一种与装配式建筑物顶升施工方法相匹配的分层流水结构安装方法

本发明专利属于建筑工程施工技术领域，具体用于多层或高层的居住、办公、商业、学校、医院、宾馆……等等用途的建筑物，实施初期应用于装配式钢筋混凝土结构建筑体系，本发明专利为上述各种建筑物提供一种多、块、好、省的施工方法。

现有各种建筑物施工，大部分是由底层开始施工，一层一层的往上叠加，最后施工屋面工程，这种施工顺序的作业面是逐层升高的，因此必须设置塔吊用以运输构件和材料，必须设置电梯用于运输施工人员和施工工具，显然这种施工方法存在施工周期长，施工效率低、成本高、占地面积大、污染环境、噪音……等等缺欠。

本发明专利提供一种由屋面到底层的反常规施工方法，当钢筋混凝土基础工程完成以后，首先施工屋面工程，其次施工顶层(简称“N”层)工程，再次施工N-1层工程，直到完成N-N层工程为止。这种施工方法的作业工作面始终在地面一层或地下室施工，无须塔吊、电梯、脚手架、无噪音、无污染、省时、省工、省料、省资金、还安全。

为实现上述目的，本发明专利提供以下技术方案：首先施工建筑物的整体钢筋混凝土基础(以下简称“基础”)，在基础中捣制所有承重柱的“柱脚”，柱脚的一部分埋入基础中，另一部分露出基础表面，在柱脚的周围，在建筑物框架主梁的正下方埋入钢筒、钢筒的一部分埋入基础中，一部分露出基础表面。

本发明专利采用装配式钢筋混凝土结构，结构框架垂直方向由屋面柱、分层柱和柱脚组成，三柱在预制时连接端的端头四面都安装柱端预埋钢板，并预留有螺孔或螺母，以便用连接板将“三柱”互相连接在一起，其中屋面柱、分层柱与柱脚的连接板称为“柱柱暂时连接板”，屋面柱与分层柱之间和分层柱与分层柱之间的连接用“柱柱永久连接板”连接，用螺栓连接也可加以焊接。

框架主梁包括“屋面梁”和的“分层主梁”两种。两种梁与三种柱的连接件是：1、预埋在屋面柱和分层柱上面的是“预埋柱梁连接板”。2、预埋在屋面梁两端的和分层主梁两端的是“预埋梁柱连接槽”，预埋于柱上面的“预埋柱梁连接板”与钢筋混凝土柱结合成一体，预埋于梁端的预埋梁柱连接槽与钢筋混凝土梁结合成一体。安装时将“预埋柱梁连接板”与“预埋梁柱连接槽”的端板对接，用螺栓将对接的两板连接在一起，也可以将两板焊接在一起，最好是两种方法共用。

千斤顶是抬升整体建筑物的动力，设置在“柱脚”的周围、屋面梁和分层主梁两端的下方、安装在[0004]所述的钢筒内。钢筒是：安装、调整、更换、回收和固定千斤顶的容器。钢筒的上部周围设置数个“调整和固定螺栓”，用该螺栓调整和固定千斤顶。钢筒的下部予先安装钢圈，用以固定千斤顶底部。

当顶升的建筑物层数较多，柱间跨度较大，荷载过于集中时，在千斤顶的正上方，上下两层主梁之间需要安装“墙中柱”。此柱安装在墙板之内，可选择用工字钢制作，墙中柱两端与上下梁之间用柱端板与梁的预埋钢板焊接在一起，或用螺栓连接。为了加强和改善梁与柱的受力状态，在上下两梁之间和分层柱与墙中柱之间设置“小剪力墙”用钢拉杆和水平支撑杆制作。

本发明专利实施例的施工过程如下：

首先在“柱脚”上方安装屋面柱，用四块“柱柱暂时连接板”和螺栓将两柱上面的八块柱端预埋钢板连接在一起，从而实现屋面柱和柱脚的暂时连接。

在千斤顶活塞上安装“托板”。

第一次在相邻两柱之间的两块“托板”上面安装屋面梁。

用螺栓将屋面梁两端的“预埋梁柱连接槽”的端板与屋面柱上面的“预埋柱梁连接板”连接在一起，从而实施屋面柱与屋面梁的连接，至此屋面的主体框架已经形成。

屋面柱与屋面梁安装成功，并经质量检查合格后可以在梁柱框架上面安装屋面板以及保温、隔热、防水……等等工程。

第一次拆除柱柱暂时连接板，第一次开动千斤顶，用千斤顶活塞将全部屋面工程顶升到顶层N的层高，即顶层N分层柱的高度，微微超过分层柱的长度。

顶升过程要求自动控制，实现匀速运行，还要一步一检查，一步一测量，一步一调平。

第一次在柱脚与屋面柱之间安装顶层N的分层柱，用以撤换千斤顶活塞和托板。顶层N分层柱的上端与屋面柱下端用四块“柱柱永久连接板”和螺栓将上下八块“柱端预埋钢板”牢固连接在一起，三板之间可以焊接。分层柱的下端和柱脚的上端之间用四块柱柱暂时连接板和螺栓将八块柱端预埋钢板连接在一起，从而实现分层柱与柱脚的暂时连接。

第一次收回千斤顶活塞和托板，将活塞和托板撤回到原位。

第一次在相邻两分层柱之间，在相邻的两块托板上安装分层主梁、分层主梁的两端“预埋梁柱连结槽”的端板与分层柱上面的预埋梁连接板用螺栓相连，可以焊接。

至此顶层N梁柱框架已经形成，可以安装楼板，墙板、楼梯、门窗……等等工程。

第一次在屋面梁与N层的分层主梁之间，在千斤顶的正上方安装墙中柱。

第一次在墙中柱与分层柱之间及两梁(屋面梁和分层主梁)之间安装小剪力墙。

第二次拆除柱柱暂时连接板，第二次开动千斤顶，将屋面A工程和顶层N工程顶升至顶下一层N-1的层高，即顶下一层N-1分层柱高度。

用顶下一层N-1分层柱替换千斤顶活塞和托板。将顶下一层N-1分层柱的上端与顶层N分层柱下端用柱柱永久连接板和螺栓牢固连接在一起，可加以焊接。顶下一层N-1分层柱的下端用柱柱暂时连接板和螺栓与柱脚连接在一起。

第二次收回千斤顶活塞和托板，将其撤到原位。

以下各层的操作过程重复[0018]至[0025]的操作过程。所不同的环节是底层N-N的分层柱与柱脚之间不再用“柱柱暂时连接板”而是用“柱柱永久连接板”将底层N-N的分层柱与柱脚连接在一起，可以焊接。

特殊情况下，每个分层主梁两端可以各设置2台以上的千斤顶。墙中柱也可以根据千斤顶数量的增加而增加。如果分层主梁两端各安装两台千斤顶，可以分为主千斤顶和副千斤顶

为了将建筑物顶升施工方法和装配式结构安装工程的质量和效益提高一步。本专利提供一种与顶升施工方法相匹配的结构安装分层流水施工方法。此法首先要求在结构物的周围，在原拟搭建脚手架的位置，搭建2到5层的安装操作平台，临时建筑或永久建筑均可，地上建筑或地下建筑或两者都有均可。此平台用来运输、放置各种准备安装的建筑构件和机械设备工具……等等。按照结构安装顺序和安装进度，确定每个安装平台的安装项目，力争每个安装平台的任务量和所需工时基本平衡。

以屋面安装工程为例。首先在底层平台安装屋面柱和屋面梁，待柱梁安装完毕并经检测合格后，拆除柱柱暂时连接板，第一次开动千斤顶，将屋面柱梁工程顶升到中层平台的高度，然后利用中层平台在屋面梁上面安装屋面板……等等工程。与此同时底层平台进入顶层N安装分层柱和分层主梁的安装工程阶段。

当中层平台和底层平台完成各自的安装任务以后，第二次开动千斤顶，将屋面工程顶升到中上层操作平台的高度，预计屋面工程在此层可以全部完成；而顶层N则上升至中层操作平台进入安装楼板和各种墙板的安装阶段；顶下一层N-1则进入底层操作平台，开始安装该层的分层柱和分层主梁。以下各层均照此顺序完成各自的安装任务。即用多层操作平台安装代替单一底层安装的操作方式。

这种分层流水安装方法与顶升施工相互配合可以大大提高建筑物的施工效率，缩短工期，还可以提高施工质量。

为了保证建筑物顶升施工的水平度和垂直度达到有关建筑规范的要求，除了提高建筑物各种结构构件的加工精度以外，必须确实保证结构构件的安装精度达到设计要求，其中最重要的是分层柱和分层主梁的安装精度，为此要求在安装每个分层柱和分层主梁时，必须用测绘仪器标定和检查安装质量。安装顺序最好由建筑物中心开始对称操作，先保证横轴对称方向的安装精度，再保证纵轴两侧对称方向的安装精度，从而确保建筑物整体垂直度和水平度达到规范要求。

建筑物顶升施工方法，由于受顶升动态荷载的影响，要求设计时提高钢筋混凝土基础和分层柱及柱脚的安全度，加大“一基两柱”的承载力和抗不均匀沉降的能力。

为了更清楚地说明本发明专利实施例的技术方案，下面将实施例中所用的附图作简单介绍。应当理解以下附图仅显示出本发明专利的某些实施例，因此附图不应被看作是对本发明专利范围的限定。

在附图中：

图1是屋面工程、基础工程和顶升设备安装示意图。

图2是开动千斤顶将屋面工程顶升一层楼高度的示意图。

图3是用单层柱替换千斤顶及收回千斤顶活塞示意图。

图4是表示已经完成屋面、N层、N-1层、顶升与安装工程示意图。

图5是屋面柱示意图。

图6是分层柱示意图。

图7是屋面梁与分层主梁示意图。

图8是分层柱、连接槽与分层主梁组装示意图。

图9是钢筒与柱脚示意图。

图10是钢筒与柱脚E-E剖面示意图。

图11是钢筒F-F剖面示意图。

图12是托板平面与剖面示意图。

图13是墙中柱示意图。

图14是顶升施工与分层安装平台示意图。

1.屋面柱；2.屋面梁；3.分层主梁；4.预埋梁柱连接槽；5.托板；6.钢筒；7.柱脚；8.分层柱；9.柱柱永久连接板；10.柱柱暂时连接板；11.预埋柱梁连接板；12.螺栓；13.预留螺孔或螺母；14.固定和调正螺栓；15.预埋梁柱连接槽端板；16.柱端预埋钢板；17.墙中柱；18.千斤顶；19.钢圈；20.施工建筑物；21.安装操作平台；22.预留门洞位置；23.门洞口已经形成；24.门已经安装完毕；25.窗已经安装完成：I、底层平台；II、中层平台；III、中上层平台；IV、上层平台。A.屋面工程；N.顶层工程；N-1.顶下一层工程；N-2.顶下二层工程；N-3.顶下三层工程；N-N.建筑物底层；D.基础工程。

以下参考附图，结合实施例，对本发明专利作进一步说明。

如图1、图2、图3、图4、图9、图10所示。本发明专利首先施工钢筋混凝土基础D，其次在基础D中施工钢筋混凝土结构的柱脚7，柱脚7上部露出基础D表面，下部在基础D里面与基础D结合在一起。柱脚7的钢筋与基础D的钢筋绑扎在一起，混凝土捣制在一起。柱脚7顶端四面预埋“柱端预埋钢板”16。在柱端预埋钢板16上面预留螺孔或螺母13。

如图1、图2、图3、图4、图5、图7、图8所示。工程施工前应该预制屋面柱1、屋面梁2、分层柱8、分层主梁3以及其它构件。屋面柱1的下端周围预埋“柱端预埋钢板”16，用来与柱脚7上端的柱端预埋钢板16相互对接。同样分层柱8的两端也要预埋“柱端预埋钢板”16，用来与屋面柱1和柱脚7对接，还包括分层柱与分层柱之间的对接。对接的连接钢板是柱柱永久连接板9和柱柱暂时连接板10。连接的方法是在每块钢板上面都预留螺孔或螺母13，用螺栓12连接。如果是永久连接还可以焊接。凡是与柱脚7相连结的柱端都用柱柱暂时连接板10，其余的柱端连接都用柱柱永久连接板9。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，屋面柱1与屋面梁2的相互连接和分层柱8与分层主梁3的相互连接是一样的。都是在屋面柱1或分层柱8的下部周围安装“预埋柱梁连接板”11。在屋面梁2和分层主梁3的两端分别安装“预埋梁柱连接槽”4。预埋柱梁连接板11与预埋梁柱连接槽端板15，两板规格尺寸和预留螺孔或螺母13完全一致，连接时只要将上述两板11和15一一对正并用螺栓12连接在一起，再加以焊接，这样梁柱之间的连接十分牢固。

如图1、图2、图3、图4、图9、图10、图11所示。与钢筋混凝土基础D同时施工的还有钢筒6，钢筒6位于柱脚7的四周，上面与屋面梁2和分层主梁3的中心线严格对正。钢筒6大部分埋入基础D中，少部分露出基础D表面，埋入部分与基础D结合在一起。钢筒6的上部安装数个固定和调正螺栓14，底部设置钢圈19，钢筒里面安装千斤顶18，千斤顶18底部用钢圈19固定，千斤顶18上部用固定和调正螺栓14调正并固定。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13。安装工程由柱脚开始，首先用安装机械将屋面柱1吊装到柱脚7上，用四块柱柱暂时连接板10将屋面柱1下端与柱脚7上端相对的八块柱端预埋钢板16用螺栓12临时连接在一起。当建筑物的屋面柱1全部安装就位后，开始吊装屋面梁2，用安装机械将每个屋面梁2吊装到对号的两个千斤顶18上面的托板5之上，将屋面梁2每端的预埋梁柱连接槽端板15，对正屋面柱1上面的预埋柱梁连接板11，用螺栓将两板(15和11)连接在一起并焊接，当全部屋面梁2安装完成后，屋面主体框架已经形成，然后是在屋面梁2之上安装屋面板，以及保温、防水等等多种工程。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8。当屋面各项工程完成以后，第一次拆除屋面柱1与柱脚7之间的柱柱暂时连接板10。第一次开动全部千斤顶18，将整体的已经完成的屋面工程顶升到顶层N的设计层高(即顶层N分层柱的高度)。再用安装机械起吊N层的分层柱8，吊装到屋面柱1与柱脚7之间的空间位置。三柱上下完全对正，然后用柱柱永久连接板9和螺栓将屋面柱1下端与分层柱8上端牢固连接在一起并焊接。再用柱柱暂时连接板10将顶层N分层柱8的下端与柱脚7的上端暂时连接在一起。由于两柱的端部都预埋了柱端预埋钢板16，用四块柱柱暂时连接板10将八块柱端预埋钢板16连接在一起。至此由柱柱支撑代替了千斤顶18支撑，然后第一次收回千斤顶18活塞和托板5，再用安装机械吊起分层主梁3，将此梁安放在对应的两个托板5上，分层主梁3的两端“预埋梁柱连接槽端板”15分别对正分层柱8上面的预埋柱梁连接板11，并用螺栓12将两板连接在一起。从而梁柱支撑空间已经形成，完全可以进入顶层N的安装工程阶段。如安装顶层N层的次梁和小梁，安装楼板，安装内、外墙板，安装剪力墙板，安装楼梯，安装门窗……等等。当顶层N安装工程全部完成以后，第二次拆除柱柱暂时连接板10，第二次开动千斤顶18，将已经完成的屋面工程A和顶层N工程，顶升到顶下一层N-1的设计高度。再将顶下一层N-1分层柱8，用同样的方法安装到顶层N分层柱8与柱脚7之间，第二次收回千斤顶18活塞和托板5，再用同样方法安装顶下一层N-1的分层主梁3。至此顶下一层N-1的空间已经形成，可以进入顶下一层N-1的安装工程阶段。以此类推直到完成底层N-N的安装工程为止。应该说明底层N-N分层柱8的下端与柱脚7相连时，不可用柱柱暂时连接板10，必须用柱柱永久连接板9连接。所有的柱柱永久连接板9与柱端预埋钢板之间都可焊接，让上下柱之间的连接更加牢固。

如图14所示。为了将建筑物顶升施工方法和装配式结构安装工程的质量和效益提高一步，本专利提供一种与顶升施工方法相匹配的分层流水结构安装施工方法。此法首先要求在施工建筑物20的周围原拟搭建脚手架的位置，搭建结构安装操作平台21。一般情况搭建2至5层操作平台21，该平台21可以是临时建筑，也可以是永久建筑，但是平台底层高度必须与建筑物底层高度相一致。上部层高也要求一致。该平台21即可以搭建在地面以上，可以搭建在地平以下，也可以选择地上地下都有。该操作平台21用来运输和放置建筑预制构件，以便于安装机械的操作。

如图14所示。按照结构安装顺序和进度要求，选择并确定安装操作平台21各个分层(I、II、III、IV)安装项目的分工，如果分工合理，有助于提高安装施工的质量和效益。如果不合理应及时调整。

如图14所示。下面以屋面工程A为例，说明装配式建筑物分层流水安装施工方法与建筑物顶升施工方法相互配合的施工过程。首先参照[0055]的操作方法利用安装操作平台21的底层平台I在施工建筑物20的各个柱脚7上面安装屋面柱1，再在两两相对的千斤顶18和托板5上面安装屋面梁2并与屋面柱1相连结。当屋面柱1与屋面梁2安装完毕并经仪器检测证明安装质量合格后。第一次开动全部千斤顶18，将由屋面柱1和屋面梁2组成的屋面结构框架顶升至顶层N的层高，使上述屋面框架上升至操作平台21的中层平台II，利用操作平台21的中层平台II安装屋面板、保温、防水……等等工程。

如图14所示，与[0059]中安装操作平台21中的中层平台II安装屋面板等构件的同时，安装操作平台21中的底层平台I安装施工建筑物20顶层N的分层柱8和分层主梁3，安装方法同[0056]。

如图14所示，当安装操作平台21底层平台I和中层平台II各自的安装任务完成以后，第二次拆除柱柱暂连接板10，第二次开动千斤顶18，将屋面工程顶升到安装操作平台21的中上层平台III。此时屋面工程A进入收尾阶段；顶层工程N对应安装操作平台21的中层平台II，进入安装楼板、墙板等工程阶段，在安装墙板时应预留门洞口22；此时顶下一层N-1与底层平台I持平进入安装分层柱1和分层主梁3阶段，安装方法同[0056]。

如图14所示，当安装操作平台21底层平台I、中层平台II和中上层平台III各自完成安装任务以后，第三次拆除柱柱暂时连接板10，第三次开动千斤顶。将上述屋面工程A、顶层工程N和顶下一层工程N-1等三层顶升一层楼。屋面工程A对应安装操作平台21的上层平台IV，在此平台IV屋面工程已经全部完成；顶层工程N对应安装操作平台21的中上层平台III，在此层，门洞口已经形成23；顶下一层工程N-1对应中层平台II进入安装楼板、墙板等工程阶段；顶下二层工程N-2进入安装分层柱、分层主梁阶段。

如图14所示，当[0062]各层完成各自的安装任务以后，第四次拆除柱柱暂时连接板10，第四次开动千斤顶，将上述各层顶升一层楼的高度。其中顶层工程N已经上升至安装操作平台21的上层平台IV，至此门已经安装完毕24，窗已经安装完成25。

为了保证建筑物顶升施工的水平度和垂直度达到有关建筑规范的要求，除了提高建筑物各种结构构件的加工精度以外，必须确实保证结构构件的安装精度达到设计要求，其中最重要的是分层柱和分层主梁的安装精度，为此要求在安装每个分层柱和分层主梁时，必须用测绘仪器标定和检查。安装顺序最好由建筑物中心开始对称操作，先保证横轴对称方向的安装精度，再保证纵轴两侧对称方向的安装精度，从而确保建筑物整体垂直度和水平度达到规范要求。

建筑物顶升施工方法，由于受顶升动态荷载的影响，要求设计时提高钢筋混凝土基础和分层柱及柱脚的安全度，加大“一基两柱”的承载力和抗不均匀沉降的能力。