一种用于高层建筑悬挑结构的拆除体系及施工方法与流程

1.本发明属于悬挑结构拆除技术领域，特别涉及一种用于高层建筑悬挑结构的拆除体系及施工方法。


背景技术：

2.悬挑结构的产生对现代建筑的艺术造型产生了巨大的影响，并赋予了现代建筑强烈的艺术表现力，利用悬挑结构逐渐成为现代建筑造型的一种主要手段，常被用于挑檐、外阳台、挑廊等重要部位。在很多案例中，悬挑结构的运用使建筑获得开放空间，建筑空间也得到进一步延伸。同时，在建造技术的不断更新下，悬挑的尺度及应用方式都有了新的突破，高层建筑与悬挑结构实现了融合，增加了高层建筑的立面造型，随着施工方法的逐步完善，带有悬挑结构的高层建筑逐渐增加。
3.当对大跨度悬挑结构进行改造拆除，需要拆除用于做悬挂点的顶部桁架以及悬挑结构立柱时，由于下方的悬挑部分以顶部桁架为生根点，且底部无支撑，拆除顶部桁架将会影响下方悬挑部分的受力结构，存在结构塌陷的施工风险；拆除悬挑结构立柱的过程中，极易对原结构的造成扰动，影响结构的稳定性，同时，立柱的拆除也会改变结构受力，由于悬挑结构的固定端有较大的倾覆力矩，一旦立柱拆除不当，将会导致局部结构失稳等情况，存在较大施工风险，因此悬挑结构改造拆除过程中，需要进行大量的计算和防护措施，导致施工步骤复杂，悬挑结构拆除施工效率较低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于高层建筑悬挑结构的拆除体系及施工方法，以解决上述背景技术中悬挑结构拆除过程中，存在较大安全隐患、施工复杂以及施工效率较低的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于高层建筑悬挑结构的拆除体系，包括顶部桁架、半悬挑楼层组、立柱和临时加固支撑；所述顶部桁架和半悬挑楼层组由上至下设置在建筑结构顶部，所述立柱设置在半悬挑楼层组上，所述临时加固支撑与立柱连接共同形成网架结构；所述半悬挑楼层组自上而下依次包括第一楼层单元、第二楼层单元、第三楼层单元
……
第n楼层单元，每层楼层单元包括下支撑段和上悬挑段；所述临时加固支撑设置在第二楼层单元内，包括一系列斜撑钢梁；所述立柱包括吊柱和托柱；所述托柱间隔设置在下支撑段上，包括普通托柱和边托柱；所述吊柱间隔设置在上悬挑段上；相邻的边托柱之间、边托柱与相邻吊柱、相邻的吊柱之间均设置斜撑钢梁。
6.进一步地，所述斜撑钢梁为工字钢结构，并与立柱焊接连接。
7.进一步地，所述第三楼层单元上、对应待拆除边托柱的位置设置临时回顶，所述临时回顶包括千斤顶和支撑管，所述支撑管设置在千斤顶上。
8.进一步地，所述千斤顶带有读数装置，所述支撑管为方钢管。
9.一种用于高层建筑悬挑结构的拆除体系的施工方法，包括以下步骤：步骤一、在第二楼层单元内安装临时加固支撑；步骤二、依次拆除第一楼层单元上悬挑段的吊柱以及待拆除边托柱；步骤三、拆除顶部桁架；步骤四、依次拆除第三楼层单元至第n楼层单元上的吊柱；步骤五、依次拆除第三楼层单元至第n楼层单元上的待拆除边托柱；步骤六、在第三楼层单元内安装临时回顶；步骤七、拆除第二楼层单元上的临时加固支撑；步骤八、依次拆除第二楼层单元的吊柱以及待拆除边托柱。
10.进一步地，所述步骤一中，临时加固支撑的斜撑钢梁的安装方法包括以下步骤：（1）将妨碍加固施工的隔墙、管线等拆除，剔除立柱与斜撑钢梁连接位置上的防火涂料，并打磨光滑；（2）将斜撑钢梁运至待安装位置；（3）在斜撑钢梁上设置吊耳，在两立柱之间的既有梁下翼缘焊接吊耳，通过手拉葫芦，将斜撑钢梁提升至指定高度及角度，并做好临时固定；（4）将斜撑钢梁与立柱焊接；（5）在斜撑钢梁和立柱表面刷漆。
11.进一步地，所述步骤一中，先安装外围斜撑钢梁，再安装内侧斜撑钢梁。
12.进一步地，立柱的拆除方法包括以下步骤：（1）用倒链固定立柱；（2）斜切立柱上口，采用火焰切割方式进行拆除，切割位置距离钢梁50cm；（3）斜切立柱下口，采用火焰切割方式进行拆除，切割位置距离楼板50cm；（4）将立柱缓慢放倒，然后使用塔吊吊装运走。
13.进一步地，所述步骤七中，斜撑钢梁的拆除顺序与步骤一中其安装顺序相反。
14.进一步地，立柱拆除前，核实立柱内加劲肋是否符合原图纸要求，如果不符合要求，使用钢板增补后再继续拆除。
15.本发明具有以下有益效果：1、本发明提供的一种用于高层建筑悬挑结构的拆除体系及施工方法，在第二楼层单元内设置临时加固支撑，在第二楼层单元内与立柱共同形成网架结构，替代顶部桁架成为下方楼层单元的新生根点，便于顶部桁架的拆除，同时对第一楼层单元进行支撑，保证结构的受力稳定，避免因结构失稳造成安全事故。
16.2、本发明提供的一种用于高层建筑悬挑结构的拆除体系及施工方法，首先安装临时加固支撑，然后依次拆除顶部桁架、由上至下拆除立柱，最后再安装临时回顶，拆除临时加固支撑和其所在楼层单元的立柱，保证整个施工过程的稳定性，减少非必要施工环节，提高施工效率。
17.3、本发明提供的一种用于高层建筑悬挑结构的拆除体系及施工方法，通过一系列斜撑钢梁与立柱焊接连接，结构简单，连接稳固，便于操作，为所有悬挑结构的拆除提供一种新的施工思路，具有广泛借鉴价值。
附图说明
18.图1为本发明涉及的顶部桁架和半悬挑楼层组的结构示意图；图2为本发明涉及的临时加固支撑的安装示意图；图3为本发明涉及的斜撑钢梁的安装示意图。
19.图中：1-顶部桁架、2-半悬挑楼层组、3-立柱、31-吊柱、32-托柱、4-临时加固支撑、41-斜撑钢梁。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.如图1-3所示，本发明提供的一种用于高层建筑悬挑结构的拆除体系及施工方法，拆除体系包括顶部桁架1、半悬挑楼层组2、立柱3和临时加固支撑4，顶部桁架1和半悬挑楼层组2由上至下设置在建筑结构顶部，立柱3设置在半悬挑楼层组2上，临时加固支撑4与立柱3连接共同形成网架结构，在悬挑结构拆除过程中进行临时支撑。
22.半悬挑楼层组2包括若干层楼层单元，将楼层单元自上而下依次命名为第一楼层单元、第二楼层单元、第三楼层单元
……
第n楼层单元，楼层单元包括下支撑段和上悬挑段，第n楼层单元的上悬挑段底部为悬空状态，第n楼层单元的下支撑段设置在建筑结构上，以建筑结构为生根点。
23.立柱3包括吊柱31和托柱32；托柱32间隔设置在下支撑段上，下支撑段的楼板通过托柱32与以建筑结构底部逐级连接；吊柱31间隔设置在上悬挑段上，上悬挑段的楼板通过吊柱31与顶部桁架1逐级连接；吊柱31以顶部桁架1为生根点；托柱32包括普通托柱以及与上悬挑段相邻设置的边托柱。
24.临时加固支撑4设置在第二楼层单元内，即与顶部桁架1间隔一个楼层单元，包括一系列斜撑钢梁41，斜撑钢梁41优选为工字钢结构，相邻边托柱之间通过斜撑钢梁41连接，且通过斜撑钢梁41与相邻吊柱31连接，相邻吊柱31之间通过斜撑钢梁41连接，斜撑钢梁41、托柱32和吊柱31三者共同形成网格结构，在悬挑结构拆除过程中进行临时支撑。斜撑钢梁41与吊柱31和托柱32均采用焊接连接。
25.对悬挑结构进行改造拆除，且改造结构的新柱与原有结构的部分边托柱重合时，需要拆除顶部桁架1、上悬挑段的吊柱31以及重合的边托柱，为便于描述，与新柱重合的边托柱统称为待拆除边托柱。因上悬挑段以顶部桁架1为生根点，拆除顶部桁架1将影响各楼层单元的结构安全，因此本发明提出了一种用于高空悬挑结构拆除的施工方法，包括以下步骤：步骤一、在第二楼层单元内安装临时加固支撑4，以先安装外围斜撑钢梁41，再安装内侧斜撑钢梁41为原则，进行安装，斜撑钢梁41的安装方法具体如下：1)将妨碍加固施工的隔墙、管线等拆除，然后剔除立柱3与斜撑钢梁41连接位置上的防火涂料，并打磨光滑；2)将斜撑钢梁41运至待安装位置；
3)在斜撑钢梁41向上倾斜端的1/3处设置吊耳，在两立柱3之间的既有梁下翼缘焊接吊耳，并在此吊耳上放置手拉葫芦，利用手拉葫芦的钩子勾住斜撑钢梁41上的吊耳，通过手拉倒链，将斜撑钢梁41提升至指定高度及角度并做好临时固定；4)将斜撑钢梁41与立柱3进行焊接；当斜撑钢梁41长度较长，重量较大时，可将斜撑钢梁41分段施工，即将斜撑钢梁41分为多个施工段梁，先将斜撑钢梁41位于顶端的施工段梁与立柱3焊接，再依次对接后续施工段梁；5)在斜撑钢梁41和立柱3表面刷漆；步骤二、依次拆除第一楼层单元上悬挑段的吊柱31以及待拆除边托柱，立柱3的拆除方法具体如下：1)用倒链固定立柱3；2)斜切立柱3上口，切割位置距离钢梁50cm，使用丙烷氧气火焰切割；3)斜切立柱3下口，切割位置距离楼板50cm，使用丙烷氧气火焰切割；4)将立柱3缓慢放倒，然后使用塔吊吊装运走，切割下来的立柱3每段最大重量不超过5吨，超过5吨时，需要进行分段切割；步骤三、拆除顶部桁架1，先拆除屋面结构，再拆除顶部桁架1，拆除完成后，使用塔吊吊装运走；步骤四、由上至下依次拆除第三楼层单元至第n楼层单元上的吊柱31，拆除完成后，使用塔吊吊装运走；步骤五、由上至下依次拆除第三楼层单元至第n楼层单元上的待拆除边托柱，拆除完成后，使用塔吊吊装运走；步骤六、在第三楼层单元内安装临时回顶，临时回顶对应待拆除边托柱设置，临时回顶包括千斤顶和支撑管，支撑管设置在千斤顶上，对第二楼层单元进行回顶，千斤顶带有读数装置，支撑管为方钢管；步骤七、拆除第二楼层单元上的临时加固支撑4，为便于运输，斜撑钢梁41的拆除顺序与步骤一中的安装顺序相反；步骤八、依次拆除第二楼层单元的吊柱31以及待拆除边托柱。
26.上述步骤完成后，可进行后续结构的改造卸载。
27.当楼层单元包括多个上悬挑段时，不同上悬挑段的立柱3可以同步拆除，互不影响，但每根立柱3拆除时，需核实原结构立柱3内加劲肋是否符合原图纸要求，如不符合原图纸要求，应停止拆除，使用钢板增补后再继续拆除，并报监理、建设单位。
28.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。