既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110312215.3

申请日:

2011.10.14

公开号:

CN102444293A

公开日:

2012.05.09

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权的转移 IPC(主分类):E04G 23/06登记生效日:20170719变更事项:专利权人变更前权利人:中铁建工集团有限公司变更后权利人:中铁建工集团装饰工程有限公司变更事项:地址变更前权利人:102488 北京市房山区良乡政通路12号变更后权利人:100070 北京市丰台区南四环西路188号总部基地十区19号楼|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E04G 23/06申请日:20111014|||公开

IPC分类号:

E04G23/06

主分类号:

E04G23/06

申请人:

中铁建工集团有限公司

发明人:

吴伟杰; 吴长路; 张悦; 蔡文刚; 杨智艳; 王玉生; 单云; 高良

地址:

102488 北京市房山区良乡政通路12号

优先权:

专利代理机构:

北京北新智诚知识产权代理有限公司 11100

代理人:

胡福恒

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内容摘要

本发明公开了一种既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法,包括:断开处搭设支撑架,顶升主桁架,设置滑移用金属板、支托,切断桁架结构移动部分柱脚的外侧弦杆和柱脚腹杆且设置滑移设施,切断断开处的上弦杆、主桁架腹杆、下弦杆,切断桁架结构移动部分柱脚的内侧弦杆,安装爬行器,滑移目标位置上建造格构柱,推动桁架结构移动部分,沿跨度方向向外滑移至滑移目标位置。本发明采用切割、滑移工艺,可辅助大跨度桁架结构实现在不完全拆除桁架结构的基础上进行扩建,本发明安全可靠,避免结构大量拆除与安装,缩短了工期,且在切割滑移中可使下部空间设施继续使用。

权利要求书

1: 一种既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法, 该方法在大跨度桁架结构沿跨度方 向外扩中使用, 其特征在于 : 它包括如下步骤 : 步骤一 : 在将对主桁架进行切断的断开处的左右两侧下方搭设支撑架, 该断开处一侧 的部分为将要向外滑移的桁架结构移动部分, 该断开处另一侧的部分为固定不动的桁架结 构非移动部分 ; 步骤二 : 在该支撑架上设置千斤顶, 该千斤顶将该主桁架向上顶升一个合理距离, 以使 该主桁架处于合理扩建高度, 以及使得该桁架结构移动部分的柱脚的外侧弦杆此时为该桁 架结构移动部分中内力最小的部分 ; 步骤三 : 在与该桁架结构移动部分相对应、 位于其下方的该支撑架顶部设置金属板, 水 平放置的该金属板上设置使该桁架结构移动部分的主桁架部分保持合理扩建高度的支托, 该支托与该桁架结构移动部分的主桁架部分固定连接 ; 步骤四 : 在与该桁架结构非移动部分相对应、 位于其下方的该支撑架顶部设置使该桁 架结构非移动部分的主桁架部分保持合理扩建高度的支托 ; 步骤五 : 切断该桁架结构移动部分的柱脚的外侧弦杆和柱脚腹杆, 与此同时, 在该柱脚 处沿跨度方向放置滑移钢梁, 该滑移钢梁上设置轨道梁, 并且, 在该桁架结构移动部分的柱 脚的外侧弦杆与该外侧弦杆相对应的内侧弦杆之间设置连梁, 该连梁与该外侧弦杆及该内 侧弦杆固定连接, 该连梁位于该轨道梁上且紧贴该轨道梁 ; 步骤六 : 通过有限元计算仿真分析算法计算该断开处的上弦杆、 主桁架腹杆、 下弦杆的 内力大小, 对该断开处的上弦杆、 主桁架腹杆、 下弦杆按照内力由小到大的顺序依次进行切 断; 步骤七 : 切断该桁架结构移动部分的柱脚的内侧弦杆 ; 步骤八 : 在该轨道梁上安装爬行器, 该爬行器的顶推端与该连梁固定连接 ; 步骤九 : 在滑移目标位置上建造与该桁架结构移动部分的柱脚相应的格构柱 ; 步骤十 : 通过爬行器的推动, 使得该桁架结构移动部分沿跨度方向向外滑移目标距离 而滑移至该滑移目标位置。
2: 如权利要求 1 所述的既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法, 其特征在于 : 所述步骤二中的合理距离是通过有限元计算仿真分析算法计算出的。
3: 如权利要求 1 所述的既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法, 其特征在于 : 所述步骤三和所述步骤四与所述步骤五的顺序调换。
4: 如权利要求 1 所述的既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法, 其特征在于 : 所述步骤八移至所述步骤五后进行 ; 所述步骤九移至所述步骤五或步骤六或步骤七后进行。
5: 如权利要求 1 所述的既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法, 其特征在于 : 在所述桁架结构移动部分滑移前, 在所述桁架结构移动部分上安装稳固梁。
6: 如权利要求 1 所述的既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法, 其特征在于 : 在所述扩建方法中, 对所述桁架结构移动部分实时进行变形监测。
7: 如权利要求 1 所述的既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法, 其特征在于 : 在所述扩建方法中, 对所述桁架结构移动部分实时进行应力监测。
8: 如权利要求 1 至 7 中任一种所述的既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法, 其特 2 征在于 : 所述大跨度桁架结构由至少一榀桁架结构构成。
9: 如权利要求 8 所述的既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法, 其特征在于 : 当所述大跨度桁架结构由多榀桁架结构构成时, 对各榀桁架结构分别进行所述步骤一 至九, 然后, 对各榀桁架结构同时进行所述步骤十, 各榀桁架结构滑移的目标距离相同且同 时进行滑移。

说明书


既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法

    技术领域 本发明涉及一种既有大跨度桁架结构沿其跨度方向进行扩建中使用的切割滑移 方法, 属于建筑结构施工技术领域。
     背景技术 大跨度桁架结构在现今建筑业的应用十分广泛, 大跨度桁架结构由至少一榀桁架 结构构成。对于由一榀桁架结构构成的大跨度桁架结构, 一榀桁架结构包括主桁架及主桁 架两端连接的柱脚, 两个柱脚之间的距离为跨度, 主桁架可包括至少一个上弦杆、 多个主桁 架腹杆以及多个下弦杆, 柱脚可包括至少一个外侧弦杆、 多个柱脚腹杆以及多个内侧弦杆。 对于由多榀桁架结构构成的大跨度桁架结构, 相邻榀桁架结构之间通过与跨度方向相垂直 的次桁架结构连接。桁架结构一般为金属材质, 如铁路站房使用的圆管钢桁架结构。如图 1 和图 2 所示, 图中示出的大跨度桁架结构 10 为一榀桁架结构, 该桁架结构 10 由主桁架 11 及其两端的柱脚 12 构成, 主桁架 11 包括 1 个上弦杆 111、 多个主桁架腹杆 112 以及 2 个下
     弦杆 113, 柱脚 12 包括 1 个外侧弦杆 121、 多个柱脚腹杆 122 以及 2 个内侧弦杆 123, 内侧弦 杆 123 之间相距一定距离, 两个柱脚 12 之间的距离为跨度。
     目前, 对于一些既有大跨度桁架结构, 由于受其桁架结构特征、 场地条件的限制, 这些既有大跨度桁架结构无法采用传统的完全拆除后再新建的施工方法来进行扩建。例 如, 近年来, 随着国家经济的迅速发展, 出行人员的增加, 以及国家对基础设施, 特别是铁路 站房的建设投入力度的增加, 国内那些已不能满足现阶段铁路运输要求的站房 ( 即既有大 跨度桁架结构 ) 便迫切需要进行扩建改造, 而在对这些站房进行扩建改造过程中, 由于其 还需要继续发挥铁路运输的作用, 站房内的交通等设施不能拆除, 还需照常运行, 发挥其原 有作用, 因此, 这些站房不能采用传统的完全拆除后再新建的施工方法来进行扩建。
     但是, 面对上述出现的问题, 至今还没有一种很好的施工方法来加以解决。 发明内容 本发明涉及一种既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法, 该方法使得既有大跨 度桁架结构可以实现在不完全拆除桁架结构的基础上进行扩建。
     为了实现上述目的, 本发明采用了以下技术方案 :
     一种既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法, 该方法在大跨度桁架结构沿跨度 方向外扩中使用, 其特征在于 : 它包括如下步骤 : 步骤一 : 在将对主桁架进行切断的断开处 的左右两侧下方搭设支撑架, 该断开处一侧的部分为将要向外滑移的桁架结构移动部分, 该断开处另一侧的部分为固定不动的桁架结构非移动部分 ; 步骤二 : 在该支撑架上设置千 斤顶, 该千斤顶将该主桁架向上顶升一个合理距离, 以使该主桁架处于合理扩建高度, 以及 使得该桁架结构移动部分的柱脚的外侧弦杆此时为该桁架结构移动部分中内力最小的部 分; 步骤三 : 在与该桁架结构移动部分相对应、 位于其下方的该支撑架顶部设置金属板, 水 平放置的该金属板上设置使该桁架结构移动部分的主桁架部分保持合理扩建高度的支托,
     该支托与该桁架结构移动部分的主桁架部分固定连接 ; 步骤四 : 在与该桁架结构非移动部 分相对应、 位于其下方的该支撑架顶部设置使该桁架结构非移动部分的主桁架部分保持合 理扩建高度的支托 ; 步骤五 : 切断该桁架结构移动部分的柱脚的外侧弦杆和柱脚腹杆, 与 此同时, 在该柱脚处沿跨度方向放置滑移钢梁, 该滑移钢梁上设置轨道梁, 并且, 在该桁架 结构移动部分的柱脚的外侧弦杆与该外侧弦杆相对应的内侧弦杆之间设置连梁, 该连梁与 该外侧弦杆及该内侧弦杆固定连接, 该连梁位于该轨道梁上且紧贴该轨道梁 ; 步骤六 : 通 过有限元计算仿真分析算法计算该断开处的上弦杆、 主桁架腹杆、 下弦杆的内力大小, 对该 断开处的上弦杆、 主桁架腹杆、 下弦杆按照内力由小到大的顺序依次进行切断 ; 步骤七 : 切 断该桁架结构移动部分的柱脚的内侧弦杆 ; 步骤八 : 在该轨道梁上安装爬行器, 该爬行器 的顶推端与该连梁固定连接 ; 步骤九 : 在滑移目标位置上建造与该桁架结构移动部分的柱 脚相应的格构柱 ; 步骤十 : 通过爬行器的推动, 使得该桁架结构移动部分沿跨度方向向外 滑移目标距离而滑移至该滑移目标位置。
     所述步骤二中的合理距离是通过有限元计算仿真分析算法计算出的。 所述步骤三 和所述步骤四与所述步骤五的顺序调换。所述步骤八移至所述步骤五后进行 ; 所述步骤九 移至所述步骤五或步骤六或步骤七后进行。在所述桁架结构移动部分滑移前, 在所述桁架 结构移动部分上安装稳固梁。
     在所述扩建方法中, 对所述桁架结构移动部分实时进行变形监测。在所述扩建方 法中, 对所述桁架结构移动部分实时进行应力监测。
     所述大跨度桁架结构由至少一榀桁架结构构成。 当所述大跨度桁架结构由多榀桁 架结构构成时, 对各榀桁架结构分别进行所述步骤一至九, 然后, 对各榀桁架结构同时进行 所述步骤十, 各榀桁架结构滑移的目标距离相同且同时进行滑移。
     本发明的优点是 :
     本发明方法采用切割、 滑移施工工艺, 可辅助既有大跨度桁架结构实现在不完全 拆除桁架结构的基础上进行扩建, 本发明方法安全可靠, 可保证大跨度桁架结构安全、 稳定 地进行切割、 滑移作业, 本发明方法避免了在大跨度桁架结构扩建中对原有结构进行大量 拆除与安装, 有效利用了原有结构, 节约了建筑材料, 缩短了施工工期, 同时, 通过采取有效 的防护措施即可实现切割滑移过程中结构下部空间设施的正常继续使用。 附图说明
     图 1 是大跨度桁架结构的示意图 ;
     图 2 是图 1 的俯视示意图 ;
     图 3 是本发明的实现流程图 ;
     图 4 是本发明第一实施例的步骤一和步骤二的实现示意图 ;
     图 5 是图 4 中 A 部分的放大示意图 ;
     图 6 是本发明第一实施例的步骤三和步骤四的实现示意图 ;
     图 7 是图 6 中 B 部分的放大示意图 ;
     图 8 是本发明第一实施例的步骤五中切断桁架结构移动部分的柱脚的外侧弦杆 和柱脚腹杆的实现示意图 ;
     图 9 是本发明第一实施例的步骤五中设置滑移设施的实现示意图 ;图 10 是图 9 的 C 向局部放大示意图 ; 图 11 是图 9 的俯视示意图 ; 图 12 是本发明第一实施例的步骤六和步骤七的实现示意图 ; 图 13 是图 12 的 D 向局部放大示意图 ; 图 14 是本发明第一实施例的步骤八的实现示意图 ; 图 15 是本发明第一实施例的步骤九和步骤十的实现示意图 ; 图 16 是接长实现示意图 ; 图 17 是扩建后的大跨度桁架结构示意图 ; 图 18 是本发明第二实施例滑移到滑移目标位置时的示意图。具体实施方式
     本发明既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法在对大跨度桁架结构沿跨度方 向进行外扩中使用, 如图 3, 它包括如下步骤 :
     步骤一 : 在将对主桁架进行切断的断开处的左右两侧下方搭设支撑架, 该断开处 一侧的部分为将要向外滑移的桁架结构移动部分, 该断开处另一侧的部分为固定不动的桁 架结构非移动部分, 桁架结构非移动部分包括主桁架部分以及相应的柱脚, 桁架结构移动 部分包括主桁架部分以及相应的柱脚 ; 步骤二 : 在该支撑架上设置千斤顶, 该千斤顶将该主桁架向上顶升一个合理距离, 以使该主桁架处于合理扩建高度, 以及使得该桁架结构移动部分的柱脚的外侧弦杆此时为 该桁架结构移动部分中内力最小的部分 ;
     步骤三 : 在与该桁架结构移动部分相对应、 位于其下方的该支撑架顶部设置金属 板, 水平放置的该金属板上设置使该桁架结构移动部分的主桁架部分保持合理扩建高度的 支托, 该支托与该桁架结构移动部分的主桁架部分固定连接 ;
     步骤四 : 在与该桁架结构非移动部分相对应、 位于其下方的该支撑架顶部设置使 该桁架结构非移动部分的主桁架部分保持合理扩建高度的支托, 该支托可不与该桁架结构 非移动部分的主桁架部分连接 ;
     步骤五 : 切断该桁架结构移动部分的柱脚的外侧弦杆和柱脚腹杆, 与此同时, 在该 柱脚处沿跨度方向 ( 也可为沿滑移方向 ) 放置滑移钢梁, 该滑移钢梁上设置轨道梁, 并且, 在该桁架结构移动部分的柱脚的外侧弦杆与该外侧弦杆相对应的内侧弦杆之间设置连梁, 该连梁与该外侧弦杆及该内侧弦杆固定连接, 该连梁的作用是在滑移移动该桁架结构移动 部分时, 保持其柱脚移动的稳定性, 该连梁位于该轨道梁上且紧贴该轨道梁 ;
     步骤六 : 通过有限元计算仿真分析算法计算该断开处的上弦杆、 主桁架腹杆、 下弦 杆的内力大小, 对该断开处的上弦杆、 主桁架腹杆、 下弦杆按照内力由小到大的顺序依次进 行切断, 此时, 该桁架结构移动部分的主桁架部分的荷载经由其下方的支托转移到支撑架 上;
     步骤七 : 切断该桁架结构移动部分的柱脚的内侧弦杆, 此时, 该连梁完全落到该 轨道梁上, 该桁架结构移动部分的全部荷载安全转移到支撑架及滑移钢梁上, 上述进行的 带载桁架切割方式不会发生因荷载突然释放而使既有大跨度桁架结构产生整体失稳的现 象;
     步骤八 : 在该轨道梁上安装爬行器, 该爬行器的顶推端与该连梁固定连接 ;
     步骤九 : 在滑移目标位置上建造与该桁架结构移动部分的柱脚相应的格构柱, 该 格构柱 ( 公知技术 ) 为利用地脚螺栓临时固定在承台基础上、 可与该桁架结构移动部分的 被切断的外侧弦杆和内侧弦杆相补接来使该桁架结构移动部分保持滑移后高度的一种建 筑结构 ;
     步骤十 : 通过爬行器的推动, 使得该桁架结构移动部分沿跨度方向向外滑移目标 距离而滑移至该滑移目标位置, 此滑移方向为将该桁架结构移动部分沿跨度方向向外移动 的方向。
     在实际中, 在对大跨度桁架结构的弦杆进行带载切割时, 切口处会有错位现象, 并 且, 大跨度桁架结构在多年使用后, 其跨中扰度较大, 因此, 在上述本发明方法中设计了步 骤二, 用千斤顶将主桁架向上顶升一个合理距离, 调整主桁架标高, 确保主桁架切割后其标 高能符合扩建要求。步骤二中的合理距离是通过有限元计算仿真分析算法 ( 公知算法 ) 计 算出的。在千斤顶将主桁架向上顶升前, 先对大跨度桁架结构在有限元软件中用有限元计 算仿真分析算法建模, 模拟将主桁架分别向上顶升多个不同距离 ( 例如 10mm、 20mm 和 30mm) 后的情形, 从而在该多个不同距离中确定出可以使桁架结构移动部分的柱脚的外侧弦杆为 内力最小部分的一个最佳值作为合理距离。 在实际工程中, 为了确保主桁架顶升过程中支撑架的稳定性, 支撑架可设计为圆 管支撑架, 且支撑架下部采用路基箱与地面连接, 以防止支撑架存在不均匀沉降的现象。
     在实际工程中, 由于大跨度桁架结构的特殊性, 大跨度桁架结构在不同的切割阶 段的变形均具有叠加效应和反复性, 因此, 本发明方法中采用了有限元计算仿真分析算法, 来对桁架结构切割全过程进行仿真分析, 如步骤二、 六中, 从而确定桁架结构的预变形值, 决定如何切割、 切割顺序等。 桁架结构的预变形值的大小与切割流程紧密相关, 因为在不同 的切割阶段, 桁架结构自身的刚度、 受力状态有着很大的差异, 桁架结构变形分布情况也有 着显著变化。
     在步骤四执行后, 即该桁架结构移动部分和桁架结构非移动部分的主桁架部分下 均设置支托后, 便可撤去千斤顶。
     在步骤八中, 爬行器可为液压爬行器, 液压爬行器经由液压阀与泵源系统连接, 泵 源系统为液压爬行器提供液压动力, 另外, 对柱脚的外侧弦杆和内侧弦杆的切断一般采用 水平切割。
     在上述本发明方法中, 在桁架结构移动部分滑移前, 在桁架结构移动部分上可安 装稳固梁, 以使桁架结构移动部分在滑移过程中保持稳定。
     对于步骤十, 在滑移的过程中, 与该主桁架部分连接固定的支托与金属板之间进 行摩擦滑动, 由于该金属板、 支托均为金属材料, 金属材料间的摩擦力是很小的, 因此, 该主 桁架部分上固定的支托与金属板之间是可以进行顺利滑移的, 而轨道梁与连梁之间也进行 摩擦滑动, 由于该轨道梁、 连梁均为金属材料, 金属材料间的摩擦力是很小的, 因此, 该轨道 梁与连梁之间是可以进行顺利滑移的。
     在上述本发明方法中, 步骤三和步骤四与步骤五的顺序可调换, 步骤八可移至步 骤五后进行, 步骤九可移至步骤五或步骤六或步骤七后进行。
     在实际工程中, 由于施工现场条件的复杂性, 仅靠有限元软件的仿真分析是难以
     模拟现场实际情况的, 现场存在着诸多不可预见因素, 因此, 在本发明方法中, 还可对桁架 结构移动部分实时进行变形监测以及应力监测, 以获得桁架结构实际的变形和受力情况, 确保本发明方法的顺利进行。 变形监测是监测本发明方法实施过程中主桁架变形值是否与 理想计算值一致, 以便当发现异常时, 采取相应措施来控制结构变形, 顺利完成工程施工。 应力监测是监测大跨度桁架结构在切割过程中出现的叠加性和反复性是否对本发明的顺 利完成产生影响。变形监测和应力监测均为公知技术, 在这里不再详述。
     在完成上述步骤一至十后, 即可进行接长和拆除作业。
     接长作业为对该桁架结构移动部分与该桁架结构非移动部分之间出现的断开部 分进行高空补装以及对该桁架结构移动部分的柱脚与和其相应的格构柱之间进行连接和 补装, 主要为 : 当桁架结构移动部分滑移到位后, 着手进行补杆安装, 断开部分的补缺采用 汽车吊散装的方式进行安装, 按先弦杆后腹杆的顺序进行 ; 当桁架结构移动部分滑移到位 后, 将格构柱中与桁架结构移动部分的外侧弦杆和内侧弦杆相对应的预设柱脚部分提起, 进行对接焊接, 并在预设柱脚部分的柱脚板下垫上垫板进行点焊固定, 以便今后灌浆。
     在实际工程中, 除了对桁架结构移动部分与桁架结构非移动部分之间出现的断开 部分进行高空补装以及对桁架结构移动部分的柱脚与和其相应的格构柱之间进行连接和 补装以外, 还可以对其他原有腹杆等进行加固处理。 拆除作业为对与桁架结构无关的设施进行拆除作业, 即拆除该支撑架、 金属板、 支 托、 爬行器、 滑移钢梁、 轨道梁、 连梁以及切断剩下的柱脚部分等, 从而使得在进行切割、 滑 移作业以及接长、 拆除作业后, 大跨度桁架结构沿跨度方向的扩建作业可以得以完成。
     在实际应用中, 本发明方法中提到的该大跨度桁架结构由至少一榀桁架结构构 成。
     如图 4 至图 15 所示, 图中示出的是针对具有一榀桁架结构的大跨度桁架结构进行 切割滑移的方法, 该方法的实现流程如下 :
     步骤一 : 在将对主桁架 40 进行切断的断开处 20 的左右两侧下方搭设支撑架 60, 即将切割断开的断开处 20 的左右两侧分为两部分, 该断开处 20 一侧的部分为将要向外滑 移的桁架结构移动部分, 该断开处 20 另一侧的部分为固定不动的桁架结构非移动部分, 该 桁架结构非移动部分包括主桁架部分 41 以及相应的柱脚 42, 桁架结构移动部分包括主桁 架部分 51 以及相应的柱脚 52, 如图 4 所示。
     步骤二 : 在该支撑架 60 上设置千斤顶 61, 如图 4 和图 5 所示, 该千斤顶 61 将该主 桁架 40 向上顶升一个合理距离, 以使该主桁架 40 处于合理扩建高度, 以及使得该桁架结构 移动部分的柱脚 52 的外侧弦杆 521 此时为该桁架结构移动部分中内力最小的部分。
     步骤三 : 在与该桁架结构移动部分相对应、 位于该桁架结构移动部分下方的该支 撑架顶部设置钢板 62, 水平放置的该钢板 62 上设置使该桁架结构移动部分的主桁架部分 51 保持合理扩建高度的支托 63, 该支托 63 与该桁架结构移动部分的主桁架部分 51 固定连 接, 如图 6 和图 7 所示。
     步骤四 : 在与该桁架结构非移动部分相对应、 位于该桁架结构非移动部分下方的 该支撑架顶部设置使该桁架结构非移动部分的主桁架部分 41 保持合理扩建高度的支托 64, 该支托 64 不与该桁架结构非移动部分的主桁架部分 41 连接, 如图 6 和图 7 所示。该 桁架结构移动部分和桁架结构非移动部分的主桁架部分下设置支托后, 便可撤去该千斤顶
     61。 步骤五 : 用磁力切割机切断该桁架结构移动部分的柱脚 52 的外侧弦杆 521 和柱脚 腹杆 522, 如图 8 所示, 对外侧弦杆 521 的切割参见图 8 和图 9 中标号 21 所示位置, 与此同 时, 在该柱脚 52 处沿跨度方向 ( 也可为沿滑移方向, 即图 9、 图 11 和图 12 示出的 F 方向 ) 放置滑移钢梁 73, 滑移钢梁 73 一般应放置在路基台 74 上, 该滑移钢梁 73 上设置轨道梁 72, 并且, 在该桁架结构移动部分的柱脚 52 的外侧弦杆 521 与该外侧弦杆 521 相对应的内侧弦 杆 523 之间设置连梁 71, 该连梁 71 与该外侧弦杆 521 及该内侧弦杆 523 固定连接, 该连梁 71 的作用是在滑移移动该桁架结构移动部分时, 保持其柱脚 52 移动的稳定性, 该连梁 71 位 于该轨道梁 72 上且紧贴该轨道梁 72, 如图 9 至图 11 所示。如图 8 所示, 因为该桁架结构移 动部分的柱脚 52 具有一个外侧弦杆 521 和两个内侧弦杆 523, 因此, 为了沿跨度方向放置滑 移钢梁 73 等设备, 必须将外侧弦杆 521 切掉一段 ( 如图 8 中外侧弦杆 521 空缺的部分即为 切掉的一段 ) 才行, 而因两个内侧弦杆 523 之间具有一定间隔, 因此, 对内侧弦杆 523 只要 直线切断, 将滑移钢梁 73 等设备设置在两个内侧弦杆 523 之间的空隙中即可。
     步骤六 : 通过有限元计算仿真分析算法计算该断开处 20 的上弦杆 511、 主桁架腹 杆 512、 下弦杆 513 的内力大小, 对该断开处 20 的上弦杆 511、 主桁架腹杆 512、 下弦杆 513 按照内力由小到大的顺序依次用磁力切割机 ( 公知设备 ) 进行切断, 此时, 该桁架结构移动 部分的主桁架部分 51 的荷载经由其下方的支托 63 转移到支撑架 60 上, 如图 12 所示。例 如, 若切断该桁架结构移动部分的柱脚 52 的外侧弦杆 521 和柱脚腹杆 522 后, 通过有限元 计算仿真分析算法 ( 公知算法 ) 计算, 此时断开处 20 的上弦杆 511 和主桁架腹杆 512 的内 力最小, 则先对上弦杆 511 和主桁架腹杆 512 进行切断, 然后对下弦杆 513 进行切断。对上 弦杆 511 的切割参见图 12 中标号 22 所示位置, 对下弦杆 513 的切割参见图 12 中标号 23 所示位置。在桁架结构移动部分滑移前, 如图 9 所示, 在桁架结构移动部分上还可安装稳固 梁 514, 以确保该桁架结构移动部分在滑移过程中的稳定性。
     步骤七 : 用磁力切割机切断该桁架结构移动部分的柱脚 52 的内侧弦杆 523, 如图 12 和图 13 所示, 对内侧弦杆 523 的切割参见图 12 和图 13 中标号 24 所示位置, 此时, 该连 梁 71 完全落到该轨道梁 72 上, 该桁架结构移动部分的全部荷载安全转移到支撑架 60 及滑 移钢梁 73 上, 上述进行的带载桁架切割方式不会发生因荷载突然释放而使既有大跨度桁 架结构产生整体失稳的现象。
     步骤八 : 在该轨道梁 72 上安装液压爬行器 75, 如图 14 所示, 该液压爬行器 75 经 由液压阀与泵源系统连接, 泵源系统为液压爬行器 75 提供液压动力, 该液压爬行器 75 的顶 推端与该连梁 71 固定连接, 该液压爬行器 75 的控制端与相应的控制系统连接。
     步骤九 : 如图 15 所示, 在滑移目标位置上建造与该桁架结构移动部分的柱脚 52 相 应的格构柱 81, 该格构柱为利用地脚螺栓临时固定在承台基础上、 可与该桁架结构移动部 分的被切断的外侧弦杆和内侧弦杆相补接来使该桁架结构移动部分保持滑移后高度的一 种建筑结构。
     步骤十 : 通过液压爬行器 75 的推动, 使得该桁架结构移动部分沿跨度方向向外滑 移目标距离而滑移至该滑移目标位置 ( 此滑移方向为将该桁架结构移动部分沿跨度方向 向外移动的方向 ), 如图 15 所示。在滑移的过程中, 与该主桁架部分 51 连接固定的支托 63 与钢板 62 之间进行摩擦滑动, 由于该钢板 62、 支托 63 均为钢材料, 钢材料间的摩擦力很小,
     因此, 该主桁架部分 51 上固定的支托 63 与钢板 62 之间是可以进行顺利滑移的, 而轨道梁 72 与连梁 71 之间也进行摩擦滑动, 由于该轨道梁 72、 连梁 71 均采用钢材料, 钢材料间的摩 擦力很小, 因此, 该轨道梁 72 与连梁 71 之间是可以进行顺利滑移的。
     完成步骤一至十后, 便可进行下面的接长和拆除作业, 以便最终完成扩建, 主要包 括: 采用汽车吊对该桁架结构移动部分与该桁架结构非移动部分之间出现的断开部分进行 高空补装, 如图 16 所示, 图中标号 91 表示出了补装上的上弦杆、 主桁架腹杆和下弦杆 ; 对该 桁架结构移动部分的柱脚 52 与和其相应的格构柱 81 之间进行连接和补装, 如图 16 所示, 图中标号 92 表示出了补装上的柱脚腹杆, 并且, 在实际中, 还可对其他原有弦杆进行加固 处理, 如图 17 中的标号 93 所指部位 ; 对与桁架结构无关的设施进行拆除作业, 即拆除该支 撑架 60、 钢板 62、 支托 64 和 63、 液压爬行器 75、 滑移钢梁 73、 轨道梁 72、 连梁 71、 切断剩下 的柱脚部分 82 等。
     完成上述接长和拆除作业后, 大跨度桁架结构沿跨度方向的扩建便可以得以完 成, 扩建后的大跨度桁架结构如图 17 所示。
     对于本发明方法, 其还可应用于具有多榀桁架结构的大跨度桁架结构在扩建中的 切割和滑移。对于具有多榀桁架结构的大跨度桁架结构, 对其实现的切割滑移方法与上述 具有一榀桁架结构的大跨度桁架结构的切割滑移方法基本相同, 其步骤为 : 对各榀桁架结 构 101 分别进行步骤一至九, 然后, 对各榀桁架结构 101 同时进行步骤十, 各榀桁架结构 101 滑移的目标距离相同且同时进行滑移, 如图 18 所示, 相邻榀之间的次桁架结构 102 和各榀 桁架结构 101 是一起进行滑移的, 不会影响桁架结构移动部分的滑移。完成这些步骤后, 便 可对各榀桁架结构 101 分别进行接长和拆除作业, 以完成大跨度桁架结构沿跨度方向的扩 建作业。 本发明的优点是 :
     本发明方法采用切割、 滑移施工工艺, 可辅助既有大跨度桁架结构实现在不完全 拆除桁架结构的基础上进行扩建, 本发明方法安全可靠, 可保证大跨度桁架结构安全、 稳定 地进行切割、 滑移作业, 本发明方法避免了在大跨度桁架结构扩建中对原有结构进行大量 拆除与安装, 有效利用了原有结构, 节约了建筑材料, 缩短了施工工期, 同时, 通过采取有效 的防护措施即可实现切割滑移过程中结构下部空间设施的正常继续使用。 本发明方法中的 切割顺序安排合理, 可有效控制结构变形, 既保证了安全性, 又可达到扩建的设计要求。
     上述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理, 对于本领域的技术人员来 说, 在不背离本发明的精神和范围的情况下, 任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、 简单替换等显而易见的改变, 均属于本发明保护范围之内。
    

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1、10申请公布号CN102444293A43申请公布日20120509CN102444293ACN102444293A21申请号201110312215322申请日20111014E04G23/0620060171申请人中铁建工集团有限公司地址102488北京市房山区良乡政通路12号72发明人吴伟杰吴长路张悦蔡文刚杨智艳王玉生单云高良74专利代理机构北京北新智诚知识产权代理有限公司11100代理人胡福恒54发明名称既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法57摘要本发明公开了一种既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法,包括断开处搭设支撑架,顶升主桁架,设置滑移用金属板、支托,切断桁架结构移动部分柱脚的外。

2、侧弦杆和柱脚腹杆且设置滑移设施,切断断开处的上弦杆、主桁架腹杆、下弦杆,切断桁架结构移动部分柱脚的内侧弦杆,安装爬行器,滑移目标位置上建造格构柱,推动桁架结构移动部分,沿跨度方向向外滑移至滑移目标位置。本发明采用切割、滑移工艺,可辅助大跨度桁架结构实现在不完全拆除桁架结构的基础上进行扩建,本发明安全可靠,避免结构大量拆除与安装,缩短了工期,且在切割滑移中可使下部空间设施继续使用。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书7页附图13页CN102444310A1/2页21一种既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法,该方法在大跨度桁架结构沿跨度方向外扩中使用,。

3、其特征在于它包括如下步骤步骤一在将对主桁架进行切断的断开处的左右两侧下方搭设支撑架,该断开处一侧的部分为将要向外滑移的桁架结构移动部分,该断开处另一侧的部分为固定不动的桁架结构非移动部分;步骤二在该支撑架上设置千斤顶,该千斤顶将该主桁架向上顶升一个合理距离,以使该主桁架处于合理扩建高度,以及使得该桁架结构移动部分的柱脚的外侧弦杆此时为该桁架结构移动部分中内力最小的部分;步骤三在与该桁架结构移动部分相对应、位于其下方的该支撑架顶部设置金属板,水平放置的该金属板上设置使该桁架结构移动部分的主桁架部分保持合理扩建高度的支托,该支托与该桁架结构移动部分的主桁架部分固定连接;步骤四在与该桁架结构非移动部。

4、分相对应、位于其下方的该支撑架顶部设置使该桁架结构非移动部分的主桁架部分保持合理扩建高度的支托;步骤五切断该桁架结构移动部分的柱脚的外侧弦杆和柱脚腹杆,与此同时,在该柱脚处沿跨度方向放置滑移钢梁,该滑移钢梁上设置轨道梁,并且,在该桁架结构移动部分的柱脚的外侧弦杆与该外侧弦杆相对应的内侧弦杆之间设置连梁,该连梁与该外侧弦杆及该内侧弦杆固定连接,该连梁位于该轨道梁上且紧贴该轨道梁;步骤六通过有限元计算仿真分析算法计算该断开处的上弦杆、主桁架腹杆、下弦杆的内力大小,对该断开处的上弦杆、主桁架腹杆、下弦杆按照内力由小到大的顺序依次进行切断;步骤七切断该桁架结构移动部分的柱脚的内侧弦杆;步骤八在该轨道梁。

5、上安装爬行器,该爬行器的顶推端与该连梁固定连接;步骤九在滑移目标位置上建造与该桁架结构移动部分的柱脚相应的格构柱;步骤十通过爬行器的推动,使得该桁架结构移动部分沿跨度方向向外滑移目标距离而滑移至该滑移目标位置。2如权利要求1所述的既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法,其特征在于所述步骤二中的合理距离是通过有限元计算仿真分析算法计算出的。3如权利要求1所述的既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法,其特征在于所述步骤三和所述步骤四与所述步骤五的顺序调换。4如权利要求1所述的既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法,其特征在于所述步骤八移至所述步骤五后进行;所述步骤九移至所述步骤五或步骤六或步骤七后进行。。

6、5如权利要求1所述的既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法,其特征在于在所述桁架结构移动部分滑移前,在所述桁架结构移动部分上安装稳固梁。6如权利要求1所述的既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法,其特征在于在所述扩建方法中,对所述桁架结构移动部分实时进行变形监测。7如权利要求1所述的既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法,其特征在于在所述扩建方法中,对所述桁架结构移动部分实时进行应力监测。8如权利要求1至7中任一种所述的既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法,其特权利要求书CN102444293ACN102444310A2/2页3征在于所述大跨度桁架结构由至少一榀桁架结构构成。9如权利要求8所述的既有。

7、大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法,其特征在于当所述大跨度桁架结构由多榀桁架结构构成时,对各榀桁架结构分别进行所述步骤一至九,然后,对各榀桁架结构同时进行所述步骤十,各榀桁架结构滑移的目标距离相同且同时进行滑移。权利要求书CN102444293ACN102444310A1/7页4既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法技术领域0001本发明涉及一种既有大跨度桁架结构沿其跨度方向进行扩建中使用的切割滑移方法,属于建筑结构施工技术领域。背景技术0002大跨度桁架结构在现今建筑业的应用十分广泛,大跨度桁架结构由至少一榀桁架结构构成。对于由一榀桁架结构构成的大跨度桁架结构,一榀桁架结构包括主桁架及主桁架两端。

8、连接的柱脚,两个柱脚之间的距离为跨度,主桁架可包括至少一个上弦杆、多个主桁架腹杆以及多个下弦杆,柱脚可包括至少一个外侧弦杆、多个柱脚腹杆以及多个内侧弦杆。对于由多榀桁架结构构成的大跨度桁架结构,相邻榀桁架结构之间通过与跨度方向相垂直的次桁架结构连接。桁架结构一般为金属材质,如铁路站房使用的圆管钢桁架结构。如图1和图2所示,图中示出的大跨度桁架结构10为一榀桁架结构,该桁架结构10由主桁架11及其两端的柱脚12构成,主桁架11包括1个上弦杆111、多个主桁架腹杆112以及2个下弦杆113,柱脚12包括1个外侧弦杆121、多个柱脚腹杆122以及2个内侧弦杆123,内侧弦杆123之间相距一定距离,两。

9、个柱脚12之间的距离为跨度。0003目前,对于一些既有大跨度桁架结构,由于受其桁架结构特征、场地条件的限制,这些既有大跨度桁架结构无法采用传统的完全拆除后再新建的施工方法来进行扩建。例如,近年来,随着国家经济的迅速发展,出行人员的增加,以及国家对基础设施,特别是铁路站房的建设投入力度的增加,国内那些已不能满足现阶段铁路运输要求的站房即既有大跨度桁架结构便迫切需要进行扩建改造,而在对这些站房进行扩建改造过程中,由于其还需要继续发挥铁路运输的作用,站房内的交通等设施不能拆除,还需照常运行,发挥其原有作用,因此,这些站房不能采用传统的完全拆除后再新建的施工方法来进行扩建。0004但是,面对上述出现的。

10、问题,至今还没有一种很好的施工方法来加以解决。发明内容0005本发明涉及一种既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法,该方法使得既有大跨度桁架结构可以实现在不完全拆除桁架结构的基础上进行扩建。0006为了实现上述目的,本发明采用了以下技术方案0007一种既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法,该方法在大跨度桁架结构沿跨度方向外扩中使用,其特征在于它包括如下步骤步骤一在将对主桁架进行切断的断开处的左右两侧下方搭设支撑架,该断开处一侧的部分为将要向外滑移的桁架结构移动部分,该断开处另一侧的部分为固定不动的桁架结构非移动部分;步骤二在该支撑架上设置千斤顶,该千斤顶将该主桁架向上顶升一个合理距离,以使该主桁。

11、架处于合理扩建高度,以及使得该桁架结构移动部分的柱脚的外侧弦杆此时为该桁架结构移动部分中内力最小的部分;步骤三在与该桁架结构移动部分相对应、位于其下方的该支撑架顶部设置金属板,水平放置的该金属板上设置使该桁架结构移动部分的主桁架部分保持合理扩建高度的支托,说明书CN102444293ACN102444310A2/7页5该支托与该桁架结构移动部分的主桁架部分固定连接;步骤四在与该桁架结构非移动部分相对应、位于其下方的该支撑架顶部设置使该桁架结构非移动部分的主桁架部分保持合理扩建高度的支托;步骤五切断该桁架结构移动部分的柱脚的外侧弦杆和柱脚腹杆,与此同时,在该柱脚处沿跨度方向放置滑移钢梁,该滑移钢。

12、梁上设置轨道梁,并且,在该桁架结构移动部分的柱脚的外侧弦杆与该外侧弦杆相对应的内侧弦杆之间设置连梁,该连梁与该外侧弦杆及该内侧弦杆固定连接,该连梁位于该轨道梁上且紧贴该轨道梁;步骤六通过有限元计算仿真分析算法计算该断开处的上弦杆、主桁架腹杆、下弦杆的内力大小,对该断开处的上弦杆、主桁架腹杆、下弦杆按照内力由小到大的顺序依次进行切断;步骤七切断该桁架结构移动部分的柱脚的内侧弦杆;步骤八在该轨道梁上安装爬行器,该爬行器的顶推端与该连梁固定连接;步骤九在滑移目标位置上建造与该桁架结构移动部分的柱脚相应的格构柱;步骤十通过爬行器的推动,使得该桁架结构移动部分沿跨度方向向外滑移目标距离而滑移至该滑移目标。

13、位置。0008所述步骤二中的合理距离是通过有限元计算仿真分析算法计算出的。所述步骤三和所述步骤四与所述步骤五的顺序调换。所述步骤八移至所述步骤五后进行;所述步骤九移至所述步骤五或步骤六或步骤七后进行。在所述桁架结构移动部分滑移前,在所述桁架结构移动部分上安装稳固梁。0009在所述扩建方法中,对所述桁架结构移动部分实时进行变形监测。在所述扩建方法中,对所述桁架结构移动部分实时进行应力监测。0010所述大跨度桁架结构由至少一榀桁架结构构成。当所述大跨度桁架结构由多榀桁架结构构成时,对各榀桁架结构分别进行所述步骤一至九,然后,对各榀桁架结构同时进行所述步骤十,各榀桁架结构滑移的目标距离相同且同时进行。

14、滑移。0011本发明的优点是0012本发明方法采用切割、滑移施工工艺,可辅助既有大跨度桁架结构实现在不完全拆除桁架结构的基础上进行扩建,本发明方法安全可靠,可保证大跨度桁架结构安全、稳定地进行切割、滑移作业,本发明方法避免了在大跨度桁架结构扩建中对原有结构进行大量拆除与安装,有效利用了原有结构,节约了建筑材料,缩短了施工工期,同时,通过采取有效的防护措施即可实现切割滑移过程中结构下部空间设施的正常继续使用。附图说明0013图1是大跨度桁架结构的示意图;0014图2是图1的俯视示意图;0015图3是本发明的实现流程图;0016图4是本发明第一实施例的步骤一和步骤二的实现示意图;0017图5是图4。

15、中A部分的放大示意图;0018图6是本发明第一实施例的步骤三和步骤四的实现示意图;0019图7是图6中B部分的放大示意图;0020图8是本发明第一实施例的步骤五中切断桁架结构移动部分的柱脚的外侧弦杆和柱脚腹杆的实现示意图;0021图9是本发明第一实施例的步骤五中设置滑移设施的实现示意图;说明书CN102444293ACN102444310A3/7页60022图10是图9的C向局部放大示意图;0023图11是图9的俯视示意图;0024图12是本发明第一实施例的步骤六和步骤七的实现示意图;0025图13是图12的D向局部放大示意图;0026图14是本发明第一实施例的步骤八的实现示意图;0027图1。

16、5是本发明第一实施例的步骤九和步骤十的实现示意图;0028图16是接长实现示意图;0029图17是扩建后的大跨度桁架结构示意图;0030图18是本发明第二实施例滑移到滑移目标位置时的示意图。具体实施方式0031本发明既有大跨度桁架结构扩建用切割滑移方法在对大跨度桁架结构沿跨度方向进行外扩中使用,如图3,它包括如下步骤0032步骤一在将对主桁架进行切断的断开处的左右两侧下方搭设支撑架,该断开处一侧的部分为将要向外滑移的桁架结构移动部分,该断开处另一侧的部分为固定不动的桁架结构非移动部分,桁架结构非移动部分包括主桁架部分以及相应的柱脚,桁架结构移动部分包括主桁架部分以及相应的柱脚;0033步骤二在。

17、该支撑架上设置千斤顶,该千斤顶将该主桁架向上顶升一个合理距离,以使该主桁架处于合理扩建高度,以及使得该桁架结构移动部分的柱脚的外侧弦杆此时为该桁架结构移动部分中内力最小的部分;0034步骤三在与该桁架结构移动部分相对应、位于其下方的该支撑架顶部设置金属板,水平放置的该金属板上设置使该桁架结构移动部分的主桁架部分保持合理扩建高度的支托,该支托与该桁架结构移动部分的主桁架部分固定连接;0035步骤四在与该桁架结构非移动部分相对应、位于其下方的该支撑架顶部设置使该桁架结构非移动部分的主桁架部分保持合理扩建高度的支托,该支托可不与该桁架结构非移动部分的主桁架部分连接;0036步骤五切断该桁架结构移动部。

18、分的柱脚的外侧弦杆和柱脚腹杆,与此同时,在该柱脚处沿跨度方向也可为沿滑移方向放置滑移钢梁,该滑移钢梁上设置轨道梁,并且,在该桁架结构移动部分的柱脚的外侧弦杆与该外侧弦杆相对应的内侧弦杆之间设置连梁,该连梁与该外侧弦杆及该内侧弦杆固定连接,该连梁的作用是在滑移移动该桁架结构移动部分时,保持其柱脚移动的稳定性,该连梁位于该轨道梁上且紧贴该轨道梁;0037步骤六通过有限元计算仿真分析算法计算该断开处的上弦杆、主桁架腹杆、下弦杆的内力大小,对该断开处的上弦杆、主桁架腹杆、下弦杆按照内力由小到大的顺序依次进行切断,此时,该桁架结构移动部分的主桁架部分的荷载经由其下方的支托转移到支撑架上;0038步骤七切。

19、断该桁架结构移动部分的柱脚的内侧弦杆,此时,该连梁完全落到该轨道梁上,该桁架结构移动部分的全部荷载安全转移到支撑架及滑移钢梁上,上述进行的带载桁架切割方式不会发生因荷载突然释放而使既有大跨度桁架结构产生整体失稳的现象;说明书CN102444293ACN102444310A4/7页70039步骤八在该轨道梁上安装爬行器,该爬行器的顶推端与该连梁固定连接;0040步骤九在滑移目标位置上建造与该桁架结构移动部分的柱脚相应的格构柱,该格构柱公知技术为利用地脚螺栓临时固定在承台基础上、可与该桁架结构移动部分的被切断的外侧弦杆和内侧弦杆相补接来使该桁架结构移动部分保持滑移后高度的一种建筑结构;0041步骤。

20、十通过爬行器的推动,使得该桁架结构移动部分沿跨度方向向外滑移目标距离而滑移至该滑移目标位置,此滑移方向为将该桁架结构移动部分沿跨度方向向外移动的方向。0042在实际中,在对大跨度桁架结构的弦杆进行带载切割时,切口处会有错位现象,并且,大跨度桁架结构在多年使用后,其跨中扰度较大,因此,在上述本发明方法中设计了步骤二,用千斤顶将主桁架向上顶升一个合理距离,调整主桁架标高,确保主桁架切割后其标高能符合扩建要求。步骤二中的合理距离是通过有限元计算仿真分析算法公知算法计算出的。在千斤顶将主桁架向上顶升前,先对大跨度桁架结构在有限元软件中用有限元计算仿真分析算法建模,模拟将主桁架分别向上顶升多个不同距离例。

21、如10MM、20MM和30MM后的情形,从而在该多个不同距离中确定出可以使桁架结构移动部分的柱脚的外侧弦杆为内力最小部分的一个最佳值作为合理距离。0043在实际工程中,为了确保主桁架顶升过程中支撑架的稳定性,支撑架可设计为圆管支撑架,且支撑架下部采用路基箱与地面连接,以防止支撑架存在不均匀沉降的现象。0044在实际工程中,由于大跨度桁架结构的特殊性,大跨度桁架结构在不同的切割阶段的变形均具有叠加效应和反复性,因此,本发明方法中采用了有限元计算仿真分析算法,来对桁架结构切割全过程进行仿真分析,如步骤二、六中,从而确定桁架结构的预变形值,决定如何切割、切割顺序等。桁架结构的预变形值的大小与切割流程。

22、紧密相关,因为在不同的切割阶段,桁架结构自身的刚度、受力状态有着很大的差异,桁架结构变形分布情况也有着显著变化。0045在步骤四执行后,即该桁架结构移动部分和桁架结构非移动部分的主桁架部分下均设置支托后,便可撤去千斤顶。0046在步骤八中,爬行器可为液压爬行器,液压爬行器经由液压阀与泵源系统连接,泵源系统为液压爬行器提供液压动力,另外,对柱脚的外侧弦杆和内侧弦杆的切断一般采用水平切割。0047在上述本发明方法中,在桁架结构移动部分滑移前,在桁架结构移动部分上可安装稳固梁,以使桁架结构移动部分在滑移过程中保持稳定。0048对于步骤十,在滑移的过程中,与该主桁架部分连接固定的支托与金属板之间进行摩。

23、擦滑动,由于该金属板、支托均为金属材料,金属材料间的摩擦力是很小的,因此,该主桁架部分上固定的支托与金属板之间是可以进行顺利滑移的,而轨道梁与连梁之间也进行摩擦滑动,由于该轨道梁、连梁均为金属材料,金属材料间的摩擦力是很小的,因此,该轨道梁与连梁之间是可以进行顺利滑移的。0049在上述本发明方法中,步骤三和步骤四与步骤五的顺序可调换,步骤八可移至步骤五后进行,步骤九可移至步骤五或步骤六或步骤七后进行。0050在实际工程中,由于施工现场条件的复杂性,仅靠有限元软件的仿真分析是难以说明书CN102444293ACN102444310A5/7页8模拟现场实际情况的,现场存在着诸多不可预见因素,因此,。

24、在本发明方法中,还可对桁架结构移动部分实时进行变形监测以及应力监测,以获得桁架结构实际的变形和受力情况,确保本发明方法的顺利进行。变形监测是监测本发明方法实施过程中主桁架变形值是否与理想计算值一致,以便当发现异常时,采取相应措施来控制结构变形,顺利完成工程施工。应力监测是监测大跨度桁架结构在切割过程中出现的叠加性和反复性是否对本发明的顺利完成产生影响。变形监测和应力监测均为公知技术,在这里不再详述。0051在完成上述步骤一至十后,即可进行接长和拆除作业。0052接长作业为对该桁架结构移动部分与该桁架结构非移动部分之间出现的断开部分进行高空补装以及对该桁架结构移动部分的柱脚与和其相应的格构柱之间。

25、进行连接和补装,主要为当桁架结构移动部分滑移到位后,着手进行补杆安装,断开部分的补缺采用汽车吊散装的方式进行安装,按先弦杆后腹杆的顺序进行;当桁架结构移动部分滑移到位后,将格构柱中与桁架结构移动部分的外侧弦杆和内侧弦杆相对应的预设柱脚部分提起,进行对接焊接,并在预设柱脚部分的柱脚板下垫上垫板进行点焊固定,以便今后灌浆。0053在实际工程中,除了对桁架结构移动部分与桁架结构非移动部分之间出现的断开部分进行高空补装以及对桁架结构移动部分的柱脚与和其相应的格构柱之间进行连接和补装以外,还可以对其他原有腹杆等进行加固处理。0054拆除作业为对与桁架结构无关的设施进行拆除作业,即拆除该支撑架、金属板、支。

26、托、爬行器、滑移钢梁、轨道梁、连梁以及切断剩下的柱脚部分等,从而使得在进行切割、滑移作业以及接长、拆除作业后,大跨度桁架结构沿跨度方向的扩建作业可以得以完成。0055在实际应用中,本发明方法中提到的该大跨度桁架结构由至少一榀桁架结构构成。0056如图4至图15所示,图中示出的是针对具有一榀桁架结构的大跨度桁架结构进行切割滑移的方法,该方法的实现流程如下0057步骤一在将对主桁架40进行切断的断开处20的左右两侧下方搭设支撑架60,即将切割断开的断开处20的左右两侧分为两部分,该断开处20一侧的部分为将要向外滑移的桁架结构移动部分,该断开处20另一侧的部分为固定不动的桁架结构非移动部分,该桁架结。

27、构非移动部分包括主桁架部分41以及相应的柱脚42,桁架结构移动部分包括主桁架部分51以及相应的柱脚52,如图4所示。0058步骤二在该支撑架60上设置千斤顶61,如图4和图5所示,该千斤顶61将该主桁架40向上顶升一个合理距离,以使该主桁架40处于合理扩建高度,以及使得该桁架结构移动部分的柱脚52的外侧弦杆521此时为该桁架结构移动部分中内力最小的部分。0059步骤三在与该桁架结构移动部分相对应、位于该桁架结构移动部分下方的该支撑架顶部设置钢板62,水平放置的该钢板62上设置使该桁架结构移动部分的主桁架部分51保持合理扩建高度的支托63,该支托63与该桁架结构移动部分的主桁架部分51固定连接,。

28、如图6和图7所示。0060步骤四在与该桁架结构非移动部分相对应、位于该桁架结构非移动部分下方的该支撑架顶部设置使该桁架结构非移动部分的主桁架部分41保持合理扩建高度的支托64,该支托64不与该桁架结构非移动部分的主桁架部分41连接,如图6和图7所示。该桁架结构移动部分和桁架结构非移动部分的主桁架部分下设置支托后,便可撤去该千斤顶说明书CN102444293ACN102444310A6/7页961。0061步骤五用磁力切割机切断该桁架结构移动部分的柱脚52的外侧弦杆521和柱脚腹杆522,如图8所示,对外侧弦杆521的切割参见图8和图9中标号21所示位置,与此同时,在该柱脚52处沿跨度方向也可为。

29、沿滑移方向,即图9、图11和图12示出的F方向放置滑移钢梁73,滑移钢梁73一般应放置在路基台74上,该滑移钢梁73上设置轨道梁72,并且,在该桁架结构移动部分的柱脚52的外侧弦杆521与该外侧弦杆521相对应的内侧弦杆523之间设置连梁71,该连梁71与该外侧弦杆521及该内侧弦杆523固定连接,该连梁71的作用是在滑移移动该桁架结构移动部分时,保持其柱脚52移动的稳定性,该连梁71位于该轨道梁72上且紧贴该轨道梁72,如图9至图11所示。如图8所示,因为该桁架结构移动部分的柱脚52具有一个外侧弦杆521和两个内侧弦杆523,因此,为了沿跨度方向放置滑移钢梁73等设备,必须将外侧弦杆521切。

30、掉一段如图8中外侧弦杆521空缺的部分即为切掉的一段才行,而因两个内侧弦杆523之间具有一定间隔,因此,对内侧弦杆523只要直线切断,将滑移钢梁73等设备设置在两个内侧弦杆523之间的空隙中即可。0062步骤六通过有限元计算仿真分析算法计算该断开处20的上弦杆511、主桁架腹杆512、下弦杆513的内力大小,对该断开处20的上弦杆511、主桁架腹杆512、下弦杆513按照内力由小到大的顺序依次用磁力切割机公知设备进行切断,此时,该桁架结构移动部分的主桁架部分51的荷载经由其下方的支托63转移到支撑架60上,如图12所示。例如,若切断该桁架结构移动部分的柱脚52的外侧弦杆521和柱脚腹杆522后。

31、,通过有限元计算仿真分析算法公知算法计算,此时断开处20的上弦杆511和主桁架腹杆512的内力最小,则先对上弦杆511和主桁架腹杆512进行切断,然后对下弦杆513进行切断。对上弦杆511的切割参见图12中标号22所示位置,对下弦杆513的切割参见图12中标号23所示位置。在桁架结构移动部分滑移前,如图9所示,在桁架结构移动部分上还可安装稳固梁514,以确保该桁架结构移动部分在滑移过程中的稳定性。0063步骤七用磁力切割机切断该桁架结构移动部分的柱脚52的内侧弦杆523,如图12和图13所示,对内侧弦杆523的切割参见图12和图13中标号24所示位置,此时,该连梁71完全落到该轨道梁72上,该。

32、桁架结构移动部分的全部荷载安全转移到支撑架60及滑移钢梁73上,上述进行的带载桁架切割方式不会发生因荷载突然释放而使既有大跨度桁架结构产生整体失稳的现象。0064步骤八在该轨道梁72上安装液压爬行器75,如图14所示,该液压爬行器75经由液压阀与泵源系统连接,泵源系统为液压爬行器75提供液压动力,该液压爬行器75的顶推端与该连梁71固定连接,该液压爬行器75的控制端与相应的控制系统连接。0065步骤九如图15所示,在滑移目标位置上建造与该桁架结构移动部分的柱脚52相应的格构柱81,该格构柱为利用地脚螺栓临时固定在承台基础上、可与该桁架结构移动部分的被切断的外侧弦杆和内侧弦杆相补接来使该桁架结构。

33、移动部分保持滑移后高度的一种建筑结构。0066步骤十通过液压爬行器75的推动,使得该桁架结构移动部分沿跨度方向向外滑移目标距离而滑移至该滑移目标位置此滑移方向为将该桁架结构移动部分沿跨度方向向外移动的方向,如图15所示。在滑移的过程中,与该主桁架部分51连接固定的支托63与钢板62之间进行摩擦滑动,由于该钢板62、支托63均为钢材料,钢材料间的摩擦力很小,说明书CN102444293ACN102444310A7/7页10因此,该主桁架部分51上固定的支托63与钢板62之间是可以进行顺利滑移的,而轨道梁72与连梁71之间也进行摩擦滑动,由于该轨道梁72、连梁71均采用钢材料,钢材料间的摩擦力很小。

34、,因此,该轨道梁72与连梁71之间是可以进行顺利滑移的。0067完成步骤一至十后,便可进行下面的接长和拆除作业,以便最终完成扩建,主要包括采用汽车吊对该桁架结构移动部分与该桁架结构非移动部分之间出现的断开部分进行高空补装,如图16所示,图中标号91表示出了补装上的上弦杆、主桁架腹杆和下弦杆;对该桁架结构移动部分的柱脚52与和其相应的格构柱81之间进行连接和补装,如图16所示,图中标号92表示出了补装上的柱脚腹杆,并且,在实际中,还可对其他原有弦杆进行加固处理,如图17中的标号93所指部位;对与桁架结构无关的设施进行拆除作业,即拆除该支撑架60、钢板62、支托64和63、液压爬行器75、滑移钢梁。

35、73、轨道梁72、连梁71、切断剩下的柱脚部分82等。0068完成上述接长和拆除作业后,大跨度桁架结构沿跨度方向的扩建便可以得以完成,扩建后的大跨度桁架结构如图17所示。0069对于本发明方法,其还可应用于具有多榀桁架结构的大跨度桁架结构在扩建中的切割和滑移。对于具有多榀桁架结构的大跨度桁架结构,对其实现的切割滑移方法与上述具有一榀桁架结构的大跨度桁架结构的切割滑移方法基本相同,其步骤为对各榀桁架结构101分别进行步骤一至九,然后,对各榀桁架结构101同时进行步骤十,各榀桁架结构101滑移的目标距离相同且同时进行滑移,如图18所示,相邻榀之间的次桁架结构102和各榀桁架结构101是一起进行滑移。

36、的,不会影响桁架结构移动部分的滑移。完成这些步骤后,便可对各榀桁架结构101分别进行接长和拆除作业,以完成大跨度桁架结构沿跨度方向的扩建作业。0070本发明的优点是0071本发明方法采用切割、滑移施工工艺,可辅助既有大跨度桁架结构实现在不完全拆除桁架结构的基础上进行扩建,本发明方法安全可靠,可保证大跨度桁架结构安全、稳定地进行切割、滑移作业,本发明方法避免了在大跨度桁架结构扩建中对原有结构进行大量拆除与安装,有效利用了原有结构,节约了建筑材料,缩短了施工工期,同时,通过采取有效的防护措施即可实现切割滑移过程中结构下部空间设施的正常继续使用。本发明方法中的切割顺序安排合理,可有效控制结构变形,既。

37、保证了安全性,又可达到扩建的设计要求。0072上述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理,对于本领域的技术人员来说,在不背离本发明的精神和范围的情况下,任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变,均属于本发明保护范围之内。说明书CN102444293ACN102444310A1/13页11图1图2说明书附图CN102444293ACN102444310A2/13页12图3说明书附图CN102444293ACN102444310A3/13页13图4说明书附图CN102444293ACN102444310A4/13页14图5说明书附图CN102444293ACN102444。

38、310A5/13页15图6说明书附图CN102444293ACN102444310A6/13页16图7图8说明书附图CN102444293ACN102444310A7/13页17图9说明书附图CN102444293ACN102444310A8/13页18图10图11说明书附图CN102444293ACN102444310A9/13页19图12说明书附图CN102444293ACN102444310A10/13页20图13图14说明书附图CN102444293ACN102444310A11/13页21图15图16说明书附图CN102444293ACN102444310A12/13页22图17说明书附图CN102444293ACN102444310A13/13页23图18说明书附图CN102444293A。

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