專利名稱：一種大跨度鋼連橋及其整體吊裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大跨度鋼連橋及其整體吊裝技術(shù)，特別是一種在現(xiàn)有建筑和新 建建筑之間搭設(shè)的鋼連橋。
背景技術(shù)：
鋼連橋的搭設(shè)一般都與主體建筑同時施工或在主體建筑設(shè)計之初就有規(guī)劃，而實 際工程中存在在主體建筑完成之后，在使用過程中或后期工程需要與原建筑進(jìn)行連接，此 時，原建筑上未預(yù)留與鋼連橋連接的相關(guān)構(gòu)件，則鋼連橋與原有建筑的連接就成了搭設(shè)鋼 連橋的難點(diǎn)所在，連接不當(dāng)會改變原有建筑的受力模式，引發(fā)結(jié)構(gòu)安全隱患，本發(fā)明所提供 的連接方法可有效減少后搭鋼連橋?qū)υ薪ㄖ挠绊?，并起到有效隔振作用。同時一般的 鋼連橋自重都較大，其安裝可采用整體提升、高空散拼、分段提升等方法。高空散拼施工周 期長、影響原建筑的正常 后采用1Π400/2履帶吊，直接吊裝可縮短施工時間，且不影響原建筑的正常使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種大跨度鋼連橋及其整體吊裝技術(shù)，要解決后搭鋼連橋與 原建筑的連接的技術(shù)問題；并解決在狹窄空間實現(xiàn)大跨度鋼連橋快速吊裝的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種大跨度鋼連橋，為由上弦桿、中弦桿、下弦桿、鋼柱和連接桿組成的鋼桁架，所述連 接桿包括水平連接桿和斜連接桿，其特征在于鋼連橋一端與新建筑通過高強(qiáng)螺栓連接，另 一端與原建筑連接，原建筑兩側(cè)安裝兩根加固柱，在鋼連橋設(shè)計安裝位置的底面兩加固柱 之間有新鋼梁，新鋼梁與鋼連橋的下弦桿連接，下弦桿為H型鋼，H型鋼的下翼緣通過高強(qiáng) 螺栓與鉛芯橡膠支座連接，鉛芯橡膠支座焊接在新鋼梁上，在新鋼梁的上面原建筑的相鄰 兩層樓面位置各有一根鋼支撐，鋼支撐的中央套接阻尼器，鋼支撐一端與加固柱通過水平 銷節(jié)點(diǎn)連接，另一端與中弦桿或上弦桿通過水平銷節(jié)點(diǎn)連接。所述阻尼器為鉛阻尼器，其由鉛芯、外套筒和端板組成，端板與鋼支撐焊接，外套 筒的長度大于鉛芯的長度，外套筒的內(nèi)徑大于鋼支撐的外徑，外套筒套在鋼支撐外面，其中 一端和鋼支撐焊接，另一端與鋼支撐不連接，鋼支撐與外套筒之間縫隙內(nèi)涂有潤滑油。一種大跨度鋼連橋的整體吊裝方法步驟如下
步驟一，根據(jù)吊裝重量及提升高度，選擇履帶吊和汽車吊的型號。步驟二，根據(jù)履帶吊和汽車吊的站位位置及吊裝要求，對履帶吊和汽車吊的行走 路面及停放位置鋪墊至少50mm的厚沙子，同時對履帶吊和汽車吊的站位位置及履帶吊和 汽車吊的行走路面承載力驗算，確保對原建筑不會造成破壞。步驟三，根據(jù)鋼連橋的重量、吊點(diǎn)數(shù)量及起重臂的角度，選擇鋼絲繩及耳板，并驗 算其安全性。
步驟四，在拼接焊接好的鋼連橋內(nèi)部捆綁搭設(shè)爬梯。步驟五，按照計算確定的吊點(diǎn)位置，在鋼連橋設(shè)計吊點(diǎn)位置處焊接耳板，將鋼絲繩 通過卡環(huán)與耳板連接。步驟六，以鋼連橋水平投影為鋼連橋安裝控制線，在地面整體放線，做出安裝控制 線；并在原建筑、地面、新建筑上設(shè)置觀測點(diǎn)。
步驟七，鋼連橋倒運(yùn)履帶吊在進(jìn)入主吊位置前，先與汽車吊抬吊，將鋼連橋向安 裝位置移動，直到鋼連橋的中心距履帶吊的回轉(zhuǎn)中心12米的距離后，鋼連橋落地，履帶吊 進(jìn)入主吊位置，準(zhǔn)備吊裝。步驟八，鋼連橋試吊；履帶吊起升吊鉤至鋼連橋最低處距地面50毫米，停止起吊； 檢查耳板、起吊臂的受力變形，檢查履帶吊履帶下地基開裂及下陷情況；確保起吊臂上無墜 落物；用圓管用力敲擊鋼絲繩，保證各鋼絲繩受力基本均勻。步驟九，正式吊裝鋼連橋；檢查完畢，繼續(xù)起升吊鉤至鋼連橋最低處超過安裝位置 基礎(chǔ)，然后通過遛繩將鋼連橋旋轉(zhuǎn)，使鋼連橋斜向轉(zhuǎn)進(jìn)原建筑和新建筑間的空間。步驟十，然后將鋼連橋回轉(zhuǎn)吊至安裝位置基礎(chǔ)正上方，緩慢落吊鉤至基礎(chǔ)上，找正 方位，找對垂直度；將鋼連橋安裝就位。步驟十一，通過預(yù)先在鋼連橋內(nèi)部爬梯摘除吊鉤和鋼絲繩，并清理現(xiàn)場工具。步驟四中所述耳板為斜耳板和直耳板。所述履帶吊為lrl400/2履帶吊，汽車吊為130t汽車吊。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下特點(diǎn)和有益效果
首先，通過隔震支座的設(shè)置，實現(xiàn)了在未預(yù)留安裝位置的原建筑和新建筑之間搭設(shè)大 跨度鋼連橋，可有效減少后搭鋼連橋?qū)υ薪ㄖ挠绊?，并起到有效隔振作用?br> 其次，本發(fā)明提及的鋼連橋的整體吊裝方法，通過履帶吊和汽車吊抬吊，實現(xiàn)了大跨度 的鋼連橋整體吊裝，克服了施工場地限制、地下結(jié)構(gòu)復(fù)雜限制、整體吊裝就位空間結(jié)構(gòu)狹窄 限制等困難，可縮短施工時間，且不影響原建筑的正常使用。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)鋼連橋與主體建筑的連接可能改變原有建筑的受力模式，引發(fā) 結(jié)構(gòu)安全隱患的缺點(diǎn)以及鋼連橋的安裝采用高空散拼施工周期長、影響原建筑的正常使 用；采用分段吊裝需要設(shè)置較高的支撐架兩座，并且現(xiàn)場場地必須滿足吊車站位等缺點(diǎn)，解 決了減少搭設(shè)鋼連橋后對原有建筑的影響，并起到有效隔振作用，同時通過整體吊裝技術(shù)， 克服了施工場地限制、地下結(jié)構(gòu)復(fù)雜限制、整體吊裝就位空間結(jié)構(gòu)狹窄限制等困難。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于在原有建筑和新建建筑之間搭設(shè)鋼連橋的施工。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1是本發(fā)明的鋼連橋平面布置示意圖。圖2是圖1的A-A剖面圖。圖3是圖1的B-B剖面圖。圖4是鋼連橋與原有建筑的連接示意圖。圖5是圖4的C-C剖面圖。圖6是鉛阻尼器連接示意圖。
圖7是鉛阻尼器鉛芯與鋼支撐連接詳圖。圖8是鉛阻尼器外套筒與鋼支撐連接詳圖。附圖標(biāo)記1 一上弦桿、2 —中弦桿、3 —下弦桿、4 一鋼柱、5 —水平連接桿、6 —高 強(qiáng)螺栓、7 —鉛芯橡膠支座、8 —新鋼梁、9 一加固柱、10 —鋼支撐、11 一阻尼器、11. 1 一鉛 芯、11. 2 一外套筒、11. 3-端板、12 —斜連接桿。
具體實施例方式實施例參見圖1 圖8所示，某辦公樓一期和二期分期施工，二期為新建結(jié)構(gòu)。要 在原有鋼結(jié)構(gòu)八、九和十層與新建鋼結(jié)構(gòu)間增設(shè)鋼連橋(共兩座，東西各一座，對稱布置)。 連橋軸線尺寸跨度36. lm、寬2. 7m,高8. Olm,共分兩層，底標(biāo)高32. 87m,鋼連橋頂標(biāo)高 40. 880m，整座鋼連橋重約122噸。所述大跨度鋼連橋，為由上弦桿1、中弦桿2、下弦桿3、鋼 柱4和連接桿組成的鋼桁架，所述連接桿包括水平連接5和斜連接桿12，鋼連橋一端與新建 筑通過高強(qiáng)螺栓連接，另一端與原建筑連接，原建筑兩側(cè)安裝兩根加固柱9，在鋼連橋設(shè)計 安裝位置的底面兩加固柱之間有新鋼梁8，新鋼梁8與鋼連橋的下弦桿3連接，下弦桿3為 H型鋼，H型鋼的下翼緣通過高強(qiáng)螺栓6與鉛芯橡膠支座7連接，鉛芯橡膠支座7焊接在新 鋼梁 8上，在新鋼梁8的上面原建筑的相鄰兩層樓面位置各有一根鋼支撐10，鋼支撐10的 中央套接阻尼器11，鋼支撐10 —端與加固柱9通過水平銷節(jié)點(diǎn)連接，另一端與中弦桿2或 上弦桿1通過水平銷節(jié)點(diǎn)連接。所述阻尼器11為鉛阻尼器，其由鉛芯11. 1、外套筒11. 2和端板11. 3組成，端板 11. 3與鋼支撐10焊接，外套筒11. 2的長度大于鉛芯11. 1的長度，外套筒11. 2的內(nèi)徑大于 鋼支撐10的外徑，外套筒套11. 2在鋼支撐10上，其中一端和鋼支撐10焊接，另一端與鋼 支撐10不連接，鋼支撐10與外套筒11. 2之間縫隙內(nèi)涂有潤滑油。所述大跨度鋼連橋的整體吊裝方法，其步驟如下
步驟一，根據(jù)吊裝重量及提升高度，選擇履帶吊和汽車吊的型號。鋼連橋吊裝自身重量約122t，樓承板3. It,弦桿栓釘0. 15t,需要焊接的幕墻連接 件3. 7t,除連橋自身重量外的附加重量共3. 1+0. 15+3. 7=6. 95 (t)
下表構(gòu)件在連橋吊裝后安裝
考慮吊索吊具等，連橋吊裝總重量以130t算，連橋安裝位置40. 88m，地面相對標(biāo)高小 于-2m。按_2m考慮，提升高度為43m。主吊履帶吊機(jī)械選擇1Π400/2履帶吊，主桿選擇 63m長，回轉(zhuǎn)半徑IOm時，最大起重量175t，最大提升高度59m;回轉(zhuǎn)半徑12m時，最大起重 量139t，最大提升高度57m ；因此，lrl400/2履帶吊滿足鋼連橋的吊裝需要。步驟二，根據(jù)履帶吊和汽車吊的站位位置及吊裝要求，對履帶吊和汽車吊的行走 路面及停放位置鋪墊至少50mm厚的沙子，同時對履帶吊和汽車吊的站位位置及履帶吊和 汽車吊的行走路面承載力驗算，確保對原建筑不會造成破壞。經(jīng)過對吊裝場地的實地勘測調(diào)查，靠近二期M軸線左邊12m處有一自行車道直通 地下室，自行車道下為一獨(dú)立的L型地下室，自行車道為300mm厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，地下 室擋土墻為500mm厚鋼筋混凝土墻。吊車持力土層范圍內(nèi)沒有管溝、輸水管道等安全隱患， 在吊車吊裝周圍高空環(huán)境無障礙物，可以進(jìn)行吊裝。在吊裝作業(yè)時，起重機(jī)每條履帶下墊五塊路箱基板，路箱基板尺寸為2. 3mX 5m, 履帶下基礎(chǔ)承載力計算吊車加配重總重380t，設(shè)備重130t，總重量約為510t。10塊箱基 板尺寸長5mX寬2. 3m?？偯娣e115m2。lrl400/2履帶作業(yè)時對地面壓強(qiáng)，根據(jù)利勃海 爾工作計劃軟件演示，吊裝天橋時，吊重130t，主臂與履帶呈45°角時，該軸最大承載壓力 為161t，通過路基板對地面壓強(qiáng)為
P=161/(2. 3X5X3) =4. 67 (t/m2)
吊裝時對地面平均壓強(qiáng)為
Pl=(380+130)/115=4. 435 (t/m2)
履帶接觸地面面積=10. 4X1. 2X2=24. 96 (m2)
履帶吊行走時對地壓強(qiáng)為
P2= (380-45)/24. 96=13. 42 (t/m2)
履帶吊途經(jīng)新建筑1軸線時，距離地下油庫距離按專家建議不小于3mm，電信檢查井采 取腳手架管進(jìn)行加固支撐，其余管井檢查井采取填砂的方法進(jìn)行加固。
經(jīng)過計算，吊車站位、在施工現(xiàn)場轉(zhuǎn)場行走地面承載力符合吊裝要求，對原建筑和 新建筑擋土墻均不會造成破壞。步驟三，根據(jù)鋼連橋的重量、吊點(diǎn)數(shù)量及起重臂的角度，選擇鋼絲繩及耳板，并驗 算其安全性。選擇鋼絲繩
通過計算結(jié)果所示，結(jié)構(gòu)應(yīng)力最大為38MPa ；豎向位移最大為9. 2mm ；水平方向縱向位 移累計最大為0. 99mm，三項數(shù)值均對安裝不造成影響。吊裝繩索選用6X37鋼絲繩，繩長 12m、直徑Φ 52mm (雙根)、公稱抗拉強(qiáng)度為1700N/mm2。吊裝總重量130t
四點(diǎn)綁扎，每點(diǎn)吊索承重130 + 4 + sin60=37. 53 (t) 因為吊索采用兩根，且每根均采取雙根，每根承重37. 53 + 2=18. 77 (t) 6 X 37+1-1700 Φ 52mm鋼絲繩許用拉力
破斷拉力總和X不均勻系數(shù)+安全系數(shù)=170. 5X0. 82 + 7=19. 98 (t) 19. 98 > 18. 77
因此6 X 37+1-1700 Φ 52mm鋼絲繩能滿足吊裝要求。選擇耳板
按鋼連橋自重130t計算，采用四點(diǎn)綁扎，選擇S-BX55型卡環(huán)，卡環(huán)橫銷直徑為70mm，耳 板鉆孔直徑Φ 80mm，耳板選擇30mm厚Q345B鋼板，設(shè)計屈服強(qiáng)度為325N/mm2，以90%計取 為
325x0.9=292. 5(N/mm2)
卡環(huán)橫銷與耳板接觸按1/3橫銷直徑計取，接觸面積為 70 + 3 X 30=700 (mm2)
單點(diǎn)受力按38t計算，則接觸面積需要值 380000 + 292. 5=1299. 15(mm2) 因此耳板孔需要加強(qiáng)環(huán)厚度
(1299.15-700)+ (70 + 3) =25. 7 (mm) 根據(jù)上述計算，加強(qiáng)環(huán)確定采用12mm厚Q345B鋼板雙面加強(qiáng)。吊耳孔與耳板邊緣寬度以剪力計算，設(shè)計許用剪力以175N/mm2計算，則該寬度 為
350000 + 2 + 175 + 30=33. 33 (mm) 根據(jù)所選定卡環(huán)和吊裝鋼絲繩的尺寸，耳板孔與耳板邊緣寬度允許值為200mm，因此 選擇該寬度為100mm，加強(qiáng)環(huán)寬度為80mm。步驟四，在拼接焊接好的鋼連橋內(nèi)部捆綁搭設(shè)爬梯。步驟五，按照計算確定的吊點(diǎn)位置，在鋼連橋設(shè)計吊點(diǎn)位置處焊接耳板，將鋼絲繩 通過卡環(huán)與耳板連接。步驟六，以鋼連橋水平投影為鋼連橋安裝控制線，在地面整體放線，做出安裝控制 線；并在原建筑、地面、新建筑上設(shè)置觀測點(diǎn)。步驟七，鋼連橋倒運(yùn)履帶吊在進(jìn)入主吊位置前，先與汽車吊抬吊，將鋼連橋向安 裝位置移動，直到鋼連橋的中心距履帶吊的回轉(zhuǎn)中心12米的距離后，鋼連橋落地，履帶吊進(jìn)入主吊位置，準(zhǔn)備吊裝。步驟八，鋼連橋試吊；履帶吊起升吊鉤至鋼連橋最低處距地面50毫米，停止起吊； 檢查耳板、起吊臂的受力變形，檢查履帶吊履帶下地基開裂及下陷情況；確保起吊臂上無墜 落物；用圓管用力敲擊鋼絲繩，保證各鋼絲繩受力基本均勻。步驟九，正式吊裝鋼連橋；檢查完畢，繼續(xù)起升吊鉤至鋼連橋最低處超過安裝位置 基礎(chǔ)，然后通過遛繩將鋼連橋旋轉(zhuǎn)，使鋼連橋斜向轉(zhuǎn)進(jìn)原建筑和新建筑間的空間。步驟十，將鋼連橋回轉(zhuǎn)吊至安裝位置基礎(chǔ)正上方，緩慢落吊鉤至基礎(chǔ)上，找正方 位，找對垂直度；將鋼連橋安裝就位。步驟十一，通過預(yù)先在鋼連橋內(nèi)部爬梯摘除吊鉤和鋼絲繩，并清理現(xiàn)場工具。

所述履帶吊為Ir 1400/2履帶吊，汽車吊為130t汽車吊。
權(quán)利要求
一種大跨度鋼連橋，為由上弦桿(1)、中弦桿(2)、下弦桿(3)、鋼柱(4)和連接桿組成的鋼桁架，所述連接桿包括水平連接桿(5)和斜連接桿(12)，其特征在于鋼連橋一端與新建筑通過高強(qiáng)螺栓連接，另一端與原建筑連接，原建筑兩側(cè)安裝兩根加固柱(9)，在鋼連橋設(shè)計安裝位置的底面兩加固柱之間有新鋼梁(8)，新鋼梁(8)與鋼連橋的下弦桿(3)連接，下弦桿(3)為H型鋼，H型鋼的下翼緣通過高強(qiáng)螺栓(6)與鉛芯橡膠支座(7)連接，鉛芯橡膠支座(7)焊接在新鋼梁(8)上，在新鋼梁(8)的上面原建筑的相鄰兩層樓面位置各有一根鋼支撐(10)，鋼支撐(10)的中央套接阻尼器(11)，鋼支撐(10)一端與加固柱(9)通過水平銷節(jié)點(diǎn)連接，另一端與中弦桿(2)或上弦桿(1)通過水平銷節(jié)點(diǎn)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大跨度鋼連橋，其特征在于所述阻尼器為鉛阻尼器，其 由鉛芯(11. 1)、外套筒(11. 2)和端板(11. 3)組成，端板(11. 3)與鋼支撐(10)焊接，外套筒 (11. 2)的長度大于鉛芯(11. 1)的長度，外套筒(11. 2)的內(nèi)徑大于鋼支撐(10)的外徑，夕卜 套筒(11. 2)套在鋼支撐(10)外面，其中一端和鋼支撐(10)焊接，另一端與鋼支撐(10)不 連接，鋼支撐(10)與外套筒(11.2)之間縫隙內(nèi)涂有潤滑油。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大跨度鋼連橋的整體吊裝方法，其特征在于步驟如下步驟一，根據(jù)吊裝重量及提升高度，選擇履帶吊和汽車吊的型號；步驟二，根據(jù)履帶吊和汽車吊的站位位置及吊裝要求，對履帶吊和汽車吊的行走路面 及停放位置鋪墊至少50mm厚的沙子，同時對履帶吊和汽車吊的站位位置及履帶吊和汽車 吊的行走路面承載力驗算，確保對原建筑不會造成破壞；步驟三，根據(jù)鋼連橋的重量、吊點(diǎn)數(shù)量及起重臂的角度，選擇鋼絲繩及耳板，并驗算其 安全性；步驟四，在拼接焊接好的鋼連橋內(nèi)部捆綁搭設(shè)爬梯；步驟五，按照計算確定的吊點(diǎn)位置，在鋼連橋設(shè)計吊點(diǎn)位置處焊接耳板，將鋼絲繩通過 卡環(huán)與耳板連接；步驟六，以鋼連橋水平投影為鋼連橋安裝控制線，在地面整體放線，做出安裝控制線； 并在原建筑、地面、新建筑上設(shè)置觀測點(diǎn)；步驟七，鋼連橋倒運(yùn)履帶吊在進(jìn)入主吊位置前，先與汽車吊抬吊，將鋼連橋向安裝位 置移動，直到鋼連橋的中心距履帶吊的回轉(zhuǎn)中心12米的距離后，鋼連橋落地，履帶吊進(jìn)入 主吊位置，準(zhǔn)備吊裝；步驟八，鋼連橋試吊；履帶吊起升吊鉤至鋼連橋最低處距地面50毫米，停止起吊；檢 查耳板、起吊臂的受力變形，檢查履帶吊履帶下地基開裂及下陷情況；確保起吊臂上無墜落 物；用圓管用力敲擊鋼絲繩，保證各鋼絲繩受力基本均勻；步驟九，正式吊裝鋼連橋；檢查完畢，繼續(xù)起升吊鉤至鋼連橋最低處超過安裝位置基 礎(chǔ)，然后通過遛繩將鋼連橋旋轉(zhuǎn)，使鋼連橋斜向轉(zhuǎn)進(jìn)原建筑和新建筑間的空間；步驟十，將鋼連橋回轉(zhuǎn)吊至安裝位置基礎(chǔ)正上方，緩慢落吊鉤至基礎(chǔ)上，找正方位，找 對垂直度；將鋼連橋安裝就位；步驟十一，通過預(yù)先在鋼連橋內(nèi)部爬梯摘除吊鉤和鋼絲繩，并清理現(xiàn)場工具。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大跨度鋼連橋的整體吊裝技術(shù)，其特征在于，步驟四中 所述耳板為斜耳板和直耳板。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大跨度鋼連橋的整體吊裝技術(shù)，其特征在于，所述履帶 吊為lrl400/2履帶吊，汽車吊為130t汽車吊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大跨度鋼連橋及其整體吊裝方法。鋼連橋一端與原建筑通過高強(qiáng)螺栓連接，另一端通過鉛芯橡膠支座新建筑連接；其吊裝過程中采用整體吊裝方法，在履帶吊在進(jìn)入主吊位置前，先與汽車吊抬吊，將鋼連橋向安裝位置移動，直到鋼中心距吊履帶主吊范圍內(nèi)后然后通過履帶吊直接整體吊裝到位。本發(fā)明通過隔震支座及阻尼器的設(shè)置，實現(xiàn)了在未預(yù)留安裝位置的原建筑和新建筑之間搭設(shè)大跨度鋼連橋，并在其吊裝過程中克服了施工場地限制、地下結(jié)構(gòu)復(fù)雜限制、整體吊裝就位空間結(jié)構(gòu)狹窄限制等困難，保證了原建筑正常使用，縮短了施工周期。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于在現(xiàn)有建筑上搭設(shè)的連橋的施工。
文檔編號E04B1/58GK101845848SQ20101020582
公開日2010年9月29日 申請日期2010年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月22日
發(fā)明者安鳳杰, 張桂敏, 張輝, 楊凱明, 翟雷, 胡大川, 榮軍成, 賀國強(qiáng), 韓陽 申請人:中國建筑第二工程局有限公司