一種單層工業廠房屋蓋整體頂升的裝置及其施工方法
2023-06-04 20:12:26 1
專利名稱：一種單層工業廠房屋蓋整體頂升的裝置及其施工方法
技術領域：
本發明涉及一種單層工業廠房屋蓋整體頂升的裝置及其施工方法，具體地說是涉及一種採用常規短行程液壓千斤頂與可調鋼支柱，結合同步控制技術，在不破壞單層工業廠房屋蓋體系的情況下，實現屋蓋結構整體頂升的裝置及其方法。屬於土木工程施工技術領域。
背景技術：
隨著我國經濟建設的不斷發展和大型工業項目的迅速興起，一些建設年代較早的單層工業廠房內部空間已不能滿足現代工藝或生產的需求，但拆除重建不僅會佔用較長的生產時間，而且會帶來經濟上的重複投資，造成資源的極大浪費。因此，多數生產企業在進行施工周期、經濟投入等多方面綜合分析後，往往選擇採用提高屋頂標高的方法提升廠房的功能。在進行廠房屋頂標高提高時，可採用局部拆除重建的方法，即將廠房屋蓋體系全部拆除或分單元拆卸，對支承廠房屋蓋體系的鋼筋混凝土柱或鋼柱進行加固改造後，重新製作廠房屋蓋或分單元吊裝原有屋蓋後重新拼接。這種方法在廠房原有柱距未改變的情況下，將原有屋蓋體系拆除或分單元拆卸造成了屋蓋製作的重複勞動和資源浪費，並需要佔用較長的生產時間和較大面積的施工場地，實施起來並不經濟、方便。另外，也有採用提升方法實現屋頂標高提高，即在鋼筋混凝土柱或鋼柱頂部設置提升點，採用提升設備同步將屋蓋提升至設計標高，但該方法需對原有屋蓋局部開洞後設置提升點和提升塔架，而且該方法對提升塔架的錨固設計要求較高，施工過程中易對原柱產生局部損傷，對改造後結構不利。名稱為鋼筋砼柱單層工業廠房屋蓋整體頂升的方法的發明專利申請，公開了一種鋼筋砼柱單層工業廠房屋蓋整體頂升的方法，它在鋼筋砼柱單層工業廠房的每根鋼筋砼柱的上部兩個側面固定兩隻鋼筋砼牛腿，在每個牛腿的頂面上放置一臺千斤頂，在屋架的下弦端部設置一根支承在千斤頂上的鋼梁，然後同步啟動千斤頂，並在每根鋼筋砼柱的頂面與頂升後的屋架端頭之間墊上墊塊，如此循環，即可頂升到所需高度。該方法在施工過程中可破壞原有屋蓋體系，但需要在原有混凝土柱側面新澆築兩隻鋼筋混凝土牛腿，施工難度較大、施工周期較長。同時，該方法是在頂升過程中需要大量的液壓千斤頂和擱置墊塊。名稱為自承式房屋頂面整體頂升方法及其裝置的發明專利申請，公開了一種自承式房屋頂面整體頂升方法及其裝置，它將頂升杆先與原房屋的立柱上部固定連接，並將底座固定在立柱的下部，將千斤頂放在底座上，將頂升支架連接在頂升杆上，然後將房屋立柱切斷，通過千斤頂循環頂升房屋頂面到所需的高度，將頂升杆固定連接在立柱的下段立柱上，使頂升杆和立柱連接為一整體作為房屋頂面升高後的新支撐立柱。該方法同樣未破壞原有屋蓋，但該方法破壞了屋蓋支承柱的整體性，頂升完成後頂升杆較難與原有結構柱融為一體，同時，該方法在頂升過程中結構安全性較差，且需要大量的液壓頂升設備、施工費用較高。
發明內容
技術問題為克服上述單層工業廠房屋蓋頂升過程中對原有結構柱破壞性大、資源浪費嚴重、施工成本高、施工過程安全性差等缺點，本發明提供了一種單層工業廠房屋蓋整體頂升的裝置及其實施方法，本發明不破壞原有結構柱，節約頂升過程中液壓千斤頂的使用數量，增加頂升裝置的周轉使用次數，降低施工成本和技術難度，提高頂升過程中的安全性。技術方案
一種單層工業廠房屋蓋整體頂升裝置，其特徵在於由頂升裝置、豎向傳力裝置和同步控制系統三部分組成，豎向傳力裝置置於廠房地面，頂升裝置放置在豎向傳力裝置的上方並固定，頂升裝置與同步控制系統連接；
所述的頂升裝置，包括千斤頂、可調鋼支柱上節段、可調鋼支柱下節段和倒T形反力橫梁，其中可調鋼支柱上節段、可調鋼支柱下節段水平相對設置且藉連接構件活動連接，可調鋼支柱下節段與倒T形反力橫梁的上端部相對設置且藉連接構件活動連接，可調鋼支柱下節段的底部與豎向傳力裝置的頂部固定，可調鋼支柱下節段與倒T形反力橫梁底部固定。前述的單層工業廠房屋蓋整體頂升裝置，其特徵在於可調鋼支柱上節段、可調鋼支柱下節段之間的立杆沿軸向設置插銷孔，可調鋼支柱上、下節段通過先套接立杆，然後將立杆上的插銷孔對齊後插入插銷的方式活動連接；倒T形反力橫梁端部設置插銷孔，倒T形反力橫梁端部與可調鋼支柱下節段的立杆通過將插銷孔對齊後插入插銷的方式活動連接。前述的單層工業廠房屋蓋整體頂升裝置，其特徵在於可調鋼支柱上、下節段的立杆的插銷孔的孔距等於常規短行程液壓千斤頂的一個行程，插銷孔的數量根據單層工業廠房屋蓋擬頂升的高度和常規短行程液壓千斤頂的行程確定。前述的單層工業廠房屋蓋整體頂升裝置，其特徵在於倒T形反力橫梁端部的插銷孔與可調鋼支柱上、下節段立杆的插銷孔中心重合、大小相等。一種單層工業廠房屋蓋整體頂升的施工方法，其特徵在於具體步驟如下
(1)、去除可調鋼支柱上節段與可調鋼支柱下節段之間的連接構件使可調鋼支柱上節段處於自由伸縮狀態，固定可調鋼支柱下節段與倒T形反力橫梁；
(2)、啟動同步控制系統，常規短行程液壓千斤頂支承於倒T形反力橫梁上，頂升可調鋼支柱上節段和原屋架梁常規短行程液壓千斤頂的一個行程的高度；
(3)、安裝可調鋼支柱上節段與可調鋼支柱下節段之間的連接構件，將可調鋼支柱上節段與可調鋼支柱下節段連接成整體，去除可調鋼支柱下節段與倒T形反力橫梁的上端部的連接構件使倒T形反力橫梁處於自由伸縮狀態，以可調鋼支柱上節段為支承裝置，提升倒T 形反力橫梁一個行程高度；
(4)重複步驟(2)、(3)，直至原屋架梁頂升至設計標高，完成單層工業廠房屋蓋的整體頂升。前述的單層工業廠房屋蓋整體頂升的施工方法，其特徵在於還設有側向支撐(2)。有益效果本發明是根據屋蓋的結構形式和屋頂荷載，設置單層工業廠房屋蓋整體頂升的頂升點位置，並進行頂升裝置和豎向傳力裝置的製作。然後根據本發明提供的組裝方法，進行頂升系統組拼。拼裝完成後，將常規短行程液壓千斤頂與同步控制系統相連，進行試頂升。通過試頂升對頂升裝置、豎向傳力裝置和同步控制系統進行檢驗後，將鋼屋蓋整體頂升至設計標高。本發明提供的單層工業廠房屋蓋整體頂升裝置和方法不會對屋蓋體系產生破壞， 即不需要對屋頂重新製作或拼裝，縮短了廠房功能改造的施工周期，可實現經濟效益的最大化。同時，頂升裝置和豎向傳力裝置均未與原有結構柱相連，不僅確保了屋蓋整體頂升過程中的安全性，而且不影響原有結構柱的加固改造施工。另外，本發明提供的頂升裝置僅需單臺常規短行程液壓千斤頂，相比於現有頂升方法可節約一倍的常規短行程液壓千斤頂數量，即節約了設備使用費，又降低了頂升過程中同步控制的難度。此外，針對多幢單層工業廠房的功能改造，本發明提供的頂升裝置等可多次周轉使用且適用於鋼筋混凝土柱和鋼柱兩種結構類型，可大大降低了施工措施費用。
圖Ia是本發明的頂升系統組裝正立面示意圖； 圖Ib是本發明的頂升系統組裝側立面示意圖加是本發明的頂升系統頂升屋蓋工作原理示意圖； 圖2b是本發明的頂升系統千斤頂回油工作原理示意圖； 圖3是本發明的頂升裝置立體圖。附圖中的主要標記說明如下原屋架梁1、側向支撐2、可調鋼支柱上節段3、常規短行程液壓千斤頂4、倒T形反力橫梁5、可調鋼支柱下節段6、豎向傳力裝置7、同步控制系統8、原結構柱9、可調鋼支柱插銷10、反力橫梁端部插銷11、插銷孔12、可調鋼支柱上節段連接螺栓13、倒T形反力橫梁連接螺栓14、可調鋼支柱下節段連接螺栓15。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明進一步詳細說明
圖Ia是本發明的頂升系統組裝正立面示意圖，圖Ib是本發明的頂升系統組裝側立面示意圖，圖加是本發明的頂升系統頂升屋蓋工作原理示意圖，圖2b是本發明的頂升系統千斤頂回油工作原理示意圖，圖3是本發明的頂升裝置立體圖。參照圖1至3所示，一種單層工業廠房屋蓋整體頂升裝置，由頂升裝置、豎向傳力裝置7和同步控制系統三部分組成，頂升裝置是整體頂升屋蓋的動力系統，位於原屋架梁1 底部，支承於豎向傳力裝置7頂部並用螺栓固定，與原結構柱9無連接。適用於鋼筋混凝土柱和鋼柱等不同材質的原結構柱，可以在不破壞原屋蓋體系的情況下，實現單層工業廠房屋蓋的整體頂升，而且頂升過程中既可保證頂升的安全性，又不影響原結構柱的加固改造施工。頂升裝置包括常規短行程液壓千斤頂4、可調鋼支柱上節段3、可調鋼支柱下節段6 和倒T形反力橫梁5，可調鋼支柱上節段3支撐原屋架梁1和側向支撐2，可調鋼支柱下節段6與豎向傳力裝置7的頂部固定，可調鋼支柱上節段3與可調鋼支柱下節段6之間安裝常規短行程液壓千斤頂4和倒T形反力橫梁5。同步控制系統8為多點頂升的同步控制終端與常規短行程液壓千斤頂4連接，控制各頂升點的常規短行程液壓千斤頂同步工作。常規短行程液壓千斤頂4的兩端分別與可調鋼支柱上節段3和倒T形反力橫梁5相連，頂升裝置和豎向傳力裝置的高度是根據實際屋蓋荷載和頂升高度製作。
其中，可調鋼支柱上節段3與可調鋼支柱下節段6之間的四根豎向立杆為套插式可調連接，沿立杆軸向設置插銷孔12，相鄰插銷孔12的孔距等於常規短行程液壓千斤頂的一個行程，插銷孔的數量則根據單層工業廠房屋蓋擬頂升的高度和常規短行程液壓千斤頂的行程確定，可調鋼支柱上節段3與可調鋼支柱下節段6通過將插銷孔對齊後插入插銷10 的方式固定。倒T形反力橫梁5端部設置插銷孔，該插銷孔的大小與可調鋼支柱下節段的四根豎向立杆的插銷孔12等同，倒T形反力橫梁通過將插銷11插入插銷孔的方式與可調鋼支柱下節段的四根豎向立杆固定。以上單層工業廠房屋蓋整體頂升裝置的組裝過程是
(1 )、根據屋蓋頂升高度、頂升荷載設計製作可調鋼支柱上節段3、倒T形反力橫梁5、可調鋼支柱下節段6和豎向傳力裝置7。(2)、根據屋蓋頂升荷載和頂升高度選擇常規短行程液壓千斤頂4、可調鋼支柱插銷10和反力橫梁端部插銷11，並據此設置可調鋼支柱上節段3、倒T形反力橫梁和可調鋼支柱下節段6上插銷孔12的位置和孔徑。(3)、根據頂升點布置，將豎向傳力裝置7安裝在單層工業廠房的地面上。(4)、在單層工業廠房的地面上組拼可調鋼支柱上節段3、可調鋼支柱下節段6，並通過將可調鋼支柱插銷10插入插銷孔12的方式將兩者固定後，將其安裝至豎向傳力裝置 7的頂部並固定。(5)、安裝倒T形反力橫梁5和常規短行程液壓千斤頂4，並將其與可調鋼支柱上節段3和倒T形反力橫梁5可靠連接。將常規短行程液壓千斤頂4與同步控制系統8連接， 拔出可調鋼支柱插銷10，插入倒T形反力橫梁端部插銷11後，進行整體屋蓋的試頂升。試頂升完成且頂升系統安全性檢查完畢後，準備單層工業廠房屋蓋整體頂升的正式施工。可調鋼支柱上節段3、倒T形反力橫梁5、可調鋼支柱下節段6、豎向傳力裝置7均為速接拼裝結構，減少了單根構件的重量，降低設備製作和轉運難度。一種單層工業廠房屋蓋整體頂升的施工方法，具體步驟如下
(1)、先拔出可調鋼支柱插銷10使可調鋼支柱上節段3與可調鋼支柱下節段6之間僅活動套接，使可調鋼支柱上節段處於自由伸縮狀態，插入反力橫梁端部插銷11將可調鋼支柱下節段與倒T形反力橫梁連接成整體，作為常規短行程液壓千斤頂4的支承裝置，啟動同步控制系統8，常規短行程液壓千斤頂4支承於倒T形反力橫梁5上頂升可調鋼支柱上節段 3和原屋架梁1一個常規短行程液壓千斤頂的行程高度。(2)、插入可調鋼支柱插銷10，將可調鋼支柱上節段與可調鋼支柱下節段連接成整體，拔出倒T形反力橫梁端部插銷，使倒T形反力橫梁與可調鋼支柱下階段僅活動套接，以可調鋼支柱上節段3為支承裝置，提升倒T形反力橫梁一個行程高度。(3)重複步驟(1)、(2)，直至原屋架梁頂升至設計標高，完成單層工業廠房屋蓋的整體頂升。本發明還設有側向支撐(2)，以保證原屋架梁(1)在頂升過程中的側向穩定性。本發明實現單層工業廠房屋蓋的整體頂升，頂升過程中僅需安排施工人員根據頂升循環的順序，拔出或插入可調鋼支柱插銷和反力橫梁端部插銷。
權利要求
1.一種單層工業廠房屋蓋整體頂升裝置，其特徵在於由頂升裝置、豎向傳力裝置和同步控制系統三部分組成，豎向傳力裝置置於廠房地面，頂升裝置放置在豎向傳力裝置的上方並固定，頂升裝置與同步控制系統連接；所述的頂升裝置，包括千斤頂、可調鋼支柱上節段、可調鋼支柱下節段和倒T形反力橫梁，其中可調鋼支柱上節段、可調鋼支柱下節段水平相對設置且藉連接構件活動連接，可調鋼支柱下節段與倒T形反力橫梁的上端部相對設置且藉連接構件活動連接，可調鋼支柱下節段的底部與豎向傳力裝置的頂部固定，可調鋼支柱下節段與倒T形反力橫梁底部固定。
2.根據權利要求1所述的單層工業廠房屋蓋整體頂升裝置，其特徵在於可調鋼支柱上節段、可調鋼支柱下節段之間的立杆沿軸向設置插銷孔，可調鋼支柱上、下節段通過先套接立杆，然後將立杆上的插銷孔對齊後插入插銷的方式活動連接；倒T形反力橫梁端部設置插銷孔，倒T形反力橫梁端部與可調鋼支柱下節段的立杆通過將插銷孔對齊後插入插銷的方式活動連接。
3.根據權利要求2所述的單層工業廠房屋蓋整體頂升裝置，其特徵在於可調鋼支柱上、下節段的立杆的插銷孔的孔距等於常規短行程液壓千斤頂的一個行程，插銷孔的數量根據單層工業廠房屋蓋擬頂升的高度和常規短行程液壓千斤頂的行程確定。
4.根據權利要求2所述的單層工業廠房屋蓋整體頂升裝置，其特徵在於倒T形反力橫梁端部的插銷孔與可調鋼支柱上、下節段立杆的插銷孔中心重合、大小相等。
5.一種基於權利要求1所述的單層工業廠房屋蓋整體頂升的施工方法，其特徵在於具體步驟如下(1)、去除可調鋼支柱上節段與可調鋼支柱下節段之間的連接構件使可調鋼支柱上節段處於自由伸縮狀態，固定可調鋼支柱下節段與倒T形反力橫梁；(2)、啟動同步控制系統，常規短行程液壓千斤頂支承於倒T形反力橫梁上，頂升可調鋼支柱上節段和原屋架梁常規短行程液壓千斤頂的一個行程的高度；(3)、安裝可調鋼支柱上節段與可調鋼支柱下節段之間的連接構件，將可調鋼支柱上節段與可調鋼支柱下節段連接成整體，去除可調鋼支柱下節段與倒T形反力橫梁的上端部的連接構件使倒T形反力橫處於自由伸縮狀態，以可調鋼支柱上節段為支承裝置，提升倒T形反力橫梁一個行程高度；(4)重複步驟(2)、(3)，直至原屋架梁頂升至設計標高，完成單層工業廠房屋蓋的整體頂升。
6.根據權利要求3所述的單層工業廠房屋蓋整體頂升的施工方法，其特徵在於還設有側向支撐(2)。
7.根據權利要求5所述的單層工業廠房屋蓋整體頂升裝置，其特徵在於可調鋼支柱上節段、可調鋼支柱下節段之間的立杆沿軸向設置插銷孔，可調鋼支柱上、下節段通過先套接立杆，然後將立杆上的插銷孔對齊後插入插銷的方式活動連接；倒T形反力橫梁端部設置插銷孔，倒T形反力橫梁端部與可調鋼支柱下節段的立杆通過將插銷孔對齊後插入插銷的方式活動連接。
8.根據權利要求2所述的單層工業廠房屋蓋整體頂升裝置，其特徵在於可調鋼支柱上、下節段的立杆的插銷孔的孔距等於常規短行程液壓千斤頂的一個行程，插銷孔的數量根據單層工業廠房屋蓋擬頂升的高度和常規短行程液壓千斤頂的行程確定。
9.根據權利要求2所述的單層工業廠房屋蓋整體頂升裝置，其特徵在於倒T形反力橫梁端部的插銷孔與可調鋼支柱上、下節段立杆的插銷孔中心重合、大小相等。
全文摘要
本發明涉及一種單層工業廠房屋蓋整體頂升裝置，其特徵在於由頂升裝置、豎向傳力裝置和同步控制系統三部分組成，豎向傳力裝置置於廠房地面，頂升裝置固定在豎向傳力裝置的上方，頂升裝置與同步控制系統連接；使可調鋼支柱上節段處於自由伸縮狀態，固定倒T形反力橫梁，啟動同步控制系統，常規短行程液壓千斤頂將原屋架梁頂升一個行程高度；固定可調鋼支柱上節段，使倒T形反力橫處於自由伸縮狀態，啟動同步控制系統，千斤頂回縮，倒T形反力橫梁向上提升一個行程高度；重複步驟(1)、(2)，直至原屋架梁頂升至設計標高，實現單層工業廠房屋蓋的整體頂升。頂升過程中僅需安排施工人員根據頂升循環的順序，拔出或插入可調鋼支柱插銷和反力橫梁端部插銷，方便快捷。
文檔編號E04G23/02GK102277980SQ20111011673
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月6日 優先權日2011年5月6日
發明者劉偉, 王永泉, 王靜芬, 田正宏, 鄧黎明, 鄭東健, 顧衝時 申請人:江蘇新橋建工有限公司, 河海大學