一种基于胎架滑移技术的钢结构屋面系统安装方法与流程

1.本发明涉及钢结构施工技术领域，涉及一种基于胎架滑移技术的钢结构屋面系统安装方法，特别涉及一种在胎架上分段完成屋面拼装后利用胎架滑移技术安装在指定位置最终完成钢结构屋面系统安装的方法。


背景技术：

2.钢结构是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，并采用硅烷化、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工艺。各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻，且施工简单，广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。为满足建筑设计要求，大量采用了钢结构构件，对钢结构安装提出了更高的要求。由于钢结构安装高度的限制，施工场地狭小的限制，吊机吊装重量的限制，此时可以考虑滑移或者提升等其他施工方案。如：宝钢无取向硅钢产品结构优化工程4区钢结构厂房跨度达到42米，长度达到435米，其厂房内安有设备基础即无法采用吊车在厂房内进行跨内安装，同时其厂房外侧还设计有电气室及辅助用房等，如使用吊车进行跨外安装，对吊车的起重吨位要求较高，施工成本较高，同时大型吊车布置在厂房外将堵塞施工临时通道，更何况土建与钢结构专业间上下立体交叉作业的安全隐患极大，还需合理协调屋面钢结构与土建的施工进度，因为屋面钢结构施工完成后土建工作无法使用塔吊。
3.为提高钢结构屋面系统的安装进度，本领域技术人员开发了钢结构屋面滑移技术，cn 109653377 a公开了一种电子厂房大跨度钢结构屋面滑移方法，其具有滑移工艺装置结构简单、滑移工程质量安全可靠的优点，解决了在厂房二层板不能使用履带吊安装和不能使用原设计结构进行屋面钢结构滑移的难题，缩短了施工时间和降低工程成本的优点，但其一次只能滑移单榀桁架，整体施工效率较低，同时其整体稳定性较差，难以适用于重量过大的桁架；cn104060835a公开了一种单榀平面桁架的提升滑移施工方法，按以下步骤进行：施工设备分析与定位
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施工技术分析
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施工前的安全分析
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施工前的方案确定
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正式施工步骤，一种单榀平面桁架的提升滑移施工方法结构紧凑，对设备要求相对较低，提高施工效率，降低施工成本，提升施工安全性，施工步序为在地面拼装桁架
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采用液压千斤顶顶升
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水平滑移
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完成施工，如需进行多榀平面桁架施工时其操作过于复杂且其仅考虑到滑移到位的问题，并未充分考虑桁架与钢结构侧架的结合问题，采用其所述的施工步序仅能进行对接焊接连接，而单单通过焊接固定，其固定可靠性一般，难以保证其结合强度。
4.因此，开发一种适用性好、结构固定可靠性好、施工安全性好且施工进度快的钢结构屋面系统安装方法极具现实意义。


技术实现要素：

5.由于现有技术存在上述缺陷，本发明提供了一种适用性好、结构固定可靠性好、施工安全性好且施工进度快的钢结构屋面系统安装方法，以解决现有钢结构屋面系统安装方
法存在安全隐患、施工进度较慢、难以适用于重量较大的屋面且结构固定可靠性较差的问题，本发明的钢结构屋面系统安装方法是基于胎架滑移技术的，其相比于目前最为常用的屋面吊装，节省了施工成本，规避了立体交叉作业造成的安全隐患，确保了厂房两侧施工通道的物流畅通，同时延长了塔吊的使用时间，大大方便土建设备基础施工(提高土建设备基础施工的施工速度)。
6.为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
7.一种基于胎架滑移技术的钢结构屋面系统安装方法，其包括如下步骤：
8.(1)在地面上拼装胎架，检查钢结构房屋侧墙立柱及侧墙上的吊车梁系统，所述吊车梁上设有吊车梁轨道；
9.(2)将胎架整体顶升至吊车梁轨道标高；
10.(3)在胎架上安装行走装置，并将行走装置布置在所述吊车梁轨道上；
11.(4)胎架试滑移，确保满足正式滑移要求；
12.(5)在胎架上拼装屋架及屋面檩条；
13.(6)利用胎架上安装的屋架顶升装置将步骤(5)拼装好的屋架顶升至与侧墙立柱牛腿错开高度后，将其滑移至指定位置；
14.(7)将屋架回落至设计标高，安装梁柱节点高强螺栓将侧墙立柱牛腿与屋架梁固定；
15.(8)胎架整体同步卸载；
16.(9)胎架返回至拼装位置进行下一组屋架的拼装，直至屋架全部完成。
17.本发明的基于胎架滑移技术的钢结构屋面系统安装方法，相比于传统的吊装工艺，规避了立体交叉作业造成的安全隐患，确保了厂房两侧施工通道的物流畅通，同时延长了塔吊的使用时间，大大方便土建设备基础施工，相比于现有的钢结构屋面滑移工艺，其利用胎架支托屋架，适用性较好，承重能力强，同时其操作较为简便，桁架与钢结构侧架通过螺栓连接固定后再焊接固定，其整体结构可靠性好，极具应用前景。
18.作为优选的技术方案：
19.如上所述的一种基于胎架滑移技术的钢结构屋面系统安装方法，步骤(1)中，在胎架拼装前胎架底部设有用于支撑胎架的胎架临时支架，所述胎架临时支架内设有胎架顶升装置，所述胎架顶升装置为液压千斤顶，胎架顶升装置的活动端与胎架接触且胎架顶升装置沿着垂直方向伸缩。
20.如上所述的一种基于胎架滑移技术的钢结构屋面系统安装方法，所述步骤(2)具体为：
21.(2.1)胎架顶升装置的上端与胎架固定连接，下端通过限位装置固定在胎架临时支架上，驱动胎架下的所有胎架顶升装置同步顶升胎架上升一定高度，此时胎架顶升装置的行程伸长；
22.(2.2)在临时支架与胎架之间固定安装一节胎架顶升架标准节，所述胎架临时支架包括至少一节胎架顶升架标准节，一节胎架顶升架标准节的高度与所述一定高度相等，此时胎架顶升装置的上部托架卡在胎架顶升架标准节的上方即胎架顶升装置被安装的胎架顶升架标准节固定住；
23.(2.3)拆除胎架顶升装置下端的限位装置，驱动所有胎架顶升装置缩短行程恢复
至步骤(2.1)起始状态；
24.(2.4)安装胎架顶升装置下端的限位装置将胎架顶升装置与胎架顶升架标准节固定，重复步骤(2.1)～(2.3)直至将胎架整体顶升至目标高度。上述胎架顶升方法适用性好且操作较为简便，利用胎架顶升装置能够将胎架快速顶升至目标高度，相比于在高空拼装胎架或吊装胎架，其整体稳定性好，安全性好。
25.如上所述的一种基于胎架滑移技术的钢结构屋面系统安装方法，所述胎架顶升架标准节整体呈方筒状结构，其包括两块侧板和用于连接两侧板的固定杆；
26.所述侧板为平面结构，包括两竖直杆及连接两竖直杆的两水平杆，竖直杆、水平杆整体围成一方形结构且所述方形结构内设有用于加强结构用的加强筋条，所述竖直杆的上下端均径向向外延伸有连接固定板且连接固定板上开有孔位，相邻顶升架标准节之间通过螺栓固定连接；
27.所述两侧板的两侧通过布置在两者之间的多根固定杆固定连接，所述固定杆为槽钢且固定杆与侧板通过螺栓固定连接。上述胎架顶升架标准节的设计合理，将一胎架顶升架标准节拆分为多个部分，侧板整体重量不大，施工人员人力也可完成安装，无需设备进场即对场地要求较小，侧板可与下层的胎架顶升架标准节通过螺栓固定，同节的胎架顶升架标准节的两侧板通过固定杆连成筒状结构，提高整体结构的稳定性。当然胎架顶升架标准节也可为拼装好的立方体结构，将胎架顶升架标准节放入后通过螺栓固定即可，但此种结构整体重量较大，需要吊装设备配合，即对场地有一定要求。
28.如上所述的一种基于胎架滑移技术的钢结构屋面系统安装方法，步骤(1)中，所述胎架的宽度不大于钢结构房屋两侧墙之间的间距；
29.所述在胎架上安装行走装置具体为：在胎架两侧安装加宽架并在加宽架的底部安装行走装置。
30.如上所述的一种基于胎架滑移技术的钢结构屋面系统安装方法，所述行走装置为胎架轨道轮组；
31.所述胎架轨道轮组包括轮组壳体、主动轮、从动轮、减速机及变频电机；
32.所述轮组壳体整体为条形壳体，其一侧的两端分别设有用于露出主动轮和从动轮的开口，主动轮、从动轮通过轮轴固定在轮组壳体内，所述主动轮通过减速机与变频电机的输出轴连接，所述从动轮与主动轮通过传动机构连接，所述主动轮和从动轮均布置在吊车梁轨道上。胎架轨道轮组包括一对轮组，相比于单轮结构其整体结构稳定性较好，此外主动轮通过变频电机驱动，通过调整变频电机的频率即可控制主动轮的转速即控制胎架轨道轮组的运行速度，由于胎架尺寸较大，其两侧需要配合安装多组胎架轨道轮组，在进行滑移时需实时监控各胎架轨道轮组行进的距离，对胎架轨道轮组的速度进行实时调控以保证胎架水平且稳定滑移即控制布置在胎架上的屋架结构相比于滑移前的形变量，进而保证滑移到位后屋架结构不变形，保证侧墙立柱牛腿与屋架梁预留的孔位匹配，即确保高强螺栓穿孔率达到100％。
33.如上所述的一种基于胎架滑移技术的钢结构屋面系统安装方法，所述屋架顶升装置包括屋架顶升支架和外稳定架；
34.所述屋架顶升支架布置在所述外稳定架内且所述屋架顶升支架内设有屋架顶升千斤顶，所述屋架顶升千斤顶的上端与屋架固定连接，下端固定在屋架顶升支架内；
35.所述外稳定架包括基架和两屋架固定侧架，所述基架的上端设有与屋架固定侧架匹配的插接口，所述屋架固定侧架插接在所述基架上且两屋架固定侧架布置在屋架梁的两侧以对屋架梁进行限位。
36.如上所述的一种基于胎架滑移技术的钢结构屋面系统安装方法，所述插接口整体为c形或匚形结构，其缺口侧设有将屋架固定侧架固定在插接口处的限位插销。采用此种设计，相比于传统插接的形式，其能够更为方便地实现屋架固定侧架与插接口的分离或固定，传统插接需将屋架固定侧架吊起或举起，而屋架固定侧架整体重量较大，同时其位于屋架上，机械设备不便使用，插接往往需要塔吊配合，整体较为不便，采用此种设计工程人员往缺口侧推动屋架固定侧架即可放倒屋架固定侧架，或以缺口处为圆形推起屋架固定侧架即可将其放入插接口，放下限位插销即可完成对屋架固定侧架的固定。
37.如上所述的一种基于胎架滑移技术的钢结构屋面系统安装方法，步骤(6)中，所述滑移是胎架两侧的行走装置同步滑移；
38.所述侧墙立柱牛腿与屋架梁通过螺栓固定后焊接加强。
39.如上所述的一种基于胎架滑移技术的钢结构屋面系统安装方法，包括以下步骤：
40.(10)屋架滑移安装完成后使用汽车吊进行棱条补空。
41.以上技术方案仅为本发明的一种可行的技术方案而已，本发明的保护范围并不仅限于此，本领域技术人员可根据实际需求合理调整具体设计。
42.上述发明具有如下优点或者有益效果：
43.(1)本发明的基于胎架滑移技术的钢结构屋面系统安装方法，相比于传统的吊装工艺，规避了立体交叉作业造成的安全隐患，确保了厂房两侧施工通道的物流畅通，同时延长了塔吊的使用时间，大大方便土建设备基础施工；
44.(2)本发明的基于胎架滑移技术的钢结构屋面系统安装方法，相比于现有的钢结构屋面滑移工艺，其利用胎架支托屋架，适用性较好，承重能力强，同时其操作较为简便，桁架与钢结构侧架通过螺栓连接固定后再焊接固定，其整体结构可靠性好；
45.(3)本发明的基于胎架滑移技术的钢结构屋面系统安装方法，为钢结构屋面系统安装提供了一种全新的精准调控方案，利用本发明的方法能够实现钢结构屋面系统的快速精准安装，极具应用前景。
附图说明
46.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
47.图1～3为钢结构屋面滑移胎架顶升过程的示意图；
48.图4为钢结构屋面胎架同步滑移起始状态胎架的示意图；
49.图5～7为胎架顶升过程中胎架顶升装置一个行程的过程示意图；
50.图8为屋架顶升装置使用状态下的示意图；
51.图9为屋架固定侧架的示意图；
52.图10为基架的示意图；
53.图11为屋架顶升支架的示意图；
54.图12为安装胎架轨道轮组后的胎架整体示意图；
55.图13和14分别为胎架轨道轮组的不同视角下的结构示意图；
56.其中，1-胎架，2-胎架临时支架，3-胎架顶升装置，4-胎架顶升架标准节，5-限位装置，6-加宽架，7-行走装置，8-吊车梁轨道，9-轮组壳体，10-主动轮，11-从动轮，12-减速机及变频电机，13-屋架固定侧架，14-基架，141-插接口，15-屋架顶升千斤顶，16-屋架顶升支架，17-屋架梁。
具体实施方式
57.下面结合附图和具体的实施例对本发明中的结构作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。
58.实施例1
59.一种基于胎架滑移技术的钢结构屋面系统安装方法，其包括如下步骤：
60.(1)在地面上拼装胎架1，胎架底部设有用于支撑胎架的胎架临时支架2(即一节胎架顶升架标准节，胎架顶升架标准节整体呈方筒状结构，其包括两块侧板和用于连接两侧板的固定杆，侧板为平面结构，包括两竖直杆及连接两竖直杆的两水平杆，竖直杆、水平杆整体围成一方形结构且方形结构内设有用于加强结构用的加强筋条，竖直杆的上下端均径向向外延伸有连接固定板且连接固定板上开有孔位，相邻顶升架标准节之间通过螺栓固定连接，两侧板的两侧通过布置在两者之间的多根固定杆固定连接，固定杆为槽钢且固定杆与侧板通过螺栓固定连接)，胎架临时支架2内设有胎架顶升装置3(液压千斤顶)，胎架顶升装置3的活动端与胎架1接触且胎架顶升装置3沿着垂直方向伸缩，检查钢结构房屋侧墙立柱及侧墙上的吊车梁系统，吊车梁上设有吊车梁轨道8，胎架的宽度不大于钢结构房屋两侧墙之间的间距；
61.(2)将胎架1整体顶升至吊车梁轨道8标高，胎架顶升过程如图1～3所示，胎架顶升装置行程过程如图5～7所示，具体为：
62.(2.1)胎架顶升装置3的上端与胎架1固定连接，下端通过限位装置5固定在胎架临时支架2上，驱动胎架1下的所有胎架顶升装置3同步顶升胎架1上升一定高度，此时胎架顶升装置3的行程伸长；
63.(2.2)在临时支架2与胎架1之间固定安装一节胎架顶升架标准节4，一节胎架顶升架标准节的高度与一定高度相等，此时胎架顶升装置的上部托架卡在胎架顶升架标准节的上方即胎架顶升装置被安装的胎架顶升架标准节固定住；
64.(2.3)拆除胎架顶升装置下端的限位装置5，驱动所有胎架顶升装置3缩短行程恢复至步骤(2.1)起始状态；
65.(2.4)安装胎架顶升装置下端的限位装置5将胎架顶升装置3与胎架顶升架标准节4固定，重复步骤(2.1)～(2.3)直至将胎架1整体顶升至目标高度；
66.(3)在胎架1两侧安装加宽架并在加宽架的底部安装行走装置(行走装置如图13和14所示，为胎架轨道轮组，胎架轨道轮组包括轮组壳体9、主动轮10、从动轮11、减速机及变频电机12，轮组壳体9整体为条形壳体，其一侧的两端分别设有用于露出主动轮10和从动轮11的开口，主动轮10、从动轮11通过轮轴固定在轮组壳体9内，主动轮10通过减速机与变频电机的输出轴连接，从动轮11与主动轮10通过传动机构连接，主动轮10和从动轮11均布置
在吊车梁轨道8上，安装胎架轨道轮组后的胎架如图12所示)，并将行走装置布置在吊车梁轨道8上，而后拆除胎架顶升架标准节及胎架临时支架，此时如图4所示；
67.(4)胎架1试滑移，确保满足正式滑移要求；
68.(5)在胎架1上拼装屋架及屋面檩条；
69.(6)利用胎架上安装的屋架顶升装置将步骤(5)拼装好的屋架顶升至与侧墙立柱牛腿错开高度后，将其滑移至指定位置(胎架两侧的行走装置同步滑移)；
70.屋架顶升装置如图8～11所示，包括屋架顶升支架和外稳定架，屋架顶升支架16布置在外稳定架内且屋架顶升支架内设有屋架顶升千斤顶15，屋架顶升千斤顶的上端与屋架固定连接，下端固定在屋架顶升支架内，外稳定架包括基架14和两屋架固定侧架13，基架的上端设有与屋架固定侧架匹配的插接口141(插接口141整体为c形或匚形结构，其缺口侧设有将屋架固定侧架固定在插接口处的限位插销)，屋架固定侧架13插接在基架14上且两屋架固定侧架13布置在屋架梁17的两侧以对屋架梁17进行限位；
71.(7)将屋架回落至设计标高，安装梁柱节点高强螺栓将侧墙立柱牛腿与屋架梁固定而后焊接加强；
72.(8)胎架整体同步卸载；
73.(9)胎架返回至拼装位置进行下一组屋架的拼装，直至屋架全部完成；
74.(10)屋架滑移安装完成后使用汽车吊进行棱条补空。
75.经验证，本发明的基于胎架滑移技术的钢结构屋面系统安装方法，相比于传统的吊装工艺，规避了立体交叉作业造成的安全隐患，确保了厂房两侧施工通道的物流畅通，同时延长了塔吊的使用时间，大大方便土建设备基础施工；相比于现有的钢结构屋面滑移工艺，其利用胎架支托屋架，适用性较好，承重能力强，同时其操作较为简便，桁架与钢结构侧架通过螺栓连接固定后再焊接固定，其整体结构可靠性好；为钢结构屋面系统安装提供了一种全新的精准调控方案，利用本发明的方法能够实现钢结构屋面系统的快速精准安装，极具应用前景。
76.本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现变化例，在此不做赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。
77.以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。