿I的左右側壁上均設有與所述襯管I相對的安裝孔I，所述襯管I通過形成在所述安裝孔I內的塞焊縫I與相應的所述弦桿I焊接，相對的兩根所述弦桿I焊接； 四)采用懸吊裝置將所述管桁架主體垂直吊裝就位，然后將所述管桁架主體的兩端與相對應的兩個所述桁架端部連接在一起，對接的兩根弦桿Π通過端頭節點連接； 所述端頭節點包括一襯管Π，在所述襯管Π的頂部和底部各設有一與其焊接的背帶板Π，所述襯管Π設置在兩根所述弦桿Π的對接處內部，在所述弦桿Π的左右側壁上均設有與所述襯管Π相對的安裝孔Π，所述襯管Π通過形成在所述安裝孔Π內的塞焊縫與相應的所述弦桿Π焊接，相對的兩根所述弦桿Π焊接； 所述懸吊裝置包括左右對稱的兩個吊裝支架，所述吊裝支架固定在與桁架端部對應的永久結構上，所述吊裝支架設有分置在其兩側的懸臂和纜風繩，所述懸臂的末端位于管桁架主體的上方，在所述懸臂的末端設有吊環I，在所述吊環I上連接有電動葫蘆I。2.根據權利要求1所述的地下大跨度大空間超高無柱鋼結構管桁架施工工法，其特征在于，所述步驟四)，所述端頭節點還包括蓋板，所述蓋板置放在位于所述襯管Π上方的所述背帶板Π上，位于所述桁架單元體內的所述弦桿π上部加工有一開口，所述蓋板填補在所述開口內，所述蓋板的周圍與相應的所述弦桿Π焊接;在所述蓋板上面覆蓋有加強板，所述加強板的周圍與兩根所述弦桿π焊接。3.根據權利要求1所述的地下大跨度大空間超高無柱鋼結構管桁架施工工法，其特征在于，所述步驟三)，所述炮車采用左右對稱結構，并設有四根立柱，在四根所述立柱的頂部設有兩根橫向端部頂梁和兩根縱向頂梁，在四根所述立柱的底部均設有萬向腳輪，在四根所述立柱的底部設有二根縱向底梁，在所述縱向頂梁和所述縱向底梁之間設有側部長斜撐，在相連的所述橫向端部頂梁和所述立柱之間設有端部短斜撐，所述橫向端部頂梁的中部和所述立柱的上部通過所述端部短斜撐連接，在所述橫向端部頂梁的中部下方設有吊環Π，所述吊環Π位于兩個所述端部短斜撐之間，在所述吊環Π上連接有電動葫蘆Π。4.根據權利要求1所述的地下大跨度大空間超高無柱鋼結構管桁架施工工法，其特征在于，所述步驟一)，所述管桁架采用無縫矩形管制成，在工廠預制時，先完成整榀桁架的加工，然后按照設定長度分斷成結構對稱的兩個桁架端部和2?4個桁架單元體。
【文檔編號】E04B1/342GK105822066SQ201610216365
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月7日
【發明人】郭穎, 王占山, 竇衛, 張云富, 周建峰
【申請人】中建六局第三建筑工程有限公司, 中國建筑第六工程局有限公司