一种复杂分区提升钢结构监测提升结构的制作方法

1.本实用新型属于建筑施工技术领域，特别涉及一种复杂分区提升钢结构监测提升结构。


背景技术：

2.随着建筑结构的多样化发展和人们对于建筑多功能的需求，钢结构样式也随之发展，而钢结构的提升安装施工一直是此中的重中之重，在提升安装过程中对桁架的监控和控制是必不可少的一环。现阶段对于钢桁架提升时，如何根据提升进行过程控制针对性方案缺乏，且安装时对于过程中的变形和位移控制较少，尤其是塔楼式建筑连接时同时带有悬挑的高空桁架，这种大跨度、高空式悬挑桁架在具体施工时缺乏对应的施工结构，在桁架提升控制以及最后形成整体结构的全过程均鲜有涉及。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种复杂分区提升钢结构监测提升结构，用以解决高层连体大型钢结构的分区提升、监测控制以及提升控制等技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.一种复杂分区提升钢结构监测提升结构，包含大型钢结构、连接于大型钢结构上的固定支撑提升架、设置于大型钢结构下框架柱顶部和底部的监测点，设置于预拼装区四角处和预拼装区与框柱柱连接上方的监测点以及设置于固定支撑提升架与预拼装区呈的监测点；所述监测点处连接有位移传感器和变形传感器，且位移传感器和变形传感器均与固定支撑提升架上的液压提升系统联合设置并通过远程计算机控制；
6.所述大型钢结构包含两预拼装区、拼装一区、拼装二区、拼装三区以及拼装四区，所述两预拼装区呈八字形、拼装一区连接于两预拼装区八字形小开口一侧，拼装三区为弧形且连接于两预拼装区大开口一侧，拼装二区连接于拼装一区和拼装二区之间；拼装一区、拼装二区和拼装三区内侧呈环心区；所述拼装四区为弧形连接于两预拼装区大开口一侧且位于拼装三区外侧；
7.所述预拼装区、拼装一区、拼装二区、拼装三区以及拼装四区合围呈大型钢结构，两预拼装区连接于已施工结构顶部；拼装一区、拼装三区和拼装四区均为大跨度桁架体。
8.进一步的，拼装一区、拼装二区和拼装三区均包含两个区域，两个区域关于空中桁架连体对称线为轴；拼装四区为弧形区连接于预拼装区；预拼装区通过框架柱和桁架连柱与已建楼体顶部；已建楼体对应预拼装区呈八字形。
9.进一步的，在已建楼体的顶面上拼装桁架并形成预拼装区，拼装胎架立柱间距对应已建楼体的框架柱的柱距进行设置，设置在楼层梁或柱位置处；已建楼体浇筑混凝土时脚手架为下部支撑，其中脚手架底部保留至基础顶面，未到底部进行局部加固；
10.进一步的，预拼装区通过桁架连柱与已建楼体的框架柱连接，预拼装区分别拼装三区和拼装四区处设置有弧形三角区，弧形三角区上桁架纵杆分别对应桁架曲杆顺接。
11.进一步的，拼装四区弧线中部临时连接有固定支撑提升架，所述固定支撑提升架包含梁平行设置的两组固撑立柱、连接于固撑立柱顶部的固撑联梁、连接于固撑立柱顶部一侧的固撑伸长臂以及连接于固撑伸长臂与预拼装区之间的固撑连杆。
12.进一步的，固撑连杆呈“爪”字形与预拼装区顶部连接；所述固撑立柱两个为一组沿环心区径向设置并穿出拼装四区，两组固撑立柱对应沿环心区的环向设置；每组固撑立柱之间和两组固撑立柱的中下部还可拆卸有加强系杆。
13.进一步的，两组固撑立柱中部和下部还连接有支撑结构，所述支撑结构包含支撑柱、支撑梁和支撑墙，支撑梁呈网格式分布且网格中穿接固撑立柱并通过连件连接；所述支撑柱、支撑梁和支撑墙为下部已建楼体的主体梁体、柱体和墙体。
14.进一步的，固定支撑提升架底部设有钢结构转换平台将柱脚反力传递至混凝土基础上，与已建楼体的楼层面相连，固定支撑提升架中间设置两道加强系杆，顶部设置固撑联梁和固撑伸长臂；固定支撑提升架内部还设置钢爬梯和操作平台。
15.本实用新型的有益效果体现在：
16.1）本实用新型将不同高度安装的桁架连体进行分区，分为预拼装和地面拼装两大部分，且通过不同的提升方式进行提升，不仅利于安装还可保证在提升时的固定、精度以及连接等问题；
17.2）本实用新型通过监测点的设置以及提升过程中对于变形、位移以及挠度的控制，利于对提升过程中、安装固定过程中进行的精细化控制；有效的保证了钢结构的受力均衡和安装稳定性；
18.3）本实用新型通过固定支撑提升架的设置，一方面通过固撑伸长臂进行连接固定，另一方面通过固撑立柱进行拼装总区的安装；且固撑立柱通过滑轨设计，可在提升过程中进行限位和定点支撑；通过悬臂连架的设置，不仅利于固定支撑提升架进行有序提升吊运，而且，其与预拼装区连接可有效的提供反力支撑；通过提升过程中的实施方法的应用也可有效的保证提升精度。
19.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解；本实用新型的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。
附图说明
20.图1是复杂分区提升钢结构监测提升结构安装示意图；
21.图2是复杂分区提升钢结构监测提升结构分区示意图；
22.图3是复杂分区提升钢结构监测提升结构组装示意图；
23.图4是大型钢结构与固定支撑提升架施工连接示意图；
24.图5是固定支撑提升架与预拼装区连接示意图；
25.图6是固定支撑提升架与大型钢结构立体示意图一；
26.图7是固定支撑提升架与大型钢结构连接立体示意图二；
27.图8是固定支撑提升架与大型钢结构连接侧视图；
28.图9是固定支撑提升架与拼装总区连接立体示意图；
29.图10是吊挂器连接侧视示意图；
30.图11是固撑立柱与支撑结构连接示意图；
31.图12是固撑立柱与支撑结构连接局部示意图。
32.附图标记：1-环心区、2-大型钢结构、3-固定支撑提升架、31-固撑立柱、32-固撑联梁、33-固撑伸长臂、34-固撑连杆、4-桁架吊架、5-预拼装区、6-拼装一区、7-拼装二区、8-拼装三区、9-拼装四区、10-拼装总区、11-框架柱、12-桁架连柱、13-吊挂器、15-支撑结构、151-支撑柱、152-支撑梁、153-支撑墙。
具体实施方式
33.以某酒店为例，酒店为双塔楼结构，双塔楼结构的楼体呈八字型。高层双塔楼的屋顶空中连接体采用钢桁架结构，空中连接体位于双塔楼的南楼与北楼之间屋顶位置处，安装标高为51.700m~63.350m，连接体近似呈圆环形布置，连体钢结构位于两侧酒店塔楼顶，跨度约36m～50m，最大悬挑长度约30m。
34.结合图1至图12所示，高层连体大型钢结构安装监测系统的施工方法，其中，安装监测系统包含大型钢结构2、连接于大型钢结构2上的固定支撑提升架3、设置于大型钢结构2下框架柱11顶部和底部的监测点，设置于预拼装区5四角处和预拼装区5与框柱柱连接上方的监测点以及设置与固定支撑提升架3与预拼装区5呈的监测点；监测点处连接有位移传感器和变形传感器，且位移传感器和变形传感器均与固定支撑提升架3上的液压提升系统联合设置并通过远程计算器控制。此外，通过bim软件确定各安装构件的进场顺序，且通过sap2000等通用的有限元计算分析软件，对每个杆件均进行受力分析，并对受力变形量在前10%的杆件加密设置监测点。
35.本实施例中，大型钢结构2包含两预拼装区5、拼装一区6、拼装二区7、拼装三区8以及拼装四区9，所述两预拼装区5呈八字形、拼装一区6连接于两预拼装区5八字形小开口一侧，拼装三区8为弧形且连接于两预拼装区5大开口一侧，拼装二区7连接于拼装一区6和拼装二区7之间；拼装一区6、拼装二区7和拼装三区8内侧呈环心区1；所述拼装四区9为弧形连接于两预拼装区5大开口一侧且位于拼装三区8外侧；预拼装区5、拼装一区6、拼装二区7、拼装三区8以及拼装四区9合围呈大型钢结构2，两预拼装区5连接于已施工结构顶部；拼装一区6、拼装三区8和拼装四区9均为大跨度桁架体。
36.结合图1至图12所示，大型钢结构2安装监测系统的施工方法，具体步骤如下：
37.步骤一、施工两侧八字形楼体以及八字形楼体大开口处的楼体，在八字形已建楼体顶部预先施工预拼装区5，随着大开口处楼体施工同步施工固定支撑提升架3；对于预拼装区5通过桁架吊架4提升安装，桁架吊架4包含汽车吊和履带吊；吊装区域涵盖空间桁架各区的安装范围。
38.在已建楼体的顶面上拼装桁架并形成预拼装区5，拼装作业时，拼装胎架立柱间距对应已建楼体的柱距进行设置，设置在楼层梁或柱位置处；保留下部已建楼体浇筑混凝土时用的脚手架，将此脚手架作为下部支撑；其中脚手架底部保留至基础顶面，若未到底部进行局部加固；
39.步骤二、在大开口处的楼体顶面组装拼装一区6、拼装二区7、拼装三区8以及拼装四区9，使其形成一个拼装总区10，在拼装总区10的安装位置正下方标高楼面上拼装施工完成后，设置固定支撑提升架3及临时吊点，采用液压同步提升法将其提升安装施工就位；其
中固定支撑提升架3的安装通过含汽车吊和履带吊进行安装，后续通过固定支撑提升架3的固撑连杆34与预拼装区5进行临时固定。
40.对于步骤二中，所述拼装一区6、拼装二区7和拼装三区8均包含两个区域，两个区域关于大型钢结构2对称线为轴；所述拼装四区9为弧形区连接于预拼装区5；所述预拼装区5通过框架柱11和桁架连柱12与已建楼体顶部；所述已建楼体对应预拼装区5呈八字形；所述拼装四区9弧线中部临时连接有固定支撑提升架3，所述固定支撑提升架3包含梁平行设置的两组固撑立柱31、连接于固撑立柱31顶部的固撑联梁32、连接于固撑立柱31顶部一侧的固撑伸长臂33以及连接于固撑伸长臂33与预拼装区5之间的固撑连杆34；
41.本实施例中，固撑连杆34呈“爪”字形与预拼装区5顶部连接；所述固撑立柱31两个为一组沿环心区1径向设置并穿出拼装四区9，两组固撑立柱31对应沿环心区1的环向设置；每组固撑立柱31之间和两组固撑立柱31的中下部还可拆卸有加强系杆。
42.本实施例中，两组固撑立柱31中部和下部还连接有支撑结构15，所述支撑结构15包含支撑柱151、支撑梁152和支撑墙153，支撑梁152呈网格式分布且网格中穿接固撑立柱31并通过连件连接；所述支撑柱151、支撑梁152和支撑墙153为下部已建楼体的主体梁体、柱体和墙体。
43.本实施例中，固撑立柱31通过标准节制作而成，标准节横截面为方形，方形标准节四周设置有滑轨；对应的拼装总区10形成的桁架框架穿接标准节且在拼装总区10上对应安装有可拆卸的滑轮，所述滑轮包含制动系统且远程控制系统与固定支撑提升架3控制系统联合设置；所述滑轨拼接而成，至少在试提升点和最终安装点设置有缺口，缺口对应插接承托板，缺口运行时通过临插板填充。
44.本实施例中，固定支撑提升架3底部设有钢结构转换平台将柱脚反力传递至混凝土基础上，与已建楼体的楼层面相连，固定支撑提升架3中间设置两道加强系杆，顶部设置固撑联梁32和固撑伸长臂33；固定支撑提升架3内部还设置钢爬梯和操作平台；其中，第一道加强系杆采用履带吊安装和拆卸，第二道加强系杆随桁架提升上去，通过手拉葫芦进一步定位后用螺栓连接；固定支撑提升架3分段和安装顺序为固定支撑提升架3最重构件为最上面一段，最不利工况为卸载拆除时，固定支撑提升架3通过履带吊进行安装。
45.本实施例中，还设置有桁架吊架4，所述桁架吊架4连接于大型钢结构2外侧，所述桁架吊架4至少设置两台且关于桁架吊架4关于大型钢结构2轴对称布置，所述桁架吊架4通过吊挂器13与预拼装区5连接，所述吊挂器13包含吊挂连头、连接于吊挂连头下方的钢绞线、连接于钢绞线底部的吊挂连板以及连接于吊挂连板一侧与钢绞线件之间的吊挂加强板；所述吊挂连板呈h形，其中横部顶面连接钢绞线底部，开口底部连接待钢绞线件；所述吊挂连头与悬臂连架顶部连接。
46.本实施例中，悬臂连架包含悬臂连立杆、悬臂连悬杆、悬臂斜撑杆、悬臂斜连一杆和悬臂斜连二杆；所述悬臂连立杆垂直连接于预拼装区5的桁架纵杆上部，悬臂连悬杆垂直连接于悬臂连立杆顶部临近桁架吊架4一侧，连接于悬臂连立杆和悬臂连悬杆之间的悬臂斜撑杆，连接于悬臂连立杆与桁架纵杆之间的悬臂斜连一杆，以及连接于悬臂连悬杆与桁架纵杆之间的悬臂斜连二杆。
47.步骤三、拼装总区10采用整体提升工艺吊装，支座位置的部分结构先预装到位，提升单位要在提升前预制分段，提升到位后，在高空安装后装段以及其他后装杆件；其中嵌补
段安装顺序由上向下进行，先桁架曲斜杆后曲腹杆；
48.步骤四、根据拼装总区10结构布置及工况计算的结果，吊点在环心区1四周间隔设置且设置于框架柱11附近；采用液压同步系统提升吊装拼装总区10，对应设置提升上下吊点；其中在提升上吊点即提升平台上设置吊挂器13，吊挂器13通过液压提升系统与提升杆件的对应下吊点相连接；
49.步骤五、在提升过程中，因为空中姿态调整和后装杆件安装等需要进行高度微调；在微调开始前，将计算机同步控制系统由自动模式切换成手动模式；根据设计需要，对整个液压提升系统中各个吊点的液压提升器进行同步微动上升或下降，或者对单台液压提升器进行微动调整；微动即点动调整精度可以达到毫米级，满足结构安装的精度需要；
50.步骤六、提升过程中，观测液压提升系统压力变化情况，并与理论值进行比对；提升钢绞线的垂直度应控制在
±1°
以内；液压提升系统设备的提升同步性提升单元吊点不同步位移控制在20mm 以内；正式提升前需先对钢结构进行试提升，在钢结构提升至离地100mm 后静止并保持2-24小时，观察钢结构重点监测点的挠度值。
51.对于步骤六、在提升时，在提升吊点之间安装吊挂连板和钢绞线；开始试提升，按照设计荷载的20%、40%、60%、70%、80%、90%、95%、100%的顺序逐级加载，直至拼装总区10脱离拼装平台；拼装总区10最低点脱离胎架约100mm 后，暂停提升；
52.拼装总区10整体提升至距离设计标高约1000mm 左右时，暂停提升；测量各个吊点的实际标高，并与设计标高进行比对，做好记录，作为继续提升的依据；降低液压同步提升的速度，利用液压同步提升计算机控制系统的的“微调、点动”功能，使各提升吊点缓慢的依次到达设计标高，满足安装要求；安装后装杆件使其形成完整的受力体系；液压同步提升系统按照95%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%的顺序分级卸载，直至钢绞线松弛，连体结构荷载全部转移至支撑柱151上；拆除液压提升系统及临时措施等；以调整后的各吊点高度为新的起始位置，复位位移传感器，在整体提升过程中，保持该姿态直至提升到设计标高附近。
53.本实施例中，钢结构在提升过程中，应架设全站仪对理论挠度变形较大点处进行动态监控，以掌握钢结构提升的同步性和整体变形；间隔一段时间对钢结构进行一次观测，记录挠度值并比较每次所记录的观测值，以确保钢结构提升过程的安全性。
54.本实施例中，拼装总区10拼装时、拼装总区10和预拼装区5构件连接时通过焊接连接，焊接根据板厚情况确定是否在焊前预热，加热到200~350℃，保温2-6 小时；焊前预热温度应比正常施焊时的预热温度高出50℃；焊缝尚未冷却至100℃以下时，进行的低温热处理；焊缝区大于杆件的三倍壁厚，且不得少于150-200毫米；多层焊的焊层之间接头应错开，焊缝长度应小于100mm；当焊缝长度大于100mm 时，应采用分段退焊法。
55.步骤七、大型钢结构2的最终挠度值未超过施工验算的最大挠度值，或者稍大于最大挠度但未超过钢结构图纸规定最大计算挠度，则可继续提升；同时将观察值与l/250l 为钢结构跨度及挠度设计值进行对比，如超过相应设计值的1.15倍，立即停止提升，查找分析原因，制定相应措施，待查明原因、解决问题后方可继续提升；
56.步骤八、大型钢结构2为箱型截面，大型钢结构2向已建楼体内延伸一跨；已建楼体与大型钢结构2相连的框架柱11连接，其中框架柱11采用型钢混凝土柱，通过桁架连柱12将预拼装区5与框架柱11连接，形成整体的大型钢结构2。
57.以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
58.以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。