[发明专利]一种管桁架结构单管支撑分级卸载工装及其使用方法

说明书

技术领域

   本发明涉及大跨度钢桁架和空间大跨度钢结构施工领域，具体是一种管桁架结构单管支撑分级卸载工装及其使用方法。

背景技术

大跨度钢结构或空间钢结构，由于追求建筑使用空间和造型需要而结构设计支撑点往往较少，在大跨度钢结构安装过程中需要设置临时支撑来满足钢结构安装需要，保证安装过程中各榀桁架结构的挠度、变形在要求范围，确保施工方案的安全可靠；特别是分段安装的结构构件，需要通过在分段位置设置临时支撑来完成高空拼装，满足拼装后的整体线型、挠度和变形，保证施工过程的安全可靠。在主体钢结构整体安装完成，并完成所有的焊接工作，并经检查后，需要对已经形成的主结构进行整体卸载。结构卸载及支撑架的拆除过程是一个结构体系转换的过程，结构变形及内力将进行重新分配，支撑架的支点反力也会随着卸载方案及卸载顺序不同而变化。对于经计算机模拟计算出变形较大的支撑点位置的桁架，为了保证整体结构构件及临时支撑在卸载过程中变形协调、不发生结构破坏，同时保证结构由施工状态缓慢过度到设计状态，需要采取分级、同步、均衡卸载方法，按照合理的卸载顺序进行卸载。

分级同步均衡卸载过程中如何采取合理方案来控制卸载变量来保证其同步、均衡性是该卸载方法的关键和核心。钢结构卸载及分级卸载，目前技术多采用以下两种方法来控制变量：

一种是在各榀桁架构件上设置统一的关键观测点，通过架设仪器观测构件上关键控制点的绝对位移值作为控制变量依据。该方法存在以下不足：（1）对于建筑、结构布置复杂，现场条件差的项目测量仪器架设困难导致难以观测，即使能够架设仪器但降低了工作效率；（2）不同桁架其形状可能不同，导致关键控制点不统一，不同构件、不同部位的观测点其卸载过程的变形方向和幅度不同，观测后需要确定一榀桁架作为基准控制点，其他个点通过观测的绝对位移值，再结合结构计算分型模型与基准控制点推算出相对位移来控制变量的一致性，影响变量控制的准确性和施工效率，安全难以得到保证；

另一种是通过观测各个卸载点支撑顶部的千斤顶行程来控制卸载变量。该方法存在以下不足之处：（1）各个卸载点通过人工操作千斤顶降低控制行程，各点变量控制误差相对较大，卸载同步性难以做到准确控制。（2）每个支撑点都要进行多轮观测来控制卸载量，测量工程量大，施工卸载效率低。（3）千斤顶直接设置于支撑的顶部，其自身稳定性、安全性难以保证。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种管桁架结构单管支撑分级卸载工装及其使用方法，控制分级卸载量，确保卸载精度以及在卸载过程中的均衡性和统一性，可大量减少卸载过程中的测量工作。

本发明的技术方案为：

一种管桁架结构单管支撑分级卸载工装，包括有支撑架、连接于支撑架上方的卸载过渡支架、设置于支撑架顶部且位于卸载过渡支架内的千斤顶、支撑设置于管桁架下弦杆下口的钢支托、设置于卸载过渡支架上用于支撑钢支托的多级钢垫板，所述的千斤顶的托起部从卸载过渡支架顶端伸出。

所述的多级钢垫板包括有两组分别设置有千斤顶托起部两侧部的多层钢垫板，两组钢垫板的同一层为一级。

所述的支撑架包括有钢管支撑和设置于钢管支撑顶部的支撑顶板，所述的卸载过渡支架包括有底板、固定连接于底板上的竖直支撑杆和固定连接于竖直支撑杆顶端的顶板，所述的支撑顶板和卸载过渡支架的底板固定连接，所述的千斤顶位于竖直支撑杆包围的区域内，所述的多级钢垫板设置于卸载过渡支架的顶板上，千斤顶的托起部从卸载过渡支架的顶板穿过。

所述的多级钢垫板为三级钢垫板。

一种管桁架结构单管支撑分级卸载工装的使用方法，包括以下步骤：

（1）、对整体结构进行施工过程分析验算，确定各个单点支撑处的卸载量数值；

（2）、对整体结构进行焊接检查和验收，满足卸载要求后，操作千斤顶将管桁架连同钢支托轻微顶起，然后拆除最顶端一级的钢垫板，最后再操作千斤顶缓慢将管桁架连同钢支托下降，将管桁架连同钢支托卸载到第二级钢垫板的顶部，完成第一级卸载；

（3）、对整体结构进行必要的检查和监测，确保结构无异常后，操作千斤顶将管桁架连同钢支托轻微顶起，然后拆除最二级钢垫板，最后再操作千斤顶缓慢将管桁架连同钢支托下降，将管桁架连同钢支托卸载到第三级钢垫板的顶部，完成第二级卸载；

（4）、重复步骤（2）或（3）对下级逐一进行卸载，分级同步卸载工作完成后，对整体结构进行全面观测，确定卸载量与步骤（1）的分析验算结果一致即可。

所述的步骤（1）中的分析验算采用结构计算和施工模拟分析软件。