一种钢结构伸臂桁架的安装方法与流程

1.本发明涉及钢结构安装技术领域，特别是涉及一种钢结构伸臂桁架的安装方法。


背景技术：

2.超高层施工过程中会遇到尺寸大、钢板板厚大和复杂节点的桁架构件，此类构件主要表现为构件重量大。在进行此类桁架的安装时，传统的做法是将伸臂桁架进行分段安装，分段的方法如图1所示，将斜腹杆与上弦杆连接处作为一个节点分作一段，上弦杆两端分别分作两段，两根斜腹杆分别分作两段，共分为五段来逐步安装。安装方法如图2至图6所示，步骤一：在下弦杆焊接多个支撑胎架，用于支撑斜腹杆；步骤二：吊装斜腹杆并将斜腹杆与支撑胎架焊接固定形成稳定体系；步骤三：吊装上弦杆与斜腹杆节点段，并将该节点段与斜腹杆焊接固定；步骤四：吊装位于上弦杆两端部的分段并焊接固定；步骤五：拆除支撑胎架。
3.伸臂桁架传统分段和安装方法的缺点是：安装过程中需大量设置支撑胎架且存在大量现场对接焊缝，不利于现场施工进度，大量高空焊接和胎架拆除工作会存在极大的安全隐患。
4.因此，如何能创设一种新的钢结构伸臂桁架的安装方法，实属当前重要研发课题之一。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是提供一种钢结构伸臂桁架的安装方法，使其优化桁架分段位置，减少对接焊缝，取消支撑胎架，减少辅材浪费，减少高空作业和高空焊接，降低安全风险，节约工期，从而克服现有技术的不足。
6.为解决上述技术问题，本发明提供一种钢结构伸臂桁架的安装方法，具体步骤包括：s1、设置上弦杆和斜腹杆的分段位置将上弦杆和斜腹杆在连接处分段，上弦杆为一段，两根斜腹杆各为一段，两斜腹杆上端口在分段位置处具有呈倒置l形的端面，其中竖直端面用于与对侧斜腹杆对合并焊接固定，水平端面用于与上弦杆的下表面焊接固定；s2、设置第一吊耳和第二吊耳在上弦杆牛腿上焊接第一吊耳，在斜腹杆上焊接第二吊耳；s3、吊装斜腹杆并安装倒链吊装斜腹杆至安装位置后，将倒链悬挂在第一吊耳上，倒链的吊钩连接在第二吊耳上，缓慢调整倒链至倒链完全受力后松开吊装卸扣；s4、吊装上弦杆并焊接固定：吊装上弦杆，使上弦杆下表面与斜腹杆顶部水平端面贴合，调整倒链使斜腹杆上端口的水平端面缓慢下降，直至上弦杆到达安装位置后，焊接固定上弦杆；
s5、拆除倒链。
7.作为本发明的一种改进，所述步骤s2中，第一吊耳的焊接位置位于上弦杆牛腿距离端口200mm处，第二吊耳的焊接位置位于斜撑杆距离端口600mm处。
8.进一步地，所述步骤s2中，所述第一吊耳和第二吊耳的外形尺寸均为长230mm，宽130mm，厚25mm，吊装孔半径65mm，材质均为q235b，焊缝等级均为二级。
9.进一步地，所述步骤s3具体包括：s31、吊装位于外框巨柱一侧的斜腹杆至安装位置；s32、焊接斜腹杆下端口码板；s33、缓慢操作塔吊，使斜腹杆的上端口达到安装位置附近；s34、将斜腹杆下端口码板与下弦杆牛腿通过夹板临时连接，待封顶后再焊接；s35、安装倒链，并缓慢调整倒链至倒链完全受力后，松开吊装卸扣；s36、吊装位于核心筒一侧的斜腹杆至安装位置；s37、重复步骤s32～s35；s38、将两根斜腹杆对合并焊接成整体。
10.采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：1、通过优化分段位置，减少了桁架对接焊缝，通过调整安装顺序，取消了焊接和拆除支撑胎架的施工流程，减少了高空作业和高空焊接，降低的安全风险；2、取消支撑胎架也提高了施工效率，节约了工期，同时减少了辅材浪费，节约了资源。
附图说明
11.上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
12.图1是传统伸臂桁架安装方法中桁架分段位置的布置示意图。
13.图2是传统伸臂桁架安装方法中步骤一的施工示意图。
14.图3是传统伸臂桁架安装方法中步骤二的施工示意图。
15.图4是传统伸臂桁架安装方法中步骤三的施工示意图。
16.图5是传统伸臂桁架安装方法中步骤四的施工示意图。
17.图6是传统伸臂桁架安装方法中步骤五的施工示意图。
18.图7是本发明提供的一种钢结构伸臂桁架的安装方法的流程示意图。
19.图8是本发明提供的一种钢结构伸臂桁架的安装方法中桁架分段位置的布置示意图。
20.图9是本发明提供的一种钢结构伸臂桁架的安装方法中步骤s3的施工示意图。
21.图10是本发明提供的一种钢结构伸臂桁架的安装方法中步骤s4的施工示意图。
22.图11是本发明提供的一种钢结构伸臂桁架的安装方法中步骤s5的施工示意图。
23.附图标记说明：1、下弦杆；2、上弦杆；3、斜拉杆；4、第一吊耳；5、第二吊耳；6、倒链；7、外框巨柱；8、核心筒；9、支撑胎架；10、分段位置。
具体实施方式
24.请参阅图7至图11，本发明提供一种钢结构伸臂桁架的安装方法，具体施工步骤包括s1～s5，以下进行详述。需要说明的是，以下步骤均是在下弦杆1以完成安装的基础上进行的。
25.步骤s1：设置上弦杆和斜腹杆的分段位置10。
26.请参阅图8，在对伸臂桁架进行分段时，共设置5处分段位置10，分别为上弦杆2的两端与两侧牛腿之间两处，上弦杆2与斜腹杆3的连接处一处，两根斜腹杆3与两个下弦杆牛腿之间两处。5处分段位置10将上弦杆2和斜腹杆3分隔成三段，在上弦杆2与斜腹杆3连接处的分段位置10具有t字形的分段面，使上弦杆为一段，两根斜腹杆各为一段。
27.两斜腹杆3的上端口在分段位置10处具有呈倒置l形的端面，其中竖直端面用于与对侧斜腹杆3对合并焊接固定，水平端面用于与上弦杆2的下表面焊接固定。
28.需要说明的是，采用上述的分段方法后，最大分段长度16.3m，最大宽度3.8m，构件最重19.7t，构件吊次位3次，而传统的分段方法中构件吊次位5次，从吊装的次数和难度上，步骤s1中的分段方法更具有优势。
29.另外，上弦杆采用100mm板厚，斜腹杆采用80mm板厚，构件开v形坡口，坡口角度35
°
。焊丝填充截面s=0.521t
²
+2.709t+89.524，t表示基材板厚。气保焊丝填充量n=（s
×
l
×
ρ）/1000，其中l表示焊缝长度，ρ表示金属密度。按照焊缝长度和焊丝填充量公式来计算，传统的分段方法中100mm板厚对接焊缝长度12.8m，80mm板厚对接焊缝长度12.8m，焊丝填充量723kg。而在步骤s1分段方法中100mm板厚对接焊缝长度6.4m，80mm板厚对接焊缝长度12.8m，焊丝填充量504.4kg。采用步骤s1的分段方法，焊缝长度减少6.4m，单榀桁架可节省焊丝原材约218.6kg。
30.步骤s2：设置第一吊耳4和第二吊耳5。
31.在上弦杆牛腿上焊接第一吊耳4，所述第一吊耳4的焊接位置位于上弦杆牛腿距离端口200mm处。第一吊耳4的外形尺寸为长230mm，宽130mm，厚25mm，吊装孔半径65mm，材质为q235b，焊缝等级均为二级。
32.在斜腹杆3上焊接第二吊耳4，所述第二吊耳5的焊接位置位于斜撑杆3距离端口600mm处。第二吊耳5的外形尺寸为长230mm，宽130mm，厚25mm，吊装孔半径65mm，材质为q235b，焊缝等级均为二级。
33.步骤s3：吊装斜腹杆3并安装倒链6。
34.请参阅图9，步骤s3的总体做法是将斜腹杆3吊装就位，并悬挂倒链6至第一吊耳4上，将倒链6的吊钩连接在第二吊耳5上，缓慢调整倒链6至倒链6完全受力后松开吊装卸扣。
35.需要说明的是，第一吊耳4、第二吊耳5和倒链6在使用前需进行受力核算，满足受力要求并检测合格后，方可进行施工。通过设置第一吊耳4、第二吊耳5和倒链6，取代传统的支撑胎架9，减少了安装和拆除支撑胎架9的高空作业量，大幅度节约工期和材料。
36.步骤s3的具体施工步骤包括：s31、吊装位于外框巨柱7一侧的斜腹杆3至安装位置；s32、焊接斜腹杆3下端口码板；s33、缓慢操作塔吊，使斜腹杆3的上端口达到安装位置附近；s34、将斜腹杆3下端口码板与下弦杆牛腿通过夹板临时连接，待封顶后再焊接；s35、安装倒链6，并缓慢调整倒链6至倒链6完全受力后，松开吊装卸扣；s36、吊装位于核心筒8（已浇筑混凝土结构）一侧的斜腹杆3至安装位置；s37、重复步骤s32～s35；s38、将两根斜腹杆3
对合并焊接成整体。
37.步骤s4：吊装上弦杆2并焊接固定。
38.请参阅图10，吊装上弦杆2，使上弦杆2下表面与斜腹杆3顶部水平端面贴合，调整倒链6使斜腹杆3上端口的水平端面缓慢下降，直至上弦杆2到达安装位置后，焊接固定上弦杆2。
39.步骤s5：拆除倒链6。
40.请参阅图11，在完成上弦杆2与斜腹杆3之间的焊接，以及上弦杆2两端与上弦杆牛腿之间的焊接固定后，将倒链6拆除。
41.本发明通过优化分段位置，减少了对接焊缝量，并通过倒链对斜腹杆进行斜拉支撑和位置调整，取消了传统安装方法中的支撑胎架，减少了高空作业量和高空焊接量，降低安全风险的同时，节约了工期，节省了辅材。
42.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种钢结构伸臂桁架的安装方法，其特征在于，具体步骤包括：s1、设置上弦杆和斜腹杆的分段位置将上弦杆和斜腹杆在连接处分段，上弦杆为一段，两根斜腹杆各为一段，两斜腹杆上端口在分段位置处具有呈倒置l形的端面，其中竖直端面用于与对侧斜腹杆对合并焊接固定，水平端面用于与上弦杆的下表面焊接固定；s2、设置第一吊耳和第二吊耳在上弦杆牛腿上焊接第一吊耳，在斜腹杆上焊接第二吊耳；s3、吊装斜腹杆并安装倒链吊装斜腹杆至安装位置后，将倒链悬挂在第一吊耳上，倒链的吊钩连接在第二吊耳上，缓慢调整倒链至倒链完全受力后松开吊装卸扣；s4、吊装上弦杆并焊接固定吊装上弦杆，使上弦杆下表面与斜腹杆顶部水平端面贴合，调整倒链使斜腹杆上端口的水平端面缓慢下降，直至上弦杆到达安装位置后，焊接固定上弦杆；s5、拆除倒链。2.根据权利要求1所述的一种钢结构伸臂桁架的安装方法，其特征在于，所述步骤s2中，第一吊耳的焊接位置位于上弦杆牛腿距离端口200mm处，第二吊耳的焊接位置位于斜撑杆距离端口600mm处。3.根据权利要求1所述的一种钢结构伸臂桁架的安装方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述第一吊耳和第二吊耳的外形尺寸均为长230mm，宽130mm，厚25mm，吊装孔半径65mm，材质均为q235b，焊缝等级均为二级。4.根据权利要求1所述的一种钢结构伸臂桁架的安装方法，其特征在于，所述步骤s3具体包括：s31、吊装位于外框巨柱一侧的斜腹杆至安装位置；s32、焊接斜腹杆下端口码板；s33、缓慢操作塔吊，使斜腹杆的上端口达到安装位置附近；s34、将斜腹杆下端口码板与下弦杆牛腿通过夹板临时连接，待封顶后再焊接；s35、安装倒链，并缓慢调整倒链至倒链完全受力后，松开吊装卸扣；s36、吊装位于核心筒一侧的斜腹杆至安装位置；s37、重复步骤s32～s35；s38、将两根斜腹杆对合并焊接成整体。

技术总结
本发明公开了一种钢结构伸臂桁架的安装方法，具体步骤包括：S1、设置上弦杆和斜腹杆的分段位置；S2、设置第一吊耳和第二吊耳；S3、吊装斜腹杆并安装倒链；S4、吊装上弦杆并焊接固定；S5、拆除倒链。本发明通过优化分段位置，减少了对接焊缝量，并通过倒链对斜腹杆进行斜拉支撑和位置调整，取消了传统安装方法中的支撑胎架，减少了高空作业量和高空焊接量，降低安全风险的同时，节约了工期，节省了辅材。节省了辅材。节省了辅材。


技术研发人员：常帏斌 苏铠 杨国勇 康泰 王永刚 黄云 谢祖德 马广忠 张加宝 江涵远 范旭 罗波
受保护的技术使用者：中国建筑第二工程局有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/8/31