本發明屬于建筑施工輔助設備領域,涉及一種大型建筑物屋頂采光中庭的鋼結構滑移換柱施工方法,尤其適用于外四周為建筑物內為中庭的大跨度網架結構。
背景技術:
大型的商場、展覽城等大型的建筑,為了滿足其內部采光的需要,一些大型建筑物的頂部會采用超大型的采光屋蓋,即中庭,中庭是由鋼結構來固定和支撐玻璃等透光材料,由于大型中庭鋼結構不能在建筑物內通過吊車直接進行吊裝,而且在高空屋面標高不一致的特殊環境下,所以對于這種大跨度、大空間的中庭的鋼結構工程的施工就提出了更高的施工要求。
技術實現要素:
為了彌補上述不足,本發明以石獅國際輕紡城作為具體實施地點,提供一種大型建筑物屋頂采光中庭的鋼結構滑移換柱施工方法,它是一種在屋面上進行大型中庭鋼結構的整體拼裝、吊裝、換柱、滑移的方法,它具有以下優點:
1、在屋面上進行整體拼裝、滑移,在操作面上拼裝的速度快,而且屋架安裝與下結構施工可平行立體作業,加快了工期;
2、減少了高空作業,增加了地面作業,能夠有效地提高鋼結構的焊接、涂料的施工質量;
3、利用在屋面上進行拼裝滑移,有效地減少了工人的高空操作,有利于操作人員的施工安全;
4、在施工過程中只需搭設局部的拼裝支架,不需要搭設滿堂腳手架,從而節約了大量的施工成本;
5、由于屋面軌道前方有電梯井阻擋,所以軌道分成兩段不同標高的軌道,本發明采用換柱的方式使大型中庭鋼結構得以繼續向前行進直至大型中庭鋼結構整體最終滑移到位。
因此,本發明具有施工方法更科學、施工作業安全性更高、施工進度更快、施工成本低的特點。
為了達到上述目的,本發明采取如下具體技術措施:一種大型建筑物屋頂采光中庭的鋼結構滑移換柱施工方法,其特征在于,
從吊裝場地將鋼結構吊裝至屋面,同時鋪設并固定滑移軌道;在屋面一端作業平臺進行分段,采用兩榀屋架帶鋼柱組合成一個單元的方式進行拼裝、起吊,然后吊裝至滑移軌道上;利用滑移軌道作為導軌通過固定點將整榀屋架依次向前滑移一榀的距離;再接著連接第三榀屋架,再向前滑移,先遠后近,反復進行,至所有屋架到指定位置;對于局部不等標高的位置進行重新增設臨時轉換鋼柱后進行繼續向目標位置滑移,整體繼續滑移到最終位置;最后通過液壓千斤頂整體提升,卸掉滑移軌道后,通過高強度螺栓實現整體固定安裝;
該施工方法具體包括以下步驟:
1)滑移軌道鋪設
①沿鋼屋架軸線位置上的框架梁頂設置兩條滑移軌道,滑移軌道中心線應與下部混凝土平臺大梁軸線重合,采用型號為300mm×300mm×12mm的鋼方管作為支撐軌道;
②滑移軌道采用型號為500mm×500mm×20mm的鋼墊片,與主體結構連接固定采用ф30mm螺栓,植入深度20倍直徑,鋼墊片盡量安排每根滑移軌道的端部以及框架柱的位置下方,并利用鋼墊片調節滑移軌道的水平度;滑移軌道的下表面與平臺大梁上表面間的間隙應采用枕木墊實;
③相鄰的兩截滑移軌道之間通過焊接實現牢固連接,利用水平儀對相鄰的兩截滑移軌道面找平,使相鄰的兩截滑移軌道平行在同一水平面上;
④對處于不同標高平面上的滑移軌道進行安裝時應保證上、下兩截滑移軌道保持在同一軸線上,形成上層軌道和下層軌道;
⑤滑移軌道安裝完成后應再次復核導軌的軸線位置和平整度;
2)鋼構件的吊裝
①由于主梁因長度太長而不能滿足運輸條件,所以采取工廠分段加工、整體預拼裝后分段出廠,為了提高鋼結構吊裝效率,減少鋼結構高空焊接的工作量,先在屋面的作業平臺上將分節主梁拼裝焊接成整體后再吊裝至屋面進行分節拼裝;
②按照安裝流水順序從中轉堆場將配套鋼構件運入屋面作業平臺,利用現場的裝卸機械盡量將其就位到安裝機械的回轉半徑內,并遵循“重近輕遠”的原則;鋼柱和鋼屋架的大件放置,應依據吊裝工藝作平面布置設計,避免現場二次倒運困難;鋼梁、支撐柱可按吊時順序配套供應堆放,堆垛高度不超過2m和三層;
③吊運時不宜破壞油漆面;
④由于大跨度鋼結構重量較沉,應結合吊裝機械的起重能力,進行分段吊裝;
3)鋼屋架的拼裝
①鋼結構的散件運到現場后,將其吊裝至屋面的作業平臺上進行拼合組裝;
②鋼柱吊裝前應將滑板按柱位間距安裝并鎖定在滑槽內,鋼柱吊裝到位后將柱底板用螺栓連接在滑板上,鋼柱垂直度調整好后設立臨時支撐架,每根鋼柱對應一個臨時支撐架,每個臨時支撐架包括四根方管,每根5米,臨時支撐架的固定點為澆筑屋面砼時預埋鐵件或者螺栓;將鋼柱的平面位置、標高、垂直度等進行校正,使其符合施工驗收規范和滑移對鋼柱精度的要求;同樣第二榀鋼柱的吊裝以此類推;第二榀鋼柱完成后,第一榀鋼柱與第二榀鋼柱之間吊裝橫梁;
③弧形梁吊裝就位并且掛好垂直度后應設置臨時支撐腳,臨時支撐腳設置在離弧形梁兩端三分之一處,臨時支撐腳采用ф48mmx3.5m鋼管斜撐在屋面梁上,臨時支撐腳能預防鋼構件側翻,臨時支撐腳的底部固定點與澆筑屋面砼時的預埋鐵件進行焊接;
④對稱部份鋼結構的安裝以此類推;
⑤弧形梁吊裝宜采用專用吊具,兩點綁扎吊裝;弧形梁在吊升過程中必須保持水平狀態;在安裝鋼柱與鋼柱之間的主梁時,測量必須跟蹤校正鋼柱與鋼柱之間的距離,并預留安裝余量,特別是節點焊接的收縮量,從而達到控制變形、減小或消除附加應力的目的;
⑥弧形梁與鋼柱節點的連接,原則上對稱施工,互相協調;
⑦由于弧形梁跨度比較大而且平面外的剛度相對較小,所以為了降低吊裝機械的提升高度以及減小弦桿壓力,大跨度的弧形梁在吊裝時采用3點吊裝;
⑧鋼柱、弧形梁臨時支撐應在整節構件安裝完成后,對個別區域油漆破壞應進行補漆;
4)鋼屋架累計滑移
①在滑移軌道上分段拼裝鋼屋架,通過在屋架鋼柱下設置滑板,實現每段鋼屋架自西向東方向沿著下層軌道依次滑移并累計拼合排列在一起,滑板優選履帶式重物移運器,根據鋼屋架的總重量來計算單根鋼柱最大集中應力并配置對應型號的履帶式重物移運器;滑板墊置于滑移軌道與鋼柱的柱底板之間并且保持平直;滑板在滑移過程中,實時監控各個滑板的運行狀態,發現滑板有偏離滑移軌道或者角度不正確時,立即暫?;瑒樱瑢撐菁苡们Ы镯旐斊穑{正滑板位置后再放下鋼屋架并繼續向目標位置勻速滑移;
②計算鋼結構滑移的牽引力大小來選擇手動葫蘆以及牽引支座的型號,牽引支座宜采用鋼板,牽引支座焊接在滑移軌道的正前方;
③手動葫蘆作為滑移的牽引工具,手動葫蘆的后方掛在牽引支座上,手動葫蘆的前方鉤住位于屋架鋼柱下方的柱底板上的鉤點,手動葫蘆的鏈條不夠長的情況下可以采用鋼絲繩續接,通過收緊手動葫蘆鏈條來拉動鋼屋架勻速滑行;
④鋼屋架滑移前,在兩側滑移軌道上設置統一刻度標尺,每50mm為一個小刻度,每1m為一大刻度,同時,滑移軌道上標注屋架鋼柱軸線位置;鋼屋架通過兩側滑移軌道同時牽引滑移,同步監控兩側滑移行進距離能及滑移速度是否一致;
⑤當鋼屋架滑移過程中出現偏移時,采用一邊滑移一邊糾偏的方法,偏移大的一端先滑移一定距離后?;菩〉囊欢嗽倩?,依此重復數次,直到恢復正?;茽顟B;
⑥鋼屋架滑移到位后,在滑板的前后均放置鋼楔實現臨時定位;
5)不同標高屋面的換柱滑移
針對不同標高的屋面導致致使鋼屋架滑移受阻時,采取先累計滑移至高低跨交界處,然后再設置臨時支撐柱來實現頂梁換柱的目的,使鋼屋架的滑移工作得以繼續進行,頂梁換柱具體包括以下步驟:
①當鋼屋架整體滑移至高低跨屋面交界處時,在第一榀鋼屋架柱頭后方600mm處焊接一根第一臨時豎向支撐柱,該第一臨時豎向支撐柱的截面為300mm×300mm×40mm,第一臨時豎向支撐柱作為頂梁的臨時支撐柱,同時在第一臨時豎向支撐柱的中部增加水平連系梁以及剪刀撐;
②第一臨時豎向支撐柱頂梁時不得有正偏差,出現負偏差可以采用鋼楔形進行調整,負偏差較大時應加設鋼板;在橫梁上方翼緣的兩側各設置一個吊環點位,兩個吊環焊接完成并冷卻達到強度后,在每個吊環點位上分別設置一個手拉葫蘆,手拉葫蘆用于第一臨時豎向支撐柱的吊裝;
在第一榀原鋼柱側壁下端焊接臨時鋼支撐牛腿,在臨時鋼支撐牛腿底板的底面設置有兩臺液壓千斤頂,左右兩臺液壓千斤頂先將第一榀原鋼柱頂起脫離滑移軌道,再在第一臨時豎向支撐柱的柱底板與滑移軌道之間墊入滑板,第一臨時豎向支撐柱就位,再次復核第一臨時豎向支撐柱的軸線位置、垂直度、平整度,第一臨時豎向支撐柱焊接完成后,撤掉左右兩臺液壓千斤頂,使第一臨時豎向支撐柱完全受力;
③切割第一榀原鋼柱后,切割后還剩下的鋼柱部分作為第一柱頭并再焊接一塊柱底板,在該第一柱頭柱底板的底面與上層滑移軌道之間墊入滑板,鋼屋架繼續向前滑移至上層滑移軌道500mm范圍內,為了控制第一柱頭能直接受力在上層軌道之上,第一榀原鋼柱的切割應控制尺寸,可以有負偏差,誤差較大時可以補焊鋼板以及卡入鋼楔使柱頭完全受力,第一柱頭完全受力后,將第一臨時豎向支撐柱切割后繼續控制鋼屋架向前滑移;
④鋼屋架繼續向前滑移至第二榀鋼屋架時,在第二榀鋼屋架柱頭后方600mm處焊接一根第二臨時豎向支撐柱,該第二臨時豎向支撐柱的截面為300mm×300mm×40mm,第二臨時豎向支撐柱亦是作為頂梁的臨時支撐柱,同時在第二臨時豎向支撐柱的中部增加水平連系梁以及剪刀撐,第二臨時豎向支撐柱亦通過設置于橫梁上的手拉葫蘆實現吊裝;
在第二榀原鋼柱側壁下端焊接臨時鋼支撐牛腿,在臨時鋼支撐牛腿底板的底面設置有兩臺液壓千斤頂,左右兩臺液壓千斤頂先將第二榀原鋼柱頂起脫離滑移軌道,再在第二臨時豎向支撐柱的柱底板與滑移軌道之間墊入滑板,第二臨時豎向支撐柱就位,再次復核第二臨時豎向支撐柱的軸線位置、垂直度、平整度,第二臨時豎向支撐柱焊接完成后,撤掉左右兩臺液壓千斤頂,使第二臨時豎向支撐柱完全受力;
切割第二榀原鋼柱后,切割后還剩下的鋼柱部分作為第二柱頭并再焊接一塊柱底板,在該第二柱頭柱底板的底面與上層滑移軌道之間墊入滑板,鋼屋架繼續向前滑移,為了控制第二柱頭能直接受力在上層軌道之上,第二柱頭完全受力后,將第二臨時豎向支撐柱切割后繼續控制鋼屋架向前滑移直至最終的目標位置,鋼屋架整體滑移到位;
6)鋼屋架整體卸載和就位
①鋼屋架整體滑移到位后,在每個鋼柱下部設置鋼結構卸載點,每個鋼結構卸載點均設置在原混凝土結構主梁上,在卸載點的鋼柱上做鋼支撐牛腿,用銷軸將鋼支撐牛腿與鋼柱連接,鋼支撐牛腿作為卸載油缸向上頂升鋼屋架整體時支撐點,每個鋼結構卸載點均設置2臺32t液壓千斤頂;液壓千斤頂頂升后將鋼柱以及支撐結構脫離軌道面25mm,液壓千斤頂作為卸載油缸使用,卸載包括以下步驟:
a、卸載油缸伸缸程150mm,鋼柱脫離軌道面350mm,拆除鋼柱下方的滑板;
b、第一次卸載150mm,即將支撐結構的標高從500mm降低到350mm,將鋼柱支撐梁脫離滑板面20mm,卸載油缸縮缸150mm,鋼柱支撐梁結構支撐在墊塊上,然后拆除卸載油缸下方的第一塊厚度為150mm的墊塊,卸載油缸再伸缸150mm;
c、第二次卸載150mm,即將支撐結構的標高從350mm降低到200mm,將鋼柱支撐梁脫離20#槽鋼面20mm,20#槽鋼即滑移軌道,拆除鋼柱支撐梁下方的20#槽鋼,卸載油缸縮缸150mm,鋼柱支撐梁結構支撐在型號為300mmx300mmx12mm的方鋼上,然后控制鋼柱柱底板的螺栓孔與原混凝土結構預埋螺栓就位準確,確保第三次卸載順利進行;
d、第三次卸載200mm,即將支撐結構的標高從200mm降低到0mm,將鋼柱支撐梁脫離型號為300mmx300mmx12mm的方鋼面20mm,卸載油縮缸200mm,拆除鋼柱支撐梁下方型號為300mmx300mmx12mm的方鋼以及型號為500mmx500mmx20mm的鋼墊片,鋼柱支撐梁結構支撐在原混凝土結構上;
②油缸縮缸,完成受力體系的轉換,取走預留的軌道部分,切掉鋼柱下端的支撐結構,隨后拆除側部滑移軌道,鋼柱底部墊好墊板,做好卸載前的準備;
③取走卸載油缸,將鋼支撐牛腿切除,最終完成卸載;
7)鋼屋架焊接或者螺栓連接
①整體滑移到位并降至設計安裝標高后,開始調整標高,最后進行連接;
②一個接頭上的數個高強度螺栓,應從高強度螺栓群的中部開始安裝,逐個擰緊,初擰、復擰、終擰都應從高強度螺栓群的中部開始向四周擴展逐個擰緊,每擰一遍應用不同顏色的油漆做上標志,防止漏擰;
③接頭遇到既有高強度螺栓連接又有電焊連接時,按先螺栓緊固后焊接的施工工藝順序進行,先終擰完高強度螺栓再焊接焊縫;
④高強度螺栓的緊固順序從剛度大的部位向不受約束的自由端進行,同一節點內從中間向四周,以使板間密貼;
⑤鋼柱柱底板下所預留的空隙,可以用高強度、微膨脹、無收縮砂漿以捻漿法填實。
本發明中的鋼結構滑行移質量控制與驗收應嚴格按照《鋼結構設計規范》gb50017-2011、《建筑鋼結構焊接技術規程》jgj81-2002、《鋼結構高強度螺栓連接技術規程》jgj82-2011、《建筑鋼結構焊接技術規程》gjg81-2002、《鋼結構工程施工質量驗收規范》gb50205-2001的標準執行。
本發明所述的滑移軌道在整個鋼屋架累計滑移過程中起到承重、導向以及橫向限制支座水平位移的作用,滑移軌道對應于平臺大梁的中心線設置;為了保證滑板前進長度尺寸一致,應在滑移軌道上刻畫出軸線位置及長度標尺;滑移軌道中心線應盡量與下部混凝土平臺大梁軸線重合,以減小滑移過程中鋼骨架自重及水平推進力對滑移鋼梁的附加影響。
本發明的有益效果在于,它具有施工方法更科學、施工作業安全性更高、施工進度更快、施工成本低的特點。
下面結合附圖和實施例對本發明作更進一步說明。
附圖說明
圖1為本發明施工流程方框示意圖;
圖2為本發明處于第一頂梁換柱狀態時的局部結構示意圖;
圖3為本發明處于第二頂梁換柱狀態時的局部結構示意圖;
圖4為本發明處于第三頂梁換柱狀態時的局部結構示意圖;
圖5為本發明處于第四頂梁換柱狀態時的局部結構示意圖;
圖6為本發明處于第五頂梁換柱狀態時的局部結構示意圖;
圖7為本發明處于第六頂梁換柱狀態時的局部結構示意圖;
圖8為本發明處于整體滑移到位狀態時的局部結構示意圖。
圖中:a-鋼屋架、b-鋼柱、b1-第一榀原鋼柱、b11-第一臨時豎向支撐柱、b2-第二榀原鋼柱、b21-第二臨時豎向支撐柱、c1-下層軌道、c2-上層軌道。
具體實施方式
本發明以石獅國際輕紡城作為具體實施地點,提供如下具體實施例。
如圖1所示,一種大型建筑物屋頂采光中庭的鋼結構滑移換柱施工方法,其特征在于,
從吊裝場地將鋼結構吊裝至屋面,同時鋪設并固定滑移軌道;在屋面一端作業平臺進行分段,采用兩榀屋架帶鋼柱組合成一個單元的方式進行拼裝、起吊,然后吊裝至滑移軌道上;利用滑移軌道作為導軌通過固定點將整榀屋架依次向前滑移一榀的距離;再接著連接第三榀屋架,再向前滑移,先遠后近,反復進行,至所有屋架到指定位置;對于局部不等標高的位置進行重新增設臨時轉換鋼柱后進行繼續向目標位置滑移,整體繼續滑移到最終位置;最后通過液壓千斤頂整體提升,卸掉滑移軌道后,通過高強度螺栓實現整體固定安裝;
該施工方法具體包括以下步驟:
1)滑移軌道鋪設
①沿鋼屋架軸線位置上的框架梁頂設置兩條滑移軌道,滑移軌道中心線應與下部混凝土平臺大梁軸線重合,采用型號為300mm×300mm×12mm的鋼方管作為支撐軌道;
②滑移軌道采用型號為500mm×500mm×20mm的鋼墊片,與主體結構連接固定采用ф30mm螺栓,植入深度20倍直徑,鋼墊片盡量安排每根滑移軌道的端部以及框架柱的位置下方,并利用鋼墊片調節滑移軌道的水平度;滑移軌道的下表面與平臺大梁上表面間的間隙應采用枕木墊實;
③相鄰的兩截滑移軌道之間通過焊接實現牢固連接,利用水平儀對相鄰的兩截滑移軌道面找平,使相鄰的兩截滑移軌道平行在同一水平面上;
④對處于不同標高平面上的滑移軌道進行安裝時應保證上、下兩截滑移軌道保持在同一軸線上,形成上層軌道c2和下層軌道c1;
⑤滑移軌道安裝完成后應再次復核導軌的軸線位置和平整度;
2)鋼構件的吊裝
①由于主梁因長度太長而不能滿足運輸條件,所以采取工廠分段加工、整體預拼裝后分段出廠,為了提高鋼結構吊裝效率,減少鋼結構高空焊接的工作量,先在屋面的作業平臺上將分節主梁拼裝焊接成整體后再吊裝至屋面進行分節拼裝;
②按照安裝流水順序從中轉堆場將配套鋼構件運入屋面作業平臺,利用現場的裝卸機械盡量將其就位到安裝機械的回轉半徑內,并遵循“重近輕遠”的原則;鋼柱和鋼屋架的大件放置,應依據吊裝工藝作平面布置設計,避免現場二次倒運困難;鋼梁、支撐柱可按吊時順序配套供應堆放,堆垛高度不超過2m和三層;
③吊運時不宜破壞油漆面;
④由于大跨度鋼結構重量較沉,應結合吊裝機械的起重能力,進行分段吊裝;
3)鋼屋架的拼裝
①鋼結構的散件運到現場后,將其吊裝至屋面的作業平臺上進行拼合組裝;
②鋼柱吊裝前應將滑板按柱位間距安裝并鎖定在滑槽內,鋼柱b吊裝到位后將柱底板用螺栓連接在滑板上,鋼柱b垂直度調整好后設立臨時支撐架,每根鋼柱對應一個臨時支撐架,每個臨時支撐架包括四根方管,每根5米,臨時支撐架的固定點為澆筑屋面砼時預埋鐵件或者螺栓;將鋼柱b的平面位置、標高、垂直度等進行校正,使其符合施工驗收規范和滑移對鋼柱精度的要求;同樣第二榀鋼柱的吊裝以此類推;第二榀鋼柱完成后,第一榀鋼柱與第二榀鋼柱之間吊裝橫梁;
③弧形梁吊裝就位并且掛好垂直度后應設置臨時支撐腳,臨時支撐腳設置在離弧形梁兩端三分之一處,臨時支撐腳采用ф48mmx3.5m鋼管斜撐在屋面梁上,臨時支撐腳能預防鋼構件側翻,臨時支撐腳的底部固定點與澆筑屋面砼時的預埋鐵件進行焊接;
④對稱部份鋼結構的安裝以此類推;
⑤弧形梁吊裝宜采用專用吊具,兩點綁扎吊裝;弧形梁在吊升過程中必須保持水平狀態;在安裝鋼柱與鋼柱之間的主梁時,測量必須跟蹤校正鋼柱與鋼柱之間的距離,并預留安裝余量,特別是節點焊接的收縮量,從而達到控制變形、減小或消除附加應力的目的;
⑥弧形梁與鋼柱節點的連接,原則上對稱施工,互相協調;
⑦由于弧形梁跨度比較大而且平面外的剛度相對較小,所以為了降低吊裝機械的提升高度以及減小弦桿壓力,大跨度的弧形梁在吊裝時采用3點吊裝;
⑧鋼柱、弧形梁臨時支撐應在整節構件安裝完成后,對個別區域油漆破壞應進行補漆;
4)鋼屋架累計滑移
①在滑移軌道上分段拼裝鋼屋架,通過在屋架鋼柱下設置滑板,實現每段鋼屋架自西向東方向沿著下層軌道c1依次滑移并累計拼合排列在一起,滑板優選履帶式重物移運器,根據鋼屋架的總重量來計算單根鋼柱最大集中應力并配置對應型號的履帶式重物移運器;滑板墊置于滑移軌道與鋼柱的柱底板之間并且保持平直;滑板在滑移過程中,實時監控各個滑板的運行狀態,發現滑板有偏離滑移軌道或者角度不正確時,立即暫?;瑒?,將鋼屋架用千斤頂頂起,調正滑板位置后再放下鋼屋架并繼續向目標位置勻速滑移;
②計算鋼結構滑移的牽引力大小來選擇手動葫蘆以及牽引支座的型號,牽引支座宜采用鋼板,牽引支座焊接在滑移軌道的正前方;
③手動葫蘆作為滑移的牽引工具,手動葫蘆的后方掛在牽引支座上,手動葫蘆的前方鉤住位于屋架鋼柱下方的柱底板上的鉤點,手動葫蘆的鏈條不夠長的情況下可以采用鋼絲繩續接,通過收緊手動葫蘆鏈條來拉動鋼屋架勻速滑行;
④鋼屋架滑移前,在兩側滑移軌道上設置統一刻度標尺,每50mm為一個小刻度,每1m為一大刻度,同時,滑移軌道上標注屋架鋼柱軸線位置;鋼屋架通過兩側滑移軌道同時牽引滑移,同步監控兩側滑移行進距離能及滑移速度是否一致;
⑤當鋼屋架滑移過程中出現偏移時,采用一邊滑移一邊糾偏的方法,偏移大的一端先滑移一定距離后?;?,偏移小的一端再滑移,依此重復數次,直到恢復正常滑移狀態;
⑥鋼屋架滑移到位后,在滑板的前后均放置鋼楔實現臨時定位;
5)不同標高屋面的換柱滑移
針對不同標高的屋面導致致使鋼屋架a滑移受阻時,如圖2所示,采取先累計滑移至高低跨交界處,然后再設置臨時支撐柱來實現頂梁換柱的目的,使鋼屋架a的滑移工作得以繼續進行,頂梁換柱具體包括以下步驟:
如圖2、圖3所示,①當鋼屋架整體滑移至高低跨屋面交界處時,在第一榀鋼屋架柱頭后方600mm處焊接一根第一臨時豎向支撐柱b11,該第一臨時豎向支撐柱b11的截面為300mm×300mm×40mm,第一臨時豎向支撐柱b11作為頂梁的臨時支撐柱,同時在第一臨時豎向支撐柱b11的中部增加水平連系梁以及剪刀撐;
②第一臨時豎向支撐柱b11頂梁時不得有正偏差,出現負偏差可以采用鋼楔形進行調整,負偏差較大時應加設鋼板;在橫梁上方翼緣的兩側各設置一個吊環點位,兩個吊環焊接完成并冷卻達到強度后,在每個吊環點位上分別設置一個手拉葫蘆,手拉葫蘆用于第一臨時豎向支撐柱b11的吊裝;
在第一榀原鋼柱b1側壁下端焊接臨時鋼支撐牛腿,在臨時鋼支撐牛腿底板的底面設置有兩臺液壓千斤頂,左右兩臺液壓千斤頂先將第一榀原鋼柱b1頂起脫離滑移軌道,再在第一臨時豎向支撐柱b11的柱底板與滑移軌道之間墊入滑板,第一臨時豎向支撐柱b11就位,再次復核第一臨時豎向支撐柱b11的軸線位置、垂直度、平整度,第一臨時豎向支撐柱b11焊接完成后,撤掉左右兩臺液壓千斤頂,使第一臨時豎向支撐柱b11完全受力;
如圖4所示,③切割第一榀原鋼柱b1后,切割后還剩下的鋼柱部分作為第一柱頭并再焊接一塊柱底板,在該第一柱頭柱底板的底面與上層滑移軌道之間墊入滑板,鋼屋架繼續向前滑移至上層滑移軌道500mm范圍內,為了控制第一柱頭能直接受力在上層軌道c2之上,第一榀原鋼柱b1的切割應控制尺寸,可以有負偏差,誤差較大時可以補焊鋼板以及卡入鋼楔使柱頭完全受力,第一柱頭完全受力后,將第一臨時豎向支撐柱b11切割后繼續控制鋼屋架向前滑移;
如圖5所示,④鋼屋架繼續向前滑移至第二榀鋼屋架時,在第二榀鋼屋架柱頭后方600mm處焊接一根第二臨時豎向支撐柱b21,該第二臨時豎向支撐柱b21的截面為300mm×300mm×40mm,第二臨時豎向支撐柱b21亦是作為頂梁的臨時支撐柱,同時在第二臨時豎向支撐柱b21的中部增加水平連系梁以及剪刀撐,第二臨時豎向支撐柱b21亦通過設置于橫梁上的手拉葫蘆實現吊裝;
在第二榀原鋼柱b2側壁下端焊接臨時鋼支撐牛腿,在臨時鋼支撐牛腿底板的底面設置有兩臺液壓千斤頂,左右兩臺液壓千斤頂先將第二榀原鋼柱b2頂起脫離滑移軌道,再在第二臨時豎向支撐柱b21的柱底板與滑移軌道之間墊入滑板,第二臨時豎向支撐柱b21就位,再次復核第二臨時豎向支撐柱b21的軸線位置、垂直度、平整度,第二臨時豎向支撐柱b21焊接完成后,撤掉左右兩臺液壓千斤頂,使第二臨時豎向支撐柱b21完全受力;
如圖6、圖7、圖8所示,切割第二榀原鋼柱b2后,切割后還剩下的鋼柱部分作為第二柱頭并再焊接一塊柱底板,在該第二柱頭柱底板的底面與上層滑移軌道之間墊入滑板,鋼屋架繼續向前滑移,為了控制第二柱頭能直接受力在上層軌道c2之上,第二柱頭完全受力后,將第二臨時豎向支撐柱b21切割后繼續控制鋼屋架向前滑移直至最終的目標位置,鋼屋架整體滑移到位;
6)鋼屋架整體卸載和就位
①鋼屋架整體滑移到位后,在每個鋼柱下部設置鋼結構卸載點,每個鋼結構卸載點均設置在原混凝土結構主梁上,在卸載點的鋼柱上做鋼支撐牛腿,用銷軸將鋼支撐牛腿與鋼柱連接,鋼支撐牛腿作為卸載油缸向上頂升鋼屋架整體時支撐點,每個鋼結構卸載點均設置2臺32t液壓千斤頂;液壓千斤頂頂升后將鋼柱以及支撐結構脫離軌道面25mm,液壓千斤頂作為卸載油缸使用,卸載包括以下步驟:
a、卸載油缸伸缸程150mm,鋼柱脫離軌道面350mm,拆除鋼柱下方的滑板;
b、第一次卸載150mm,即將支撐結構的標高從500mm降低到350mm,將鋼柱支撐梁脫離滑板面20mm,卸載油缸縮缸150mm,鋼柱支撐梁結構支撐在墊塊上,然后拆除卸載油缸下方的第一塊厚度為150mm的墊塊,卸載油缸再伸缸150mm;
c、第二次卸載150mm,即將支撐結構的標高從350mm降低到200mm,將鋼柱支撐梁脫離20#槽鋼面20mm,20#槽鋼即滑移軌道,拆除鋼柱支撐梁下方的20#槽鋼,卸載油缸縮缸150mm,鋼柱支撐梁結構支撐在型號為300mmx300mmx12mm的方鋼上,然后控制鋼柱柱底板的螺栓孔與原混凝土結構預埋螺栓就位準確,確保第三次卸載順利進行;
d、第三次卸載200mm,即將支撐結構的標高從200mm降低到0mm,將鋼柱支撐梁脫離型號為300mmx300mmx12mm的方鋼面20mm,卸載油縮缸200mm,拆除鋼柱支撐梁下方型號為300mmx300mmx12mm的方鋼以及型號為500mmx500mmx20mm的鋼墊片,鋼柱支撐梁結構支撐在原混凝土結構上;
②油缸縮缸,完成受力體系的轉換,取走預留的軌道部分,切掉鋼柱下端的支撐結構,隨后拆除側部滑移軌道,鋼柱底部墊好墊板,做好卸載前的準備;
③取走卸載油缸,將鋼支撐牛腿切除,最終完成卸載;
7)鋼屋架焊接或者螺栓連接
①整體滑移到位并降至設計安裝標高后,開始調整標高,最后進行連接;
②一個接頭上的數個高強度螺栓,應從高強度螺栓群的中部開始安裝,逐個擰緊,初擰、復擰、終擰都應從高強度螺栓群的中部開始向四周擴展逐個擰緊,每擰一遍應用不同顏色的油漆做上標志,防止漏擰;
③接頭遇到既有高強度螺栓連接又有電焊連接時,按先螺栓緊固后焊接的施工工藝順序進行,先終擰完高強度螺栓再焊接焊縫;
④高強度螺栓的緊固順序從剛度大的部位向不受約束的自由端進行,同一節點內從中間向四周,以使板間密貼;
⑤鋼柱柱底板下所預留的空隙,可以用高強度、微膨脹、無收縮砂漿以捻漿法填實。