CN107100271A - 一种利用可调拉杆调节钢构件预拱度的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用可调拉杆调节钢构件预拱度的方法，包括步骤如下：步骤一，技术准备；步骤二，复核可调拉杆受拉承载力是否足够；步骤三，复核预先在主体结构上埋设的连接可调拉杆的连接件的标高及平面位置；步骤四，将钢构件与主体结构上进行初步连接；步骤五，可调拉杆的一端与主体结构可拆卸连接、与钢固定连接；步骤六，测量出钢构件关键截面实际标高和根部实际标高；步骤七，调整可调拉杆至最终理论标高位置处；步骤八，对钢构件进行最终固定；步骤九，调整可调拉杆，对钢构件逐步进行卸载。本发明要解决传统的施工方法安装大跨度或大悬挑结构件时间长、施工成本高、安装精度低以及对位于结构外侧的构件进行安装时安全隐患大的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用可调拉杆调节钢结构梁预拱度的方法。
背景技术
随着建筑技术的进步，越来越多的超高层建筑或公共建筑为了实现建筑形式与功能的多样化，设置了较多大跨度或超大悬挑结构。大跨度或大悬挑结构的应用，可以更有效的利用建筑空间资源，提供更多的下部空间，避免柱网造成建筑上美感的缺失，并且经过建筑设计精细化设计后的大型悬挑钢结构更能给人以强烈的艺术感。此类大跨度或大悬挑结构件一般所处位置较高、构件较重，需要精度较高的预起拱。采用传统的施工方法施工此类构件往往存在如下问题：安装时间多、施工成本高、大悬挑构件安装的精度低，同时安装悬挑钢结构过程中构件位于结构外侧安装时产生的安全隐患大。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用可调拉杆调节钢结构梁预拱度的方法，要解决传统的施工方法安装大跨度或大悬挑结构件时间长、施工成本高、安装精度低以及对位于结构外侧的构件进行安装时安全隐患大的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种利用可调拉杆调节钢结构预拱度的方法，包括步骤如下。
步骤一，技术准备；得出待安装钢构件的关键截面的预起拱高度值，并综合焊接影响挠度值c，确定出钢构件关键截面的最终理论标高。
步骤二，复核安装过程中利用可调拉杆将钢构件的关键截面由设计标高拉至步骤一中最终理论标高时，可调拉杆受拉承载力是否足够。
步骤三，安装前复核预先在主体结构上埋设的用以连接可调拉杆的连接件的标高及平面位置。
步骤四，将钢构件吊至设计标高处，与预先埋设在主体结构上、用以连接钢构件的预埋件进行初步连接。
步骤五，将可调拉杆吊至钢构件上方，可调拉杆的一端与主体结构上的连接件可拆卸连接，另一端与钢构件固定连接。
步骤六，测量出钢构件关键截面实际标高和根部实际标高，并得出钢构件关键截面的实际标高与理论标高偏差。
步骤七，调整可调拉杆，对钢构件逐步施加拉力荷载，将钢构件关键截面位置初调整至步骤一中确定的钢构件关键截面的最终理论标高位置处。
步骤八，复核钢构件关键截面的实际标高，并继续调整可调拉杆直至实际标高与最终理论标高无偏差，对悬挑钢构件进行最终固定。
步骤九，调整可调拉杆，对悬挑钢构件逐步进行卸载，同时监控测量悬挑钢构件的下挠尺寸,待下挠高度值等于待安装钢构件自重和施工均布活载引起挠度值a与焊接影响挠度值c之和，即a+c后,继续逐步进行卸载构件,待监测不再下挠后完全卸载。
优选的，步骤一中所述钢构件为悬挑钢梁或为由一组钢梁单元依次拼接而成的钢梁；当所述钢构件为悬挑钢梁时，关键截面为悬挑端面；当所述钢构件为由一组钢梁单元依次拼接而成的钢梁时，关键截面为钢梁跨中截面。
优选的，步骤一中钢构件的关键截面的预起拱高度值由钢构件所受的恒载与1/2活载叠加计算所得,此预起拱高度值等于钢构件的关键截面在安装过程中由于自重和施工均布活载引起挠度值a与安装完成后楼面荷载引起的挠度值b的总和，即a+b；综合焊接影响挠度值c后，关键截面的最终理论标高为：a+b+c+关键截面的设计标高。
优选的，步骤二中所述的可调拉杆包括有一个套筒段和两个连接段；所述套筒段两端均设有内螺纹，并且其中一端为左旋内螺纹，另一端为右旋内螺纹；所述连接段的一端设有连接耳板，另一端设有与套筒段上内螺纹相对应的外螺纹；所述连接段与套筒段之间通过螺纹可调连接。
优选的，所述可调拉杆的套筒段上、靠近中间位置处设有用以旋转套筒段的钢杆。
优选的，步骤三中所述连接件包括连接板和吊耳一；所述连接板固定连接在主体结构侧面上；所述吊耳一连接在连接板上；所述步骤四中的预埋件为焊接连接在主体结构上的牛腿。
优选的，步骤五中可调拉杆与连接件的可拆卸连接具体为，可调拉杆一端的连接耳板与吊耳一之间通过销轴连接；可调拉杆与钢构件固定连接具体为可调拉杆另一端的连接耳板与吊耳二之间焊接连接。
优选的，步骤七中所述的调整可调拉杆具体方法为，旋转可调拉杆的套筒段，使套筒段与连接段之间逐步拧紧，通过增大可调拉杆对钢构件产生的拉力来调整关键截面的实际起拱高度值。
优选的，步骤八中所述的对悬挑钢构件进行最终固定方法为采用高强螺栓配合焊接连接固定。
优选的，步骤九中所述的调整可调拉杆具体方法为，反向旋转可调拉杆的套筒段，使套筒段与连接段之间逐步拧松，通过减小可调拉杆对钢构件产生的拉力来调整关键截面的实际下挠值。
本发明的有益效果如下。
1、本发明安装对施工条件要求低，安装构件不受施工场地条件限制；比传统方式避免了搭设大量架体，节省费用和人力物力。
2、本发明直接用可调拉杆调节钢构件关键截面的起拱高度，可大幅提高施工效率，缩短悬挑钢梁安装的施工周期。
3、本发明中可调拉杆与主体结构或者钢构件之间均为轴销连接，施工措施简单易拆，可大幅提高施工效率，缩短悬挑钢梁安装的施工周期；并且由于可调拉杆与主体结构之间可拆卸，可调节拉杆安装系统所用构件可全部实现周转，可实现零损耗。
4、本发明中的方法对钢构件关键截面的实际标高反复进行调节符合、复合，从而使悬挑钢梁安装精度较高。
5、本发明中的方法调节钢构件预拱度安全可靠，使得悬挑钢梁安装人员的安全得到保障；
6、本发明中的方法适用于精度要求较高且施工条件受限的大跨度或大悬挑钢结构的安装。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明中可调拉杆的正面示意图。
图2是本发明中可调拉杆的侧面示意图。
图3是本发明中钢构件与主体结构连接的一种实施例示意图。
图4是本发明中可调拉杆调整关键截面的实际标高时的一种实施例示意图。
附图标记：1－钢构件、2－主体结构、3－可调拉杆、31－套筒段、32－连接段、33－钢杆、4－连接板、5－吊耳一、6－吊耳二。
具体实施方式
如图1-4所示，这种利用可调拉杆调节钢结构预拱度的方法，包括步骤如下。
步骤一，技术准备；得出待安装钢构件1的关键截面的预起拱高度值，并综合焊接影响挠度值c，确定出钢构件1关键截面的最终理论标高。
步骤二，复核安装过程中利用可调拉杆3将钢构件1的关键截面由设计标高拉至步骤一中最终理论标高时，可调拉杆3受拉承载力是否足够；复核可调拉杆3受拉承载力计算：荷载为钢梁自重+施工活载，计算可调拉杆3极限受拉承载力，比较二者的大小。
步骤三，安装前复核预先在主体结构2上埋设的用以连接可调拉杆3的连接件的标高及平面位置。
步骤四，利用起吊机配合倒链将钢构件1吊至设计标高处，与预先埋设在主体结构上、用以连接钢构件1的预埋件进行初步连接，按钢构件1端部临时连接计算要求，计算出穿入相应的连接螺栓或焊接钢梁安装定位卡板的承载力，对钢构件1进行临时安装固定。
步骤五，将可调拉杆3吊至钢构件1上方，可调拉杆3的一端与主体结构2上的连接件可拆卸连接，另一端与钢构件1固定连接。
步骤六，测量出钢构件1关键截面实际标高和根部实际标高，并得出钢构件1关键截面的实际标高与理论标高偏差。
步骤七，调整可调拉杆3，通过得出的钢构件1关键截面的实际标高与理论标高偏差，根据安装角度确定可调拉杆3旋转一周可使两端标高提升数值，通过可调拉杆3对钢构件1逐步施加拉力荷载，将钢构件1关键截面位置初调整至步骤一中确定的钢构件1关键截面的最终理论标高位置处，所述的安装角度为可调拉杆3与钢构件1之间的夹角，其范围为30°～60°。
步骤八，复核钢构件1关键截面的实际标高，并继续调整可调拉杆3直至实际标高与最终理论标高无偏差，对悬挑钢构件1进行最终固定。
步骤九，调整可调拉杆3，对悬挑钢构件1逐步进行卸载，同时监控测量悬挑钢构件1的下挠尺寸,待下挠高度值等于待安装钢构件1自重和施工均布活载引起挠度值a与焊接影响挠度值c之和，即a+c后,继续逐步进行卸载构件,待监测不再下挠后完全卸载，此时的。
本实施例中，步骤一中所述钢构件1为悬挑钢梁或为由一组钢梁单元依次拼接而成的钢梁；当所述钢构件1为悬挑钢梁时，关键截面为悬挑端面；当所述钢构件1为由一组钢梁单元依次拼接而成的钢梁时，关键截面为钢梁跨中截面。
本实施例中，步骤一中钢构件1的关键截面的预起拱高度值由钢构件1所受的恒载（一般为自重）与1/2活载（一般为施工活荷载取2.5KN/m2）叠加计算所得,此预起拱高度值等于钢构件1的关键截面在安装过程中由于自重和施工均布活载引起挠度值a与安装完成后楼面荷载引起的挠度值b的总和；安装完成后的楼面荷载引起的挠度值b的计算荷载为：1/2（悬挑处所有钢梁自重+楼板厚度自重+楼面恒载+楼面活载）；现场施工中考虑对钢梁安装影响最小的焊接顺序进行1:1焊接现场焊接实验得出对焊接挠度值c的影响。因此，若以主体结构与钢构件连接点所在的水平面为基准面，在焊接之前钢构件1关键截面位置的最终理论标高为a+b+c与设计标高的和；焊接后钢构件1关键截面位置为理论标高为b与设计标高的和。
本实施例中，步骤二中所述的可调拉杆3包括有一个套筒段31和两个连接段32；所述套筒段31两端均设有内螺纹，并且其中一端为左旋内螺纹，另一端为右旋内螺纹；所述连接段32的一端设有连接耳板，另一端设有与套筒段上内螺纹相对应的外螺纹；所述连接段32与套筒段31之间通过螺纹可调连接。
本实施例中，所述可调拉杆3的套筒段31上、靠近中间位置处设有用以旋转套筒段31的钢杆33，利用扳手旋转钢杆33，从而带动套筒段31转动。
本实施例中，步骤三中所述连接件包括连接板4和吊耳一；所述连接板4固定连接在主体结构2侧面上；所述吊耳一连接在连接板4上；所述步骤四中的预埋件为焊接连接在主体结构2上的牛腿。
本实施例中，步骤五中可调拉杆3与连接件的可拆卸连接具体为，可调拉杆3一端的连接耳板与吊耳一之间通过销轴连接；可调拉杆3与钢构件1固定连接具体为可调拉杆3另一端的连接耳板与吊耳二6之间焊接连接。
本实施例中，步骤七中所述的调整可调拉杆3具体方法为，旋转可调拉杆3的套筒段31，使套筒段31与连接段32之间逐步拧紧，通过增大可调拉杆3对钢构件1产生的拉力来调整关键截面的实际起拱高度值。
本实施例中，步骤八中所述的对悬挑钢构件1进行最终固定方法为采用高强螺栓配合焊接连接固定。
本实施例中，步骤九中所述的调整可调拉杆3具体方法为，反向旋转可调拉杆3的套筒段31，使套筒段31与连接段32之间逐步拧松，通过减小可调拉杆3对钢构件1产生的拉力来调整关键截面的实际下挠值。
在其他实施例中，可调拉杆3还可以用连续钢梁、简支钢梁或者伸臂钢梁。
采用可调节拉杆安装系统安装钢梁过程中使用的工具如下表：
采用可调节拉杆安装系统安装钢梁过程中施工人员为：安装人员3人，测量人员2人，地面挂钩人员3人，焊接人员1人，看火人员1人。
效益分析：采用可调节拉杆进行安装悬挑钢梁或大跨钢梁，比传统方式节省了大量搭设架体的费用，按照每平米架体23元计算，安装重约6吨的钢梁约需搭设架体50平米，对于本项目40层双侧设置悬挑的工程约节省费用23*50*2*2*40=184000元。可调拉杆投入费用约为10000元，可比传统方式节省约174000元左右。
Claims (10)
1.一种利用可调拉杆调节钢构件预拱度的方法，其特征在于，包括步骤如下：
步骤一，技术准备；得出待安装钢构件（1）的关键截面的预起拱高度值，并综合焊接影响挠度值c，确定出钢构件（1）关键截面的最终理论标高；
步骤二，复核安装过程中利用可调拉杆（3）将钢构件（1）的关键截面由设计标高拉至步骤一中最终理论标高时，可调拉杆（3）受拉承载力是否足够；
步骤三，安装前复核预先在主体结构（2）上埋设的用以连接可调拉杆（3）的连接件的标高及平面位置；
步骤四，将钢构件（1）吊至设计标高处，与预先埋设在主体结构（2）上、用以连接钢构件（1）的预埋件进行初步连接；
步骤五，将可调拉杆（3）吊至钢构件（1）上方，可调拉杆（3）的一端与主体结构（2）上的连接件可拆卸连接，另一端与钢构件（1）固定连接；
步骤六，测量出钢构件（1）关键截面实际标高和根部实际标高，并得出钢构件（1）关键截面的实际标高与理论标高偏差；
步骤七，调整可调拉杆（3），对钢构件（1）逐步施加拉力荷载，将钢构件（1）关键截面位置初调整至步骤一中确定的钢构件（1）关键截面的最终理论标高位置处；
步骤八，复核钢构件（1）关键截面的实际标高，并继续调整可调拉杆（3）直至实际标高与最终理论标高无偏差，对悬挑钢构件（1）进行最终固定；
步骤九，调整可调拉杆（3），对悬挑钢构件（1）逐步进行卸载，同时监控测量悬挑钢构件（1）的下挠尺寸,待下挠高度值等于待安装钢构件（1）自重和施工均布活载引起挠度值a与焊接影响挠度值c之和，即a+c后,继续逐步进行卸载构件,待监测不再下挠后完全卸载。
2.一种利用可调拉杆调节钢构件预拱度的方法，其特征在于，步骤一中所述钢构件（1）为悬挑钢梁或为由一组钢梁单元依次拼接而成的钢梁；
当所述钢构件（1）为悬挑钢梁时，关键截面为悬挑端面；
当所述钢构件（1）为由一组钢梁单元依次拼接而成的钢梁时，关键截面为钢梁跨中截面。
3.根据权利要求2所述的一种利用可调拉杆调节钢构件预拱度的方法，其特征在于：步骤一中钢构件（1）的关键截面的预起拱高度值由钢构件（1）所受的恒载与1/2活载叠加所引起,此预起拱高度值等于钢构件（1）的关键截面在安装过程中由于自重和施工均布活载引起挠度值a与安装完成后楼面荷载引起的挠度值b的总和，即a+b；综合焊接影响挠度值c后，关键截面的最终理论标高为：a+b+c+关键截面的设计标高。
4.根据权利要求2所述的一种利用可调拉杆调节钢构件预拱度的方法，其特征在于：步骤二中所述的可调拉杆（3）包括有一个套筒段（31）和两个连接段（32）；所述套筒段（31）两端均设有内螺纹，并且其中一端为左旋内螺纹，另一端为右旋内螺纹；所述连接段（32）的一端设有连接耳板，另一端设有与套筒段上内螺纹相对应的外螺纹；所述连接段（32）与套筒段（31）之间通过螺纹可调连接。
5.根据权利要求4所述的一种利用可调拉杆调节钢构件预拱度的方法，其特征在于：所述可调拉杆（3）的套筒段（31）上、靠近中间位置处设有用以旋转套筒段（31）的钢杆（33）。
6.根据权利要求2所述的一种利用可调拉杆调节钢构件预拱度的方法，其特征在于：步骤三中所述连接件包括连接板（4）和吊耳一；所述连接板（4）固定连接在主体结构（2）侧面上；所述吊耳一连接在连接板（4）上；所述步骤四中的预埋件为焊接连接在主体结构（2）上的牛腿。
7.根据权利要求6所述的一种利用可调拉杆调节钢构件预拱度的方法，其特征在于：步骤五中可调拉杆（3）与连接件的可拆卸连接具体为，可调拉杆（3）一端的连接耳板与吊耳一之间通过销轴连接；可调拉杆（3）与钢构件（1）固定连接具体为可调拉杆（3）另一端的连接耳板与吊耳二（6）之间焊接连接。
8.根据权利要求7所述的一种利用可调拉杆调节钢构件预拱度的方法，其特征在于：步骤七中所述的调整可调拉杆（3）具体方法为，旋转可调拉杆（3）的套筒段（31），使套筒段（31）与连接段（32）之间逐步拧紧，通过增大可调拉杆（3）对钢构件（1）产生的拉力来调整关键截面的实际起拱高度值。
9.根据权利要求2所述的一种利用可调拉杆调节钢构件预拱度的方法，其特征在于：步骤八中所述的对悬挑钢构件（1）进行最终固定方法为采用高强螺栓配合焊接连接固定。
10.根据权利要求8所述的一种利用可调拉杆调节钢构件预拱度的方法，其特征在于：步骤九中所述的调整可调拉杆（3）具体方法为，反向旋转可调拉杆（3）的套筒段（31），使套筒段（31）与连接段（32）之间逐步拧松，通过减小可调拉杆（3）对钢构件（1）产生的拉力来调整关键截面的实际下挠值。
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