一种斜拉式大跨度悬挑钢平台体系及施工方法

技术领域

本发明属于建筑物悬挑结构施工领域，具体为一种斜拉式大跨度悬挑钢平台体系及施工方法。

背景技术

随着经济的发展，各种造型奇特的建筑如雨后春笋般拔地而起，为了提高居住舒适性，多数建筑带有大悬挑的阳台板，施工这种跨度较大的悬挑阳台板是此类工程的难点之一，但是通常采用外脚手架来搭设平台。

CN107023154A公开了一种新型悬挑脚手架构件及其施工方法，包括工字钢悬挑架，工字钢悬挑架通过U型抱箍与楼层板连接，且工字钢悬挑架上连接有斜拉杆组件，斜拉杆组件包括斜拉杆，斜拉杆的端部设有粗螺纹，粗螺纹上预埋有套管，套管上设有调节螺母。此种悬挑脚手架安装时需要先安装悬挑工字钢，然后安装斜拉杆，此种悬挑架斜拉杆上端固定时需要穿过楼层板，所以此种悬挑架难以将悬挑工字钢和斜拉杆连接成整体后安装。对于封闭外墙，由于有外墙的阻挡，安装人员很难通过有悬挑工字钢的楼层内部到达悬挑工字钢端部来连接悬挑工字钢和斜拉杆，所以此种悬挑脚手架无法适用于封闭式外墙。

另外，随着大跨度悬挑混凝土结构跨度的增加，其自身的荷载也随之增大，悬挑脚手架为了应对荷载的增加，往往是采用增大各个构件的截面尺寸、长度和改变各个构件的连接方式。上述新型悬挑脚手架通过工字钢梁上开孔，使用螺栓将斜拉杆工字梁连接，且连接处钢梁未采取开孔后的补强措施，导致此连接节点承载力有限，因此无法适用于支撑大跨度混凝土结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种斜拉式大跨度悬挑钢平台体系及施工方法，以解决常见的悬挑脚手架无法用于支撑大跨度混凝土结构的技术问题。

为此，本发明提供一种斜拉式大跨度悬挑钢平台体系，该体系用于支撑大跨度混凝土结构，该体系包括：

钢主梁，为多根与外墙垂直连接的悬挑梁；

连系梁，水平连接在相邻两根钢主梁之间；

斜拉杆，其底部与钢主梁的腰部连接，所述斜拉杆的顶部与外墙连接，所述斜拉杆与钢主梁形成斜拉三角体系；

次梁，铺设在钢主梁的顶部之间。

优选地，所述斜拉杆的顶部连接有上基座，所述上基座通过对拉螺栓与外墙连接。

优选地，所述斜拉杆包括：

拉杆；

斜拉杆上耳板，焊接在拉杆的顶部，所述斜拉杆上耳板通过销轴与上基座连接；

斜拉杆下耳板，焊接在拉杆的底部，所述斜拉杆下耳板与钢主梁的腰部连接。

优选地，所述钢主梁顶部的腰部位置连接有斜拉杆连接基座，所述斜拉杆的底部与斜拉杆连接基座连接。

优选地，所述连系梁包括第一连系梁和第二连系梁，所述第一连系梁连接在斜拉杆底部节点处的相邻两根钢主梁的腰部之间，所述第二连系梁呈折线形连接在相邻两根钢主梁的腰部与根部之间。

优选地，所述钢主梁端部位置的外墙内预埋有爬锥，所述钢主梁的端部与爬锥连接。

优选地，所述钢主梁的两端分别连接有端部吊环和根部吊环。

优选地，所述次梁与钢主梁之间通过U型螺栓连接。

另外，本发明还提供上述斜拉式大跨度悬挑钢平台体系的施工方法，包括以下步骤：

S1、在外墙中预埋钢主梁连接件，安装斜拉杆顶部连接件；

S2、整体吊装钢主梁和斜拉杆：先安装吊梁，然后将斜拉杆的底部与钢主梁的腰部连接，利用手拉葫芦将斜拉杆的顶部与钢主梁的根部吊环之间连接，利用第一钢丝绳的一端穿过钢主梁的端部吊环后，用钢丝绳卡扣将第一钢丝绳端部与根部吊环连接，第一钢丝绳另一端的钩部勾住吊梁的底部，利用第二钢丝绳将斜拉杆的顶部与吊梁的底部连接，吊起吊梁，从而将钢主梁和斜拉杆整体吊装；

S3、将钢主梁吊装至待安装位置后，先利用斜拉杆顶部连接件将斜拉杆的顶部与外墙连接，然后通过调节手拉葫芦来调节钢主梁的位置，使得钢主梁能够通过钢主梁连接件与外墙连接；

S4、拆除手拉葫芦、第一钢丝绳和第二钢丝绳；

S5、安装第一连系梁和第二连系梁；

S6、安装次梁。

优选地，S4中，施工人员站在钢主梁的根部拆除手拉葫芦和第二钢丝绳；断开钢丝绳卡扣与根部吊环之间的连接，即可拆除第一钢丝绳。

与现有技术相比，本发明的特点和有益效果为：

（1）本发明利用钢主梁、斜拉杆形成斜拉三角体系，钢主梁之间通过连系梁连接来增加三角体系的稳定性，次梁铺设在钢主梁上，从而形成钢平台。斜拉杆可以将悬挑梁的受力传递到封闭外墙上，形成一个稳定的支撑体系，能够有效地承受混凝土结构的重量和荷载。本发明采用斜拉三角体系的方式传递荷载，能够充分利用材料的性能，减少整体的用钢量，节约成本。

（2）本发明斜拉杆与钢主梁的连接点位于钢梁腰部，相对于连接点设置在钢梁端部，连接点设置在钢梁腰部的做法的钢梁最大正弯矩更小，充分利用了钢材的性能，使得相同截面的钢梁承载力更高。斜拉杆也采用了组合双拉杆的形式，承受拉力更大。斜拉杆的耳板与焊接在钢梁上的斜拉杆连接基座连接，并且基座处钢梁设有肋板加强，连接节点承载力更高。本发明次梁与主梁采用U型螺栓连接，增加了钢梁的侧向稳定性和整个钢平台的稳定性，本发明的斜拉式大跨度悬挑钢平台体系的承载力大，悬挑跨度大，可以用于支撑大跨度混凝土结构。

（3）本发明安装时采用单元式整体吊装，钢主梁斜拉杆形成斜拉三角体系，每个斜拉三角体系为一个单元，吊装单个斜拉三角体系时安装人员仅需站在靠近墙面的位置进行固定安装钢梁和斜拉杆，安装人员在钢梁根部即可完成钢丝绳的卸除，无需在钢梁远端进行操作，对于非封闭式外墙楼层，可借助楼层搭设临时平台来进行安装,而对于封闭外墙此种方式难以实现。

（4）对于一般的外墙来说，通常是先在悬挑层外墙上预留钢主梁洞口，然后钢主梁通过预留洞口放置于楼板上与楼板固定连接，最后通过钢丝绳将悬挑钢梁端部与上层楼层板上预埋件连接。此种方式对于不能开过大洞口的封闭式外墙来说则不适用。为避免墙上开过大洞口，钢主梁和斜拉杆只能通过在外墙上预埋埋件的方式与外墙固定。此种方式难以实现钢主梁和斜拉杆分开安装，如先安装钢主梁，单根钢主梁难以形成稳定体系，安装人员在单根钢主梁上安装斜拉杆将及其危险。一般钢梁吊装的时候采用两点起吊，吊点设置在钢梁根部与端部，钢梁根部一般靠近建筑物比较容易摘除吊装所用钢丝绳，钢梁端部钢丝绳则需要搭设临时平台进行拆除，本发明则通过钢梁端部吊环将端部钢丝绳固定点转移至钢梁根部，可实现在钢梁根部完成全部吊装钢丝绳的拆除。

（5）本发明的斜拉式大跨度悬挑钢平台体系在安装时整体吊装钢主梁和斜拉杆，整体吊装能够将钢主梁和斜拉杆一起安装到位，形成一个完整的支撑体系，提高了整个体系的稳定性和承载能力。其次，通过使用吊梁、钢丝绳等设备，可以将钢主梁和斜拉杆一次性地吊装到位，避免了逐段安装的过程，节省了施工时间。相比于一般钢主梁、斜拉杆分开吊装的方法，本发明整体吊装方案不仅节约了时间和人工，更提高了大跨度悬挑钢平台的安全性。一方面整体吊装，使得钢主梁和斜拉杆能提前形成了主要受力体系，承载力在安装钢梁时便得到了保障；另一方面站在钢梁根部便可完成所有吊装钢丝绳的摘除，大大的降低了安装人员高空坠落的风险。

（6）本发明的斜拉式大跨度悬挑钢平台体系在安装时不需要使用焊接，方便拆除二次使用。

附图说明

图1为斜拉式大跨度悬挑钢平台体系的示意图（省略次梁）；

图2为斜拉式大跨度悬挑钢平台体系的侧视结构示意图；

图3为钢主梁与封闭外墙的连接示意图；

图4为斜拉杆与封闭外墙的连接示意图；

图5为钢主梁的示意图；

图6为斜拉杆的示意图；

图7为斜拉杆与上基座的连接示意图；

图8为斜拉杆与钢主梁的连接示意图；

图9为斜拉式大跨度悬挑钢平台体系的吊装示意图。

附图标注：1、钢主梁；101、端部吊环；102、H型钢；103、斜拉杆连接基座；104、连接耳板；105、根部吊环；2、次梁；3、斜拉杆；301、斜拉杆上耳板；302、拉杆；303、斜拉杆下耳板；41、第一连系梁；42、第二连系梁；5、爬锥；6、上基座；7、对拉螺栓；8、U型螺栓；9、封闭外墙；10、销轴；11、第一钢丝绳；12、吊梁；13、钢丝绳卡扣；14、手拉葫芦；15、第二钢丝绳。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步说明。

在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示为一种斜拉式大跨度悬挑钢平台体系，该体系用于支撑大跨度混凝土结构，该体系包括钢主梁（1）、连系梁、斜拉杆（3）和次梁（2）。其中钢主梁（1）为多根与封闭外墙（9）垂直连接的悬挑梁。封闭外墙（9）为混凝土墙。连系梁水平连接在相邻两根钢主梁（1）之间，可以保证整个体系的稳定性。斜拉杆（3）的底部与钢主梁（1）的腰部连接，所述斜拉杆（3）的顶部与封闭外墙（9）连接，所述斜拉杆（3）与钢主梁（1）形成斜拉三角体系。次梁（2）铺设在钢主梁（1）的顶部之间，优选地，所述次梁（2）与钢主梁（1）之间通过U型螺栓（8）连接。本发明利用钢主梁（1）、斜拉杆（3）形成斜拉三角体系，钢主梁（1）之间通过连系梁连接来增加三角体系的稳定性，次梁（2）铺设在钢主梁（1）上，从而形成钢平台。斜拉杆（3）可以将钢主梁（1）的受力传递到封闭外墙（9）上，形成一个稳定的支撑体系，能够有效地承受混凝土结构的重量和荷载。

如图5所示，所述钢主梁（1）包括H型钢（102），顶部的腰部位置连接有斜拉杆连接基座（103），所述斜拉杆（3）的底部通过销轴（10）与斜拉杆连接基座（103）连接，如图8所示。所述钢主梁（1）的两端分别连接有端部吊环（101）和根部吊环（105）。

如图3所示，在一个具体的实施方式中，所述钢主梁（1）端部位置的封闭外墙（9）内预埋有爬锥（5），所述钢主梁（1）的端部与爬锥（5）连接。每根钢主梁（1）端部的爬锥（5）不少于2个。如图4所示，所述斜拉杆（3）的顶部连接有上基座（6），所述上基座（6）通过对拉螺栓（7）与封闭外墙（9）连接。每根斜拉杆（3）端部的对拉螺栓（7）的数量不少于4个。对拉螺栓（7）的螺帽宜采用双螺帽。

如图6所示，所述斜拉杆（3）包括拉杆（302）、斜拉杆上耳板（301）和斜拉杆下耳板（303）。斜拉杆上耳板（301）焊接在拉杆（302）的顶部，所述斜拉杆上耳板（301）通过销轴（10）与上基座（6）连接，如图7所示。斜拉杆下耳板（303）焊接在拉杆（302）的底部，所述斜拉杆下耳板（303）与钢主梁（1）的腰部连接。拉杆（302）优选为不少于两根，此时拉杆（302）的顶部焊接在斜拉杆上耳板（301）的两侧，拉杆（302）的底部焊接在斜拉杆下耳板（303）的两侧。

如图1和图3所示，所述连系梁包括第一连系梁（41）和第二连系梁（42），所述第一连系梁（41）连接在斜拉杆（3）底部节点处的相邻两根钢主梁（1）的腰部之间，所述第二连系梁（42）呈折线形连接在相邻两根钢主梁（1）的腰部与根部之间。

上述斜拉式大跨度悬挑钢平台体系的施工方法包括以下步骤：

S1、在封闭外墙（9）中预埋钢主梁连接件和斜拉杆顶部连接件。具体地，钢主梁连接件为爬锥（5），斜拉杆顶部连接件包括对拉螺栓（7）和上基座（6）。对拉螺栓（7）预埋完成后，将上基座（6）通过对拉螺栓（7）紧固在封闭外墙（9）上。

S2、整体吊装钢主梁（1）和斜拉杆（3）：如图9所示，先安装吊梁（12），然后将斜拉杆（3）底部的斜拉杆下耳板（303）与钢主梁（1）腰部的斜拉杆连接基座（103）通过销轴（10）连接，利用手拉葫芦（14）将斜拉杆（3）顶部的斜拉杆上耳板（301）与钢主梁（1）的根部吊环（105）之间连接。利用第一钢丝绳（11）的一端穿过钢主梁（1）的端部吊环（101）后，用钢丝绳卡扣（13）将第一钢丝绳（11）端部与根部吊环（105）连接，第一钢丝绳（11）另一端的钩部勾住吊梁（12）的底部。利用第二钢丝绳（15）将斜拉杆（3）顶部的斜拉杆上耳板（301）与吊梁（12）的底部连接。吊起吊梁（12），从而将钢主梁（1）和斜拉杆（3）整体吊装。

S3、将钢主梁（1）吊装至待安装位置后，先利用斜拉杆顶部连接件将斜拉杆（3）的顶部与封闭外墙（9）连接，具体地，利用销轴（10）将斜拉杆上耳板（301）与上基座（6）连接。然后通过调节手拉葫芦（14）来调节钢主梁（1）的位置，使得钢主梁（1）能够通过钢主梁连接件与封闭外墙（9）连接，具体地，钢主梁（1）的端板螺栓孔对准爬锥（5），安装钢主梁（1）时，将爬锥（5）的受力螺栓与钢主梁（1）的端板螺栓孔连接。

S4、拆除手拉葫芦（14）、第一钢丝绳（11）和第二钢丝绳（15）。具体地，施工人员站在钢主梁（1）的根部拆除手拉葫芦（14）和第二钢丝绳（15）。由于第一连系梁（41）、第二连系梁（42）还未安装，施工人员站在钢主梁（1）的端部进行摘钩太过危险，本发明通过断开钢丝绳卡扣（13）与根部吊环（105）之间的连接，即可拆除第一钢丝绳（11）。

S5、安装第一连系梁（41）和第二连系梁（42），具体地，第一连系梁（41）和第二连系梁（42）的两端均设有螺栓孔，利用螺栓将第一连系梁（41）和第二连系梁（42）的两端与钢主梁（1）上的连接耳板（104）连接。

S6、安装次梁（2），具体地，将次梁（2）铺设在钢主梁（1）上，利用U型螺栓（8）将钢主梁（1）与次梁（2）连接。

以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。