大跨度异型钢结构收费棚安装方法与流程

1.本发明属于钢结构施工技术领域，具体涉及一种大跨度异型钢结构收费棚安装方法。


背景技术：

2.钢结构收费棚具有强度高、塑性韧性和抗震性能好、便于工厂生产、机械施工等独特优势，被迅速发展的高速公路大力推广。申请人承建的某高速路口双向16车道收费站跨度达40米，最大安装高度在13米以上，总投影面积4174
㎡
。钢屋盖共由6组布置成3列的钢立架支撑，收费棚整体构件多，总重量约为1400t，钢立架与混凝土基础的有效连接、使得足以支撑1400t的载荷是工程难点。而钢屋盖为异型结构，吊装难度大，且吊装过程中须考虑其自身变形，钢屋盖的吊装是工程难点。


技术实现要素：

3.本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
4.为了实现上述目的，本发明提供了一种大跨度异型钢结构收费棚安装方法，收费棚的钢立架安装完成后分段安装钢屋盖，将钢屋盖划分为支撑段和合拢段，在钢立架上拼接支撑段，在地面拼装合拢段，合拢段拼接完毕后双机抬吊合拢段与支撑段合拢对接。
5.具体包括以下布置：s1：底板施工完成后，侧模尚未施工前，预埋主体预埋件；s2：钢立架安装，吊装钢柱及斜撑，控制钢柱的轴线及柱顶三维坐标，钢柱与主体预埋件连接，斜撑安装在钢柱柱顶；s3：钢屋盖支撑段安装，先吊装主梁、后吊装次梁，控制主梁的轴线及钢梁的焊接；s4：钢屋盖合拢段安装，地面拼接胎架、增加联系杆件；胎架拼装完成后先拼装主梁，控制主梁轴线及主梁弧形线型；后拼装次梁，先安装好定位次梁，确保合拢段外形尺寸，拼装中间其余次梁，再拼装悬挑次梁，两侧的悬挑钢梁，对称施加及焊接；s5：合拢段拼装完成，拆除影响吊装的临时支撑；s6：两台起重机同步起吊一段合拢段与支撑段合拢对接，主钢梁对接处完成焊接，主钢梁焊接完成后起重机松钩；s7：主体钢结构施工完成。
6.进一步地，合拢段在其安装位置正下方进行拼装，地面拼装的合拢段主梁位置从支撑段的钢梁上投影定位，确保轴线保持一致，合拢段钢梁的标高相对位置关系与支撑段钢梁保持一致。
7.进一步地，钢屋盖的钢梁上翼缘部分开有吊装孔或焊接吊耳作为吊点，吊点到钢梁端头的距离为构件总长的1/4。
8.进一步地，钢屋盖的钢梁吊装前，清理钢梁表面污物，对产生浮锈的连接板和摩擦面在吊装前进行除锈。
9.进一步地，钢屋盖合拢温度控制在15~20℃之间。
10.进一步地，合拢段吊装时，每台起重机连接四个吊装点，吊装点布置在外侧的主梁上，主梁的弧端之间使用钢丝绳拉紧，中间的主梁采用手拉葫芦与起重机的吊钩拉紧，增强合拢段结构的刚度，减小其下挠值。
11.进一步地，主体预埋件包括支架、地脚螺栓、锚板，支架包括角钢焊接成的上下两层方形框架，地脚螺栓穿在框架的四个顶点处，顶、底面设置螺栓锁紧，混凝土结构的横筋在框架上交叉布置成井字架并与框架外围的竖筋焊接，锚板套在地脚螺栓上。
12.与现有技术相比，本发明的优势在于：本发明的大跨度异型钢结构收费棚安装方法，对结构深化设计，将整体收费棚拆分，在安装过程中，对零星构件，进行地面安装，拼装成一套构件后，进行高空吊装，使整个结构一体化完工。研究了双拱造型高空散装施工技术，应用此技术，可以减少大吨位汽车吊的使用，通过两到三台小吨位汽车吊，减少交叉作业影响，充分利用有限的作业场地；此技术可以看待为“拼积木”，首先在地面上将拆分加工好的构件，进行初步拼装，就像将人的左手手指、小臂、大臂组合到一起，组成整条手臂，之后再将这一部分与其他部分进行组装。在本工程中便将40m跨度的钢梁拆分为三段，在于柱相接部分分别进行高空焊接，即高空散装。如今造型外观复杂的建筑越来越多，在有限的工期内，有限的作业条件下，尽可能减少施工成本，增加施工精准性，可以基于本技术方案，不断探索。
附图说明
13.图1为收费棚的结构示意图。
14.图2为钢屋盖分段示意图。
15.图3为钢立架吊装示意图。
16.图4为钢屋盖支撑段吊装示意图。
17.图5为地面拼接胎架示意图。
18.图6为地面拼接钢屋盖合拢段示意图。
19.图7为钢屋盖合拢段吊装示意图。
20.图8为收费棚吊装完成示意图。
21.图9为钢屋盖合拢段吊点布置示意图。
22.图10为主体预埋件的结构示意图。
23.图11为主体预埋件安装示意图。
24.图中：1-钢立架；2-合拢段；3-支撑段；4-汽车吊；5-钢柱；6-斜撑；7-主梁a；8-次梁a；9-胎架；10-主梁b；11-次梁b；12-支架；13-地脚螺栓；14-横筋；15-竖筋；16-手拉葫芦；17-钢丝绳。
具体实施方式
25.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
26.请参阅图1至图11。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可
实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
27.本发明提供一种技术方案：如图1、图2所示；一种大跨度异型钢结构收费棚安装方法，收费棚的钢立架安装完成后分段安装钢屋盖，将钢屋盖划分为支撑段和合拢段，在钢立架上拼接支撑段，在地面拼装合拢段，合拢段拼接完毕后双机抬吊合拢段与支撑段合拢对接，在吊装前，使用midasgen软件进行验算，自重考虑为1.2d，桁架吊装时会产生瞬时动荷载，即在计算时按照动荷载进行考虑。
28.一种大跨度异型钢结构收费棚安装方法，具体包括以下布置：s1：底板施工完成后，侧模尚未施工前，预埋主体预埋件；s2：如图3所示；钢立架安装，吊装钢柱及斜撑，控制钢柱的轴线及柱顶三维坐标，钢柱与主体预埋件连接，斜撑安装在钢柱柱顶；s3：如图4所示；钢屋盖支撑段安装，先吊装主梁、后吊装次梁，控制主梁的轴线及钢梁的焊接；s4：如图5、图6所示；钢屋盖合拢段安装，地面拼接胎架、增加联系杆件；胎架拼装完成后先拼装主梁，控制主梁轴线及主梁弧形线型；后拼装次梁，先安装好定位次梁，确保合拢段外形尺寸，拼装中间其余次梁，再拼装悬挑次梁，两侧的悬挑钢梁，对称施加及焊接；s5：合拢段拼装完成，拆除影响吊装的临时支撑；s6：如图7所示；两台起重机同步起吊一段合拢段与支撑段合拢对接，主钢梁对接处完成焊接，主钢梁焊接完成后起重机松钩；s7：如图8所示；主体钢结构施工完成。
29.如图10、图11所示；主体预埋件包括支架、地脚螺栓、锚板，支架包括角钢焊接成的上下两层方形框架，地脚螺栓穿在框架的四个顶点处，顶、底面设置螺栓锁紧，混凝土结构的横筋在框架上交叉布置成井字架并与框架外围的竖筋焊接，锚板套在地脚螺栓上。主体预埋件的允许误差严格控制，即标高≤
±
10mm，水平分格≤
±
20mm。
30.一、主体预埋件的放样施工（1）首先根据原始轴线控制点及标高控制点对现场进行轴线和标高控制点的加密，然后根据控制线测放出的轴线再测放出每一个主体预埋件的中心十字交叉线和至少两个标高控制点；（2）主体预埋件施工时，它的位置应注意保持准确，不得任意挪动；锚板下面的混凝土应注意振捣密实；（3）处于混凝土浇灌面上的主体预埋件，当锚板平面尺寸较大时，可在板面中部适当位置开设直径不小于30mm的排气孔；当主体预埋件的锚板较长时，为便于混凝土浇捣密实，排气孔的间距宜采用500-1000mm；（4）在已埋入混凝土构件内的主体预埋件的锚板面上施焊时，应尽量采用细焊条、小电流、分层施焊，以免烧伤混凝土。
31.二、钢立架施工
（1）放出每个钢柱柱脚基础的纵横轴线；（2）将所测轴线弹墨线后，量距复核相邻柱间尺寸；（3）轴线复核无误后，作三角标记，作为第一节钢柱吊装就位时的对中依据，同时将柱的中心线和标高基准线标记在柱的两端，标记要醒目，每根柱在地面以柱顶为基准标记安装用的标高控制线，标高控制线应至少投设和标记于两个面上；（4）钢柱吊到就位上方200mm时，停机稳定，对准螺栓孔和十字线后，缓慢下落，使钢柱四边中心线与基础十字轴线对准；（5）当钢柱校正完毕后拧紧地脚螺栓收紧缆风绳，并将柱脚垫铁与柱底板点焊，然后进行下道工序施工；单根钢柱不得少于3根缆风绳，缆风绳在地面上通过葫芦与事先预埋的预埋件固定在一起，揽风绳设置在相邻混凝土柱钢筋笼上。
32.三、钢屋盖施工合拢段在其安装位置正下方进行拼装，地面拼装的合拢段主梁位置从支撑段的钢梁上投影定位，确保轴线保持一致，合拢段钢梁的标高相对位置关系与支撑段钢梁保持一致。
33.钢屋盖的钢梁上翼缘部分开有吊装孔或焊接吊耳作为吊点，吊点到钢梁端头的距离为构件总长的1/4；钢梁上翼缘设安装用码板，码板采用厚度为20mm的钢板，规格为300mm
×
100mm。就位时，对孔洞有少许偏差的接头应用冲钉配合调整跨间距，然后用安装螺栓拧紧。安装螺栓数量按规范要求不得少于该节点螺栓总数的30%，且不得少于两个。
34.钢屋盖的钢梁吊装前，清理钢梁表面污物，对产生浮锈的连接板和摩擦面在吊装前进行除锈。
35.钢屋盖合拢时需要选择较为合适的温度，钢屋盖合拢温度控制在15~20℃之间。
36.如图9所示；合拢段吊装时，每台起重机连接四个吊装点，吊装点布置在外侧的主梁上，吊点选择在钢梁1/3位置，主梁的弧端之间使用钢丝绳拉紧，中间的主梁采用手拉葫芦与起重机的吊钩拉紧，增强合拢段结构的刚度，减小其下挠值。
37.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。