一种临时钢管支撑预应力加固结构及其施工方法技术领域
本发明涉及建筑结构加固技术，特别涉及一种能够灵活布置的临时钢管支撑预应
力加固结构，还涉及该临时钢管支撑预应力加固结构的施工方法。
背景技术
建筑结构加固，顾名思义就是加强建筑结构的稳定性。在建筑结构加固过程中经
常会遇到柱梁承载力不足的问题，需要通过增设临时钢管支撑对不满足承载力要求的框架
柱梁构件进行部分托换等加固处理。
传统临时钢管支撑的施工一般是直接在需要支撑位置增设临时钢管支撑。但是，
这种直接增设临时钢管支撑的方式存在以下缺陷：
⑴钢管支撑受力滞后，而支撑受力滞后会导致结构构件产生轻微变形，造成不利
影响。
⑵钢管支撑的底端支撑在地面上，因此，在地面空间不足的情况下，无法直接布置
钢管支撑，以致钢管支撑的适用场合受到很大限制，施工不方便，无法有效保证工程质量。
⑶如果是在厂房内进行临时钢管支撑施工，生产设备不可避免地会位于钢管支撑
的旁边，在施工时，生产设备需要停产，会给企业带来较大的经济损失。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种结构简单、制造成本低、施工方便、能够保证工
程质量的临时钢管支撑预应力加固结构。
本发明的上述目的通过以下的技术措施来实现：一种临时钢管支撑预应力加固结
构，其特征在于：它包括第一支撑结构，所述第一支撑结构主要由两段钢管和一对钢板组
成，所述两段钢管竖向设置并对接，位于上方的钢管为上段钢管，所述上段钢管施加有通过
顶升产生的预应力，位于下方的钢管为下段钢管，其中一块钢板用于与楼层顶面的结构构
件连接，称为上钢板，该上钢板固定在上段钢管的上端上，而另一块钢板用于与楼层底面的
结构构件连接，称为下钢板，该下钢板固定在下段钢管的下端上。
本发明的上段钢管施加有通过顶升形成的预应力，能够很好地解决现有钢管支撑
受力滞后的问题，而且，本发明布置灵活，极大的扩大了预应力钢管临时支撑的适用范围。
另外，本发明的设置位置可根据现场实际情况避开生产设备所处的位置，在施工期间不会
影响生产设备的正常运行，从而避免给企业带来较大的经济损失；在施工过程中，钢牛脚的
设置位置可以根据实际情况灵活布置，可在实现合理利用施工空间的同时方便施工。本发
明结构简单、制造成本低、施工方便、能够保证工程质量。
作为本发明的一种实施方式，所述两段钢管通过一对弧形钢板对接，该对弧形钢
板的内表面与两段钢管的外壁面相适配，该对弧形钢板对称焊接在两段钢管对接部位的外
壁面上。
作为本发明的一种实施方式，所述弧形钢板的长度大于或等于200mm，该对弧形钢
板的板边之间的距离是30～50mm。
作为本发明的一种改进，在所述下钢板与下段钢管之间增设有第二支撑结构，所
述第二支撑结构主要由一对钢管、加劲肋和H型钢组成，所述下钢板为一对，该对下钢板分
别固定在所述第二支撑结构的钢管的下端上，所述加劲肋设于第二支撑结构的钢管的上端
和下段钢管的下端的外壁圆周上，所述下段钢管的下端及其上的加劲肋共同固定在所述H
型钢的上翼缘上，而所述第二支撑结构的钢管的上端及其上的加劲肋共同固定在所述H型
钢的下翼缘上。
作为本发明的一种优选实施方式，所述上段钢管的下端和下段钢管的上端之间的
距离为0～5mm。
作为本发明的一种实施方式，所述第二支撑结构的钢管的长度相同，所述该对下
钢板的厚度相同，使得H型钢为水平设置。
本发明的第二个目的在于提供一种上述临时钢管支撑预应力加固结构的施工方
法。
本发明的上述目的通过以下的技术措施来实现：一种上述临时钢管支撑预应力加
固结构的施工方法，其特征在于包括以下步骤：
⑴将上钢板与下钢板分别固定在楼层顶面和底面的结构构件上；
⑵将上段钢管的上端固定在上钢板上，而下段钢管的下端固定在下钢板上，且上
段钢管位于下段钢管的正上方；
⑶采用一对钢牛脚和两块竖向钢板，两块竖向钢板的其中一侧边分别焊接在上段
钢管的外壁上，两块竖向钢板为对称布置，每块竖向钢板的另一侧边连接一个钢牛脚；
⑷在每个钢牛脚的正下方设置固定在地面上的支撑钢板，在支撑钢板上设置一千
斤顶，通过千斤顶顶升钢牛脚对上段钢管施加预应力；
⑸施加完预应力后，将上段钢管的下端和下段钢管的上端对接；
⑹拆除千斤顶、钢牛脚及竖向钢板，获得临时钢管支撑预应力加固结构。
作为本发明的一种实施方式，在所述步骤⑸中，上段钢管的下端和下段钢管的上
端之间的距离是0～5mm。
本发明的上述目的还可以通过以下的技术措施来实现：一种临时钢管支撑预应力
加固结构的施工方法，其特征在于包括以下步骤：
⑴将该对下钢板固定在楼层底面的结构构件上，再将第二支撑结构的一对钢管的
下端分别固定在下钢板上；
⑵在第二支撑结构的该对钢管的上端外壁圆周焊接加劲肋，再将该对钢管的上端
及其上的加劲肋共同焊接在H型钢的下翼缘上；
⑶在下段钢管的下端外壁圆周焊接加劲肋，再将下段钢管的下端及其上的加劲肋
共同焊接在H型钢的上翼缘上；
⑷在下段钢管的正上方设置上钢板，即将上钢板固定在楼层顶面的结构构件上，
再将上段钢管的上端固定在上钢板上；
⑸采用一对钢牛脚和两块竖向钢板，将两块竖向钢板的其中一侧边焊接在上段钢
管的外壁上，两块竖向钢板为对称布置，每个竖向钢板的另一侧边连接一个钢牛脚；
⑹在每个钢牛脚的正下方设置固定在承载面上的支撑钢板，在支撑钢板上设置一
千斤顶，通过千斤顶顶升钢牛脚对上段钢管施加预应力；
⑺施加完预应力后，将上段钢管的下端和下段钢管的上端对接；
⑻拆除千斤顶、钢牛脚及竖向钢板，获得临时钢管支撑预应力加固结构。
作为本发明的一种实施方式，所述承载面是H型钢的上翼缘的上表面。
作为本发明的另一种实施方式，在所述步骤⑸中，还采用另外一对钢牛脚和另外
两块竖向钢板，将该两块竖向钢板的其中一侧边焊接在下段钢管的外壁上，两块竖向钢板
为对称布置，每个竖向钢板的另一侧边连接一个钢牛脚，位于下段钢管上的钢牛脚和位于
上段钢管上的钢牛脚上下相对；在所述步骤⑹中，在位于下段钢管上的每个钢牛脚的上表
面上固定支撑钢板，在支撑钢板上设置一千斤顶，通过千斤顶顶升位于上段钢管上的钢牛
脚对上段钢管施加预应力，即所述承载面是位于下段钢管上的钢牛脚的上表面。
与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果：
⑴本发明通过千斤顶顶升对上段钢管施加预应力，很好地解决了现有钢管支撑受
力滞后的问题。
⑵本发明具有多种实施方式，因此，本发明的设置位置可根据现场实际情况避开
生产设备所处的位置，在施工期间不会影响生产设备的正常运行，从而避免给企业带来较
大的经济损失。
⑶本发明的钢牛脚作为对上段钢管施加预应力的中介，其设置的位置可以根据实
际情况灵活布置，可在实现合理利用施工空间的同时方便施工。
⑷本发明布置灵活，极大的扩大了预应力钢管临时支撑的适用范围。
⑸本发明结构简单、制造成本低、施工方便、能够保证工程质量。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明实施例1的结构示意图(未画出弧形钢板)；
图2是本发明实施例1中弧形钢板连接上段钢管和下段钢管的结构透视示意图；
图3是本发明实施例1施工过程中的结构示意图(未画出弧形钢板)；
图4是本发明实施例2的结构示意图(未画出弧形钢板)；
图5是本发明实施例2施工过程中的结构示意图之一(未画出弧形钢板)；
图6是本发明实施例2施工过程中的结构示意图之二(未画出弧形钢板)。
具体实施方式
实施例1
如图1和2所示，是本发明一种临时钢管支撑预应力加固结构，它包括第一支撑结
构，第一支撑结构主要由两段钢管和一对方形钢板组成，方形钢板的尺寸应根据实际需要
及相关现行规范、规程等确定，钢管采用无缝钢管，两段钢管竖向设置并对接，位于上方的
钢管为上段钢管1，上段钢管1施加有通过顶升产生的预应力，位于下方的钢管为下段钢管
2，其中一块钢板用于与楼层顶面的结构构件16连接，称为上钢板3，结构构件16为梁或板
等，上钢板3通过化学锚栓18与梁或板连接，化学锚栓的尺寸及个数应根据实际需要及相关
现行规范、规程等确定。该上钢板3固定在上段钢管1的上端上，而另一块钢板用于与楼层底
面的结构构件17连接，称为下钢板4，结构构件17为梁或板等，下钢板4通过化学锚栓18与梁
或板连接，该下钢板4固定在下段钢管2的下端上。
上段钢管1的下端和下段钢管2的上端之间的距离为0～5mm。在本实施例中，上段
钢管1和下段钢管2通过一对弧形钢板5对接，弧形钢板5的长度大于或等于200mm。该对弧形
钢板5的内表面与上段钢管1和下段钢管2的外壁面相适配，该对弧形钢板5对称焊接在上段
钢管1和下段钢管2对接部位的外壁面上，该对弧形钢板5的板边之间的距离是30～50mm。
如图3所示，上述临时钢管支撑预应力加固结构的施工方法，包括以下步骤：
⑴将上钢板3与下钢板4分别固定在楼层顶面和底面的结构构件上；
⑵将上段钢管1的上端固定在上钢板3上，而下段钢管2的下端固定在下钢板4上，
且上段钢管1位于下段钢管2的正上方；
⑶采用一对钢牛脚6和两块竖向钢板7，两块竖向钢板7的其中一侧边分别焊接在
上段钢管1的外壁上，两块竖向钢板7为对称布置，每块竖向钢板7的另一侧边通过高强螺栓
19连接一个钢牛脚6；用于连接钢牛脚与钢板的高强螺栓19的个数及尺寸应根据实际需要
及相关现行规范、规程等确定。
⑷在每个钢牛脚6的正下方设置固定在地面上的支撑钢板8，在支撑钢板8上设置
一千斤顶9，通过千斤顶9顶升钢牛脚6对上段钢管1施加预应力；千斤顶施加的预应力应根
据实际需要及相关现行规范、规程等确定。
⑸施加完预应力后，将上段钢管1的下端和下段钢管2的上端对接；具体是采用一
对弧形钢板5对称焊接在上段钢管1和下段钢管2对接部位的外壁面上，如图2所示。
⑹拆除千斤顶9、钢牛脚6及竖向钢板7，获得临时钢管支撑预应力加固结构。
实施例2
如图4所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：在下钢板4与下段钢管2之间增
设有第二支撑结构，第二支撑结构主要由一对钢管12、加劲肋10和H型钢11组成，钢管采用
无缝钢管，下钢板4为一对，该对下钢板4分别固定在第二支撑结构的钢管12的下端上，钢管
12的长度相同，该对下钢板4的厚度相同，使得H型钢11为水平设置，加劲肋10设于第二支撑
结构的钢管12的上端和下段钢管2的下端的外壁圆周上，下段钢管2的下端及其上的加劲肋
10共同固定在H型钢11的上翼缘上，而第二支撑结构的钢管12的上端及其上的加劲肋10共
同固定在H型钢11的下翼缘上。
如图5所示，上述临时钢管支撑预应力加固结构的施工方法，包括以下步骤：
⑴将该对下钢板4固定在楼层底面的结构构件上，再将第二支撑结构的一对钢管
12的下端分别固定在下钢板4上；
⑵在第二支撑结构的该对钢管12的上端外壁圆周焊接加劲肋10，再将该对钢管12
的上端及其上的加劲肋10共同焊接在H型钢11的下翼缘上；
⑶在下段钢管2的下端外壁圆周焊接加劲肋10，再将下段钢管2的下端及其上的加
劲肋10共同焊接在H型钢11的上翼缘上；
⑷在下段钢管2的正上方设置上钢板3，即将上钢板3固定在楼层顶面的结构构件
上，再将上段钢管2的上端固定在上钢板3上；
⑸采用一对钢牛脚6和两块竖向钢板7，将两块竖向钢板7的其中一侧边焊接在上
段钢管1的外壁上，两块竖向钢板7为对称布置，每个竖向钢板7的另一侧边通过高强螺栓19
连接一个钢牛脚6；
⑹在每个钢牛脚6的正下方设置固定在承载面上的支撑钢板8，在本实施例中，承
载面是H型钢11的上翼缘的上表面，在支撑钢板8上设置一千斤顶9，通过千斤顶9顶升钢牛
脚6对上段钢管1施加预应力；
⑺施加完预应力后，将上段钢管1的下端和下段钢管2的上端对接；具体是采用一
对弧形钢板5对称焊接在上段钢管1和下段钢管2对接部位的外壁面上；
⑻拆除千斤顶9、钢牛脚6及竖向钢板7，获得临时钢管支撑预应力加固结构。
实施例3
如图6所示，本实施例与实施例2的不同之处在于：在步骤⑸中，还采用另外一对钢
牛脚13和另外两块竖向钢板14，将该两块竖向钢板14的其中一侧边焊接在下段钢管2的外
壁上，两块竖向钢板14为对称布置，每个竖向钢板14的另一侧边通过高强螺栓19连接一个
钢牛脚13，位于下段钢管2上的钢牛脚13和位于上段钢管1上的钢牛脚6上下相对；在步骤⑹
中，在位于下段钢管2上的每个钢牛脚13的上表面上固定支撑钢板15，在支撑钢板15上设置
一千斤顶9，通过千斤顶9顶升位于上段钢管1上的钢牛脚6对上段钢管1施加预应力，即承载
面是位于下段钢管2上的钢牛脚13的上表面。
无缝钢管直径及厚度应根据实际需要及相关现行规范、规程等确定，根据施工现
场情况无缝钢管可分为采用实施例1的两段钢管或实施例2的四段钢管：当需要布置预应力
钢管支撑位置空间足够时，采用两段无缝钢管；当需要布置预应力钢管支撑位置存在设备
或因为其他原因造成空间不足，钢管不能直接落在正下方时，采用四段无缝钢管。
无缝钢管采用两段无缝钢管时，两端无缝钢管的长度可根据现场实际需要进行调
整，但钢管布置完成后，上段钢管与下段钢管的间距应在0～5mm之间。
无缝钢管采用四段无缝钢管时，上段、下段、第二支撑结构的一对无缝钢管的长度
可根据现场实际需要进行调整，但第二支撑结构的一对无缝钢管的长度应相同，与该对无
缝钢管连接的钢板的厚度应相同，且钢管布置完成后，上段与下段钢管的间距应在0～5mm
之间。
楼层顶面及底面与方形钢板通过化学锚栓连接的梁或板等结构构件，其承载能力
及构造应满足临时预应力钢管支撑布置及使用的要求及相关现行规范、规程等的规定，不
满足时应重新选取满足要求的位置或采取相应加强措施使相关结构构件满足要求，然后再
布置临时预应力钢管支撑结构。
加劲肋的尺寸应根据实际需要及相关现行规范、规程等确定。用于下部钢管上方
及中部钢管下方与加劲肋的焊缝尺寸及相关要求，用于钢管及加劲肋与H型钢连接的焊缝
尺寸及相关要求，均应根据实际需要及相关现行规范、规程等确定。
钢牛脚的尺寸应根据实际需要及相关现行规范、规程等确定，根据施工现场情况
钢牛脚可采用两个或四个：当布置预应力钢管支撑位置附近空间足够时，采用两个钢牛脚，
每个钢牛脚分别与一块钢板通过高强螺栓进行连接；当布置预应力钢管支撑位置附近存在
设备或因为其他原因造成空间不足，千斤顶不能直接落在楼层地面或H型钢梁上时，采用四
个钢牛脚，每个钢牛脚分别与一块钢板通过高强螺栓进行连接。
与钢牛脚连接的竖向钢板：采用两个钢牛脚时，与钢牛脚连接的竖向钢板应通过
焊接方式与上方无缝钢管连接，两块竖向钢板应对称布置，布置高度根据千斤顶布置所需
高度及其下方钢板厚度确定；采用四个钢牛脚时，其中两块竖向钢板应通过焊接方式分别
与上部无缝钢管连接，另外两块竖向钢板应通过焊接方式分别与上方无缝钢管正下方的无
缝钢管连接，四块竖向钢板应两两对称并上下对齐布置，布置间距根据千斤顶布置所需高
度及其下方钢板确定。
与钢牛脚连接的竖向钢板的尺寸应根据实际需要及相关现行规范、规程等确定。
与钢牛脚连接的竖向钢板与无缝钢管采用焊接方式进行连接，焊缝的尺寸及相关
要求应根据实际需要及相关现行规范、规程等确定。
千斤顶为两个，千斤顶下方放置支撑钢板，千斤顶应在钢牛脚安装完毕后，分别架
设在上端两个钢牛脚正下方，根据需要施加预应力。千斤顶下方放置的支撑钢板的尺寸应
根据实际需要及相关现行规范、规程等确定。
千斤顶下方支撑钢板放置在楼层下方梁或板等结构构件上时，这些结构构件的承
载能力及构造应满足临时千斤顶布置及施加预应力的要求及相关现行规范、规程等的规
定，不满足时应重新选取满足要求的位置或采取相应加强措施使相关结构构件满足要求，
然后再布置支撑钢板及其上方千斤顶。
用于固定连接上方无缝钢管极其正下方无缝钢管的两块弧形钢板尺寸应完全相
同，弧形钢板高度应根据实际需要及相关现行规范、规程等确定，但不低于200mm，内径与无
缝钢管外径相同，壁厚比无缝钢管壁厚多2mm。两块弧形钢板应对称焊接，弧形钢板的弧长
应符合下列要求：为方便施工，两块弧形钢板通过焊接方式固定于无缝钢管上时，弧形钢板
板边之间的距离应在30～50mm之间。
弧形钢板与上方无缝钢管及其正下方无缝钢管的焊缝尺寸及相关要求应根据实
际需要及相关现行规范、规程等确定。
本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知
识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形
式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。