重型混凝土结构屋架荷载快速转移的施工方法

摘要

本发明公开了一种重型混凝土结构屋架荷载快速转移的施工方法,包括搭设屋架托架，制作并在邻两个组成屋架之间设置上拉装置，选择顶升装置并将顶升装置设置在屋架托架上，顶升顶升装置将屋架结构顶升到预定高度四个步骤。采用本发明的方法实现重型混凝土结构屋架荷载快速转移，不需要使用繁琐的监测技术监测施工过程，实施中，屋架结构荷载转移过程平稳，震动小，很少造成屋架结构破坏。

权利要求

1.重型混凝土结构屋架荷载快速转移的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、搭设屋架托架：在需要加固、更换或者荷载转移的一组屋架支撑柱的前后两端分别设置托架支撑柱，在该组屋架支撑柱的两侧通过托架支撑柱搭设托架，并用结构加强拉杆将托架连接起来构成屋架托架，屋架托架位于屋架结构的下方；

步骤2、制作上拉装置并将上拉装置设置在相邻两个组成屋架之间：根据相邻两个组成屋架的空间结构制作由屋架加固底座、固设在屋架加固底座上的立柱、呈对称布局固设在立柱上方的上拉梁构成的上拉装置，在相邻两个组成屋架之间设置上拉装置，将屋架加固底座焊接连接屋架结构；

步骤3、选择顶升装置并将顶升装置设置在屋架托架上：根据屋架结构所需顶升的行程、屋架结构的重量，屋架结构与屋架托架之间的垂直距离选择顶升装置，将顶升装置设置在上拉梁正下方的屋架托架上；

步骤4、顶升装置将屋架结构顶升到预定高度：顶升相邻屋架两侧的顶升装置，顶升装置和上拉梁的底面相接触，确认上拉梁被顶升装置顶实后，同时顶升相邻组成屋架两侧的顶升装置，将屋架结构拉离屋架支撑柱，当屋架结构被顶升到预定高度后，锁死顶升装置。

2.根据权利要求1所述的重型混凝土结构屋架荷载快速转移的施工方法，其特征在于，步骤2中所述的屋架加固底座的制作方法为，根据两个相邻组成屋架之间的空间尺寸，选用一块钢板，在该钢板两端焊接连接两块钢板，制成具有两个安装槽口的H形结构的屋架加固底座；所述安装槽口可将组成屋架卡合固定在屋架加固底座上。

3.根据权利要求1所述的重型混凝土结构屋架荷载快速转移的施工方法，其特征在于，步骤3中所述的选择顶升装置并将顶升装置设置在屋架托架上，包括以下步骤：

3A)、选择顶升装置：根据相邻两个组成屋架的整体重量确定顶升装置的顶升能力，根据相邻两个组成屋架所需的顶升行程、屋架结构与屋架托架之间的垂直距离确定顶升装置应该具有的顶升行程，综合上述因素选择顶升装置；

3B)、将顶升装置设置在屋架托架上：在上拉梁下方的屋架托架上设置顶升装置，设置好的顶升装置的顶部位于上拉梁的正下方。

4.根据权利要求3所述的重型混凝土结构屋架荷载快速转移的施工方法，其特征在于，在步骤3B)之前还包括，在两个相邻组成屋架两侧的屋架托架上分别设置两个门型支架，将门型支架底部和屋架托架焊接连接，在门型支架上端的中部设置顶升装置，顶升装置的顶部位于上拉梁的正下方的。

5.根据权利要求3所述的重型混凝土结构屋架荷载快速转移的施工方法，其特征在于，在步骤3B)之前还包括，在顶升装置的两侧设置防倾覆装置，即在顶升装置的两侧设置螺旋千斤顶，在螺旋千斤顶上方设置平衡梁，将平衡梁和上拉梁焊接连接在一起。

6.根据权利要求1所述的重型混凝土结构屋架荷载快速转移的施工方法，其特征在于，在步骤4后还包括，当屋架支撑柱更换或者加固完成后，解锁顶升装置，让顶升装置下降，屋架结构逐步回落到屋架支撑柱上，最终让新的屋架支撑柱来承担屋架结构的重量。

说明书

重型混凝土结构屋架荷载快速转移的施工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种重型混凝土结构屋架荷载快速转移的施工方法。

背景技术

[0002] 工业企业在进行生产工艺更新时，需要对现有的工业厂房进行适应性改造；为了降低原有厂房的改造成本，通常采用在不拆除上部屋架结构的情况下，通过更换或者加固屋架结构支撑柱，以及改变支撑柱间距的方法来实现原厂房结构的调整。该方法也即是建筑施工技术领域统称的托梁拔柱法。

[0003] 托梁拔柱是托屋架拔柱、托梁拆墙及托梁拔柱的总称，其包括支撑结构加固技术、上部结构顶升技术及监测技术等。其中,托屋架拔柱是工业厂房改造中常采用的技术方案。现有厂房的屋架有两种，一种是老旧厂房的混凝土预制屋架，另一种是钢结构屋架。其中，混凝土预制屋架上预埋有底座钢板，通过底座钢板将其固设在混凝土支撑柱上；钢结构屋架上设置有底座钢板，通过底座钢板将其固设在混凝土支撑柱或钢结构支撑柱上。

[0004] 混凝土预制屋架结构，主要用于上世纪中、末期修建的工业厂房，其采用混凝土预制板搭建而成，屋面载荷达到了230Kg/m2左右，按照常规厂房30米的跨度计算，单个屋架的载荷为21吨，且混凝土预制板体积大，防磕碰能力差。现有工业厂房中，调整混凝土预制屋架结构的施工难度远大于调整钢结构屋架结构的施工难度。

[0005] 采用托梁拔柱的技术方案改造工业厂房时，需要确保厂房上部结构不被破坏，也即屋架结构荷载要被平稳、有效地转移到临时支撑托架上。为了达到上述效果，需要采用屋架结构顶升技术和施工过程监测技术相互协同配合实现屋架结构荷载的快速转移。屋架结构荷载的快速转移具有很高的技术难度和操作难度，对施工安全的要求也很高。

[0006] 现有的屋架结构荷载转移技术方案，主要先采用加固钢板对屋架结构进行加固处理，再采用顶升装置将屋架结构顶升到预定高度，再将屋架结构落架到支撑托架上，从而实现屋架结构荷载的安全转移。为了确保施工安全性，实现屋架结构荷载的安全转移，工过程中需要采用监测装置对支顶位移和支顶反力等施工参数进行检测。但由于该技术方案实施时，需多个装置单独操作，装置之间的配合难度大，采用该方案转移屋架结构荷载，顶升装置的顶升行程大，将屋架结构落架到支撑托架上时，屋架结构震动大，容易造成屋架结构损坏，特别是对混凝土预制屋架结构的破坏尤其大。

[0007] 原有的混凝土预制屋架结构，长期使用后，屋架结构老化，且两个相邻组成屋架之间的区域狭窄，很难对相邻两个组成屋架进行加固处理。显然，上述针对钢结构屋架的托梁拔柱的技术方案，无法满足体积大、重量重，容易损坏的混凝土预制屋架的荷载转移要求。

发明内容

[0008] 本发明所要解决的技术问题是提供一种不会造成混凝土预制屋架破坏的重型混凝土结构屋架荷载快速转移的施工方法，从而确保重型混凝土结构荷载转移的有效性，进一步提高施工的安全性和提高施工质量。

[0009] 本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

[0010] 重型混凝土结构屋架荷载快速转移的施工方法，包括以下步骤：

[0011] 步骤1、搭设屋架托架：在需要加固、更换或者拆除的一组屋架支撑柱的前后两端分别设置托架支撑柱，在该组屋架支撑柱的两侧通过托架支撑柱搭设托架，并用结构加强拉杆将托架连接起来构成屋架托架，屋架托架位于屋架结构的下方；

[0012] 步骤2、制作上拉装置并将上拉装置设置在相邻两个屋架之间；根据相邻两个组成屋架的空间结构制作由屋架加固底座、固设在屋架加固底座上的立柱、呈对称布局固设在立柱上方的上拉梁构成的上拉装置，在相邻两个组成屋架之间设置上拉装置，将屋架加固底座焊接连接在屋架结构上；

[0013] 步骤3、选择顶升装置并将顶升装置设置在屋架托架上：根据屋架结构所需顶升的行程、屋架结构的重量、屋架结构与屋架托架之间的垂直距离选择顶升装置，将顶升装置设置在上拉梁正下方的屋架托架上；

[0014] 步骤4、顶升顶升装置将屋架结构顶升到预定高度：顶升相邻组成屋架两侧的顶升装置，顶升装置和上拉梁的底面相接触，确认上拉梁被顶升装置顶实后，同时顶升相邻组成屋架两侧的顶升装置，将屋架结构拉离屋架支撑柱，当屋架结构被顶升到预定高度后，锁死顶升装置。

[0015] 进一步，步骤2中所述的屋架加固底座的制作方法为，根据两个相邻组成屋架之间的空间尺寸，选用一块钢板，在该钢板两端焊接连接两块钢板，制成具有两个安装槽口的H形结构的屋架加固底座；安装槽口可将组成屋架卡合固定在屋架加固底座上。

[0016] 进一步，步骤3中的选择顶升装置并将顶升装置设置在屋架托架上，包括以下步骤：

[0017] 3A)、选择顶升装置：根据相邻两个组成屋架的整体重量确定顶升装置的顶升能力，根据相邻两个组成屋架所需的顶升行程、屋架结构与屋架托架之间的垂直距离确定顶升装置应该具有的顶升行程，综合上述因素选择顶升装置；

[0018] 3B)、将顶升装置设置在屋架托架上：在上拉梁下方的屋架托架上设置顶升装置，设置好的顶升装置的顶部位于上拉梁的正下方。

[0019] 进一步，在步骤3B)之前还包括，在两个相邻组成屋架的两侧的屋架托架上分别设置两个门型支架，将门型支架底部和屋架托架焊接连接，在门型支架上端的中部设置顶升装置，顶升装置的顶部位于上拉梁的正下方的。

[0020] 进一步，在步骤3B)之前还包括，在顶升装置的两侧设置防倾覆装置，即在顶升装置的两侧设置螺旋千斤顶，在螺旋千斤顶上方设置平衡梁，将平衡梁和上拉梁焊接连接在一起。

[0021] 进一步，在步骤4后还包括，当屋架支撑柱更换或者加固完成后，解锁顶升装置，让顶升装置下降，屋架结构逐步回落到屋架支撑柱，最终让新的屋架支撑柱来承担屋架结构的重量。

[0022] 本发明的重型混凝土结构屋架荷载快速转移的施工方法适用于重型混凝土结构屋架荷载的快速转移，当然其也适用于钢结构屋架荷载的快速转移。

[0023] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0024] 1、本发明的重型混凝土结构屋架荷载快速转移的施工方法，由于采用与两个相邻组成屋架之间的空间结构相适配的屋架加固底座，通过焊接连接的方式将两个相邻组成屋架焊接连接成一个整体的方法，该方法相较于现有技术采用钢板加固，其对经过长期使用的混凝土预制屋架的破坏性较小，加固的整体性较强，有利于两个相邻组成屋架整体荷载的转移；由于采用设置在屋架托架上的顶升装置直接将屋架结构载荷转移到屋架托架上，将屋架结构顶升到预定高度的方法，该方法只需关注屋架结构的平衡性，不需要使用繁琐的监测技术监测施工过程，同时该方法，由于屋架结构荷载是逐渐转移到屋架托架上的，屋架结构荷载转移过程平稳，震动小，很少造成屋架结构破坏。

[0025] 2、本发明的重型混凝土结构屋架荷载快速转移的施工方法，由于采用在两个相邻组成屋架两侧的屋架托架上分别设置两个门型支架，将门型支架底部和屋架托架焊接连接，在门型支架上端的中部设置顶升装置，顶升装置的顶部位于上拉梁的正下方的方法，可以克服屋架托架只能设置在屋架结构下面的技术缺陷，在充分利用屋架托架的支撑能力的基础上，在确保屋架结构顶升到预定高度的情况下，进一步缩短顶升装置的顶升行程，使屋面在顶升过程中一直处于平稳的状态，降低屋架结构顶升难度和顶升工作量。

[0026] 3、本发明的重型混凝土结构屋架荷载快速转移的施工方法，由于采用在相邻组成屋架两侧的顶升装置两侧设置防倾覆装置的方法，能有效防止出现顶升的屋架结构出现倾覆。

附图说明

[0027] 图1为本发明的流程图。

[0028] 图2为本发明改造的工业厂房的屋架结构示意图。

[0029] 图3为本发明的屋架托架和屋架托架设置结构图。

[0030] 图4为本发明改造的工业厂房相邻屋架的结构示意图。

[0031] 图5为本发明改造工业厂房时相邻屋架安装有上拉装置的局部示意图。

[0032] 图6为本发明改造的工业厂房安装有屋架荷载转移装置的结构示意图。

[0033] 图7为本发明改造工业厂房时屋架荷载转移装置设置在屋架上的结构示意图。

[0034] 图8为本发明改造工业厂房用的屋架荷载转移装置的结构示意图。

[0035] 图9为本发明改造工业厂房用的上拉装置的结构示意图。

[0036] 图10为本发明改造工业厂房用的门型支架的结构示意图。

[0037] 图中附图标记分别表示为：1-组成屋架，2-屋架支撑柱，3-屋架托架，4-托架支撑柱，5-底座钢板，6-上拉装置，7-门型支架，601-屋架加固底座，602-立柱，603-上拉梁，604-顶升装置，605-防倾覆装置。

具体实施方式

[0038] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0039] 图2为工业厂房的屋架结构示意图。如图2所示，在工业厂房下部具有至少一组屋架支撑柱2，每组屋架支撑柱2由多个顺次设置在厂房地基上的平行屋架支撑柱2构成；工业厂房上部设置有多组屋架，每组屋架由相邻两个组成屋架1构成，如图3所示，相邻两个组成屋架1通过底座钢板5固设在屋架支撑柱2上。

[0040] 如图4所示，上世纪中、末期修建的工业厂房多其屋架多采用混凝土预制屋架，单个组成屋架1的载荷可达20多吨，且两个相邻屋架之间的区域较为狭小；长期使用后，原混凝土预制屋架产生老化，很难用钢板将相邻两个组成屋架1加固起来。

[0041] 下面，采用本发明的重型混凝土结构屋架荷载快速转移的施工方法实现重型混凝土结构屋架荷载的快速转移，包括搭设屋架托架3，制作并在邻两个组成屋架1之间设置上拉装置6，选择顶升装置604并将顶升装置604设置在屋架托架3上，顶升顶升装置604将屋架结构顶升到预定高度四个步骤，具体过程如下：

[0042] 步骤1、搭设屋架托架3：在需要加固、更换或者拆除的一组屋架支撑柱2的前后两端分别设置托架支撑柱4，在该组屋架支撑柱2的两侧通过托架支撑柱4搭设托架，并用结构加强拉杆将托架连接起来构成屋架托架3，屋架托架3位于屋架结构的下方。

[0043] 将屋架托架3与托架支撑柱4在连接点焊接连接，结构加强拉杆与托架的连接方式可以采用螺纹连接，也可以采用焊接连接。

[0044] 步骤2、制作上拉装置6并将上拉装置6设置在相邻两个组成屋架之间：根据相邻两个组成屋架1的空间结构制作由屋架加固底座601、固设在屋架加固底座601上的立柱602、呈对称布局固设在立柱602上方的上拉梁603构成的上拉装置6，在相邻两个组成屋架1之间设置上拉装置6，并将屋架加固底座601焊接连接屋架结构，具体过程如下：

[0045] 步骤2.1、制作上拉装置6：如图9所示，根据靠近底座钢板5的相邻两个组成屋架1之间的空间结构，制作与上述空间结构相适配的屋架加固底座601，在屋架加固底座601上焊接连接立柱602；根据屋架托架3的设置位置及屋架支撑柱2两侧的屋架托架3部分的距离，从方柱型工业型材上截取一段作为上拉梁603，并将上拉梁603呈对称布局焊接连接在立柱602上方。

[0046] 其中，屋架加固底座601结构和靠近底座钢板5的相邻两个组成屋架1之间的空间结构相适配是指，屋架加固底座601放置在相邻两个组成屋架1之间时，屋架加固底座601的底面要和底座钢板5相接触，屋架加固底座601的侧面和组成屋架1之间仅有很小的间隙，当然也可以直接接触，以利于屋架加固底座601和底座钢板5、组成屋架1的焊接连接具有很好的连接效果。

[0047] 如图9所示，屋架加固底座601可采用下述方法制成，根据两个相邻组成屋架1之间的空间尺寸，选用一块钢板，在该钢板两端焊接连接两块钢板，制成具有两个安装槽口的H形结构的屋架加固底座601；安装槽口可将组成屋架1卡合固定在屋架加固底座601上。H形结构的屋架加固底座601可确保后续安装中，将相邻两个组成屋架1卡固在屋架加固底座601中，增强屋架加固底座601对两个相邻组成屋架1的加固作用。

[0048] 其中，方柱型工业型材通常采用横截面为H形的H形钢材，H形钢具有较好的刚性、稳定性以及抗扭、抗弯性能，符合上拉梁603在力学上的设计要求，同时采用H形钢材制作上拉梁603，材料规格多，制作难度低。

[0049] 步骤2.2、设置并焊接连接上拉装置6：如图5、图6所示，在相邻两个组成屋架1之间设置上拉装置6，将上拉装置6的屋架加固底座601与底座钢板5、组成屋架1焊接连接。

[0050] 通过本步骤2将上拉装置6和两个相邻组成屋架1焊接连接成一个整体，实现两个相邻组成屋架1之间的加固，该步骤的方法相较于现有技术采用钢板加固，其对经过长期使用的混凝土预制屋架的破坏性较小，加固的整体性较强，有利于两个相邻组成屋架1整体荷载的转移。

[0051] 步骤3、选择顶升装置604并将顶升装置604设置在屋架托架3上：根据屋架结构所需顶升的行程、屋架结构的重量、屋架结构与屋架托架3之间的垂直距离选择顶升装置604，将顶升装置604设置在上拉梁603正下方的屋架托架3上，如图7所示，具体过程为：

[0052] 步骤3.1、选择顶升装置604：根据相邻两个组成屋架1的整体重量确定顶升装置604的顶升能力，根据相邻两个组成屋架1所需的顶升行程、屋架结构与屋架托架3之间的垂直距离确定顶升装置604应该具有的顶升行程，综合上述因素选择顶升装置604。

[0053] 对于混凝土预制屋架，通常选择50吨以上的液压千斤顶作为顶升装置604。

[0054] 步骤3.2、将顶升装置604设置在屋架托架3上：在上拉梁603下方的屋架托架3上设置顶升装置604，设置好的顶升装置604的顶部位于上拉梁603的正下方。

[0055] 为了降低顶升装置604的顶升行程，降低顶升操作的难度，在步骤3.2前，如图10所示，同时参照6、7、8所示，还包括在两个相邻组成屋架1的两侧的屋架托架3上分别设置两个门型支架7，将门型支架7底部和屋架托架3焊接连接，在门型支架7上端的中部设置顶升装置604，顶升装置604的顶部位于上拉梁603的正下方的步骤。通过本步骤可以克服屋架托架3只能设置在屋架结构下面的技术缺陷，在充分利用屋架托架3的支撑能力的基础上，在确保屋架结构顶升到预定高度的情况下，进一步缩短顶升装置604的顶升行程，降低屋架结构顶升难度和顶升工作量。

[0056] 为了降低由于相邻组成屋架1两侧的顶升装置604在操作上不一致，出现顶升行程不一致，造成顶升的屋架结构倾覆风险，在步骤3.2前，如图7所示，同时参照图8所示，还包括在顶升装置604的两侧设置防倾覆装置605，即在顶升装置604的两侧设置螺旋千斤顶，在螺旋千斤顶上方设置平衡梁，将平衡梁和上拉梁603焊接连接在一起。

[0057] 步骤4、顶升顶升装置604将屋架结构顶升到预定高度：顶升相邻组成屋架1两侧的顶升装置604，顶升装置604和上拉梁603的底面相接触，确认上拉梁603被顶升装置604顶实后，同时顶升相邻组成屋架1两侧的顶升装置604，将屋架结构拉离屋架支撑柱2，当屋架结构被顶升到预定高度后，锁死顶升装置604。

[0058] 通过本步骤4就完成了屋架结构载荷的转移。本步骤4中，当屋架顶实上拉梁603后继续顶升顶升装置604，屋架结构的荷载就逐步通过上拉装置6转移到顶升装置604上，再通过顶升装置604转移到屋架托架3上，当屋架结构拉离屋架支撑柱2时，屋架结构的荷载全部转移到屋架托架3，再通过顶升平稳的顶升装置604将屋架结构顶升到预定高度，整个过程只需关注屋架结构的平衡性，不需要使用繁琐的监测技术监测施工过程，且屋架结构从顶升上拉梁603开始就通过屋架托架3来承重，屋架结构荷载是逐渐转移到屋架托架3上的，屋架结构荷载转移过程平稳，震动小，很少造成屋架结构破坏。

[0059] 当屋架支撑柱2更换或者加固完成后，需要将支撑在屋架托架3上的屋架结构落架到新的屋架支撑柱2，步骤4后还包括解锁顶升装置604，让顶升装置604下降，屋架结构逐步回落到屋架支撑柱2，最终让新的屋架支撑柱2来承担屋架结构的重量。本步骤中，屋架结构荷载转移过程平稳，震动小，很少造成屋架结构破坏。

[0060] 以上是本发明的重型混凝土结构屋架荷载快速转移的施工方法的实施过程。从实施过程可以看出，由于采用与两个相邻组成屋架1之间的空间结构相适配的屋架加固底座601，通过焊接连接的方式将两个相邻组成屋架1焊接连接成一个整体的方法，该方法相较于现有技术采用钢板加固，其对经过长期使用的混凝土预制屋架的破坏性较小，加固的整体性较强，有利于两个相邻组成屋架1整体荷载的转移；由于采用设置在屋架托架3上的顶升装置604直接将屋架结构载荷转移到屋架托架3上，将屋架结构顶升到预定高度的方法，该方法只需关注屋架结构的平衡性，不需要使用繁琐的监测技术监测施工过程，同时该方法，由于屋架结构荷载是逐渐转移到屋架托架3上的，屋架结构荷载转移过程平稳，震动小，很少造成屋架结构破坏。