CN113431078A - 一种传力于既有柱的塔吊基础结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种传力于既有柱的塔吊基础结构及其施工方法,包括一对塔吊基础框架、地下结构顶板、连接次桁架、次桁架连接耳板、次桁架衔接板、柱间斜撑和斜撑连接板；塔吊基础框架设置在地下结构顶板上方，一对塔吊基础框架之间设置有连接次桁架，连接次桁架端部通过次桁架连接耳板和次桁架衔接板与一对塔吊基础框架的内侧连接；连接次桁架下端面与塔吊基础框架的底部之间设置有柱间斜撑，一对柱间斜撑对称设置在连接次桁架的竖向中轴线两侧；本发明利用既有柱对塔吊基础的受力进行转换，有效改变其力学传播途径，直接将塔吊基础的反力作用在原地下结构的既有柱上；解决了车库底部回顶支撑影响车辆通行的问题。

Description

一种传力于既有柱的塔吊基础结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及塔吊基础结构技术领域，特别是一种传力于既有柱的塔吊基础结构及其施工方法。

背景技术

目前，塔吊基础的普遍施工方法是以现浇混凝土为基础，也有预制拼装基础，然而，浇筑混凝土基础的体积普遍较大，施工时还需要经过绑钢筋、支设模板、预埋螺栓和浇筑混凝土等多道工序，现浇的塔吊基础施工工期长，建筑施工完成后，该塔吊的基础不能重复使用，在塔吊拆除之后，混凝土基础还需另行***或机械破碎拆除，而预制拼装基础较笨重，运输和安装不便。不利于建筑安全性的延续发展。

在具有地下结构的既有建筑改造工程中，常因一些问题导致落地塔吊基础无法设立在地下结构顶板上，如地下结构顶板承载能力不足；下一层不具备回顶支撑条件；或因为楼座运营，地下结构多为机电专业***、隔墙、门扇等障碍导致无法实现加固或回顶支撑等。无论是新建工程还是老旧小区改造都存在着在车库顶板设立塔吊基础的情况，但是由于各种原因存在无法实施的情况。比如：车顶顶板承载能力不足，下一层不具备回顶支撑条件，又因为楼座运营，地下车库多为机电专业***、隔墙、门扇等障碍无法实现加固或回顶支撑。因此在车库顶板以上设立塔吊转换基础，十分有必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种传力于既有柱的塔吊基础结构及其施工方法，解决的技术问题是如何利用地下结构的既有柱对塔吊基础的受力进行转换，有效改变其力学的传输途径，直接将塔吊基础的反力作用在原结构的既有柱上。 解决了现有技术中车库底部回顶支撑影响车辆通行的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种传力于既有柱的塔吊基础结构，包括塔吊基础框架、地下结构顶板、连接次桁架、次桁架连接耳板、次桁架衔接板、柱间斜撑和斜撑连接板；塔吊基础框架为一对，均设置在地下结构顶板上方，一对塔吊基础框架之间设置有连接次桁架，连接次桁架端部通过次桁架连接耳板和次桁架衔接板分别与一对塔吊基础框架的内侧连接；连接次桁架下端面与塔吊基础框架的底部之间设置有柱间斜撑，一对柱间斜撑对称设置在连接次桁架的竖向中轴线两侧，并通过斜撑连接板与连接次桁架连接；

塔吊基础框架包括既有柱、箱型钢梁、支撑短柱、抱箍、支撑框架；所述抱箍内端面与既有柱的外端面相抵靠，箱型钢梁一端通过抱箍与既有柱连接，另一端设置在支撑短柱上；地下结构顶板底部设置有支撑框架，支撑框架由竖向混凝土支撑柱和横向混凝土支撑柱连接而成；支撑短柱设置在地下结构顶板上方，支撑短柱底部承插在竖向混凝土支撑柱和横向混凝土支撑柱的交点上，并与支撑框架的竖向混凝土支撑柱共轴；既有柱垂直穿过地下结构顶板，并延伸出地下结构顶板至少20cm。

进一步，所述抱箍包括带牛腿外包钢板、带加劲肋外包钢板、一对外包侧钢板、钢梁挡板、钢梁卡接单元、第一高强对拉螺栓和封闭钢板；

所述带牛腿外包钢板与封闭钢板垂直连接组成卡接基础，对称设置的一对外包侧钢板一端与卡接基础连接，另一端与带加劲肋外包钢板连接，卡接基础、一对外包侧钢板和带加劲肋外包钢板首尾相连组成中空柱体；带牛腿外包钢板顶部设置有一对钢梁挡板和一对钢梁卡接单元，每个钢梁挡板外侧均垂直连接有一对挡板加劲肋；一对钢梁挡板之间为钢梁承插预留槽；所述带牛腿外包钢板包括牛腿上顶板、牛腿竖板、牛腿下顶板、牛腿支撑肋和调节垫板；多个相互平行设置的牛腿竖板顶部设置有牛腿上顶板，底部设置有牛腿下顶板；牛腿下顶板底部连接有竖向设置的牛腿支撑肋；牛腿上顶板的上端面设置有调节垫板；牛腿竖板从外到内依次设置有牛腿封板、柱边牛腿板和中间牛腿板；牛腿封板对称设置在牛腿上顶板和牛腿下顶板两端，柱边牛腿板的外端面与既有柱的外端面共面，相邻中间牛腿板之间的距离不大于牛腿上顶板与牛腿下顶板之间距离的二分之一；所述带加劲肋外包钢板上设置有横向加劲肋和第二侧板抗滑移肋，横向加劲肋与带加劲肋外包钢板外端面固定连接，两对竖向设置的第二侧板抗滑移肋分别与带加劲肋外包钢板的上翻边和下翻边固定连接；外包侧钢板上设置有侧板加劲肋和第一侧板抗滑移肋，多个横向设置的侧板加劲肋均匀分布在外包侧钢板的外端面，两对第一侧板抗滑移肋分别与外包侧钢板的顶部和底部的翻遍垂直连接；侧板加劲肋均与横向加劲肋共面；所述侧板加劲肋的厚度与横向加劲肋的厚度相同。

进一步，所述钢梁卡接单元呈倒U形，其包括限位板和第一高强对拉螺栓，限位板两侧设置有与其滑动连接的第一高强对拉螺栓，第一高强对拉螺栓一端穿过限位板，另一端穿过牛腿上顶板，并通过限位螺母固定。

进一步，相邻侧板加劲肋之间的距离不大于带牛腿外包钢板与带加劲肋外包钢板之间距离的二分之一。

进一步，支撑短柱包括短柱顶板、竖向支撑柱、短柱底座和短柱肋板，所述竖向支撑柱顶部设置有短柱顶板，底部设置有短柱底座，竖向支撑短柱顶部和底部的侧面均分布有多个短柱肋板，该肋板沿着短柱顶板的下端面和短柱底座的上端面分布，短柱底座包括底座支撑板和插杆，插杆一端与底座支撑板下端面垂直连接，另一端承插在竖向混凝土支撑柱和横向混凝土支撑柱的交点上。

进一步，所述次桁架衔接板由一对横向板和竖向板垂直连接呈土字形，次桁架连接耳板与次桁架衔接板的竖向板栓接。

进一步，所述斜撑连接板与连接次桁架垂直连接，柱间斜撑一端与斜撑连接板栓接，另一端与短柱底座上设置的短柱肋板栓接。

进一步，所述箱型钢梁的每个侧端面至少设置有4个吊装耳板。

进一步，所述限位螺母为蝶形螺母或吊环螺母。

进一步，所述限位板为槽钢。

另外，本发明还提供了一种传力于既有柱的塔吊基础结构的施工方法，步骤如下。

步骤一：在待安装塔吊基础结构的位置进行挖掘，将地下结构顶板上方的回填土挖除；以既有柱为中心进行挖掘，挖掘面积为1.5平方米的第一操作面；在平行于既有柱并与待安装箱型钢梁长度相对应的的位置挖掘面积为1.5平方米的第二操作面；第一操作面和第二操作面的深度相同，均为10cm～30cm；其中，第一操作面和第二操作面均为基坑。

步骤二：清理地下结构顶板，并凿毛。

步骤三：对既有柱表面进行清理，打磨掉防火涂料。

步骤四：在地下结构顶板上方至少20cm处的两个既有柱上安装抱箍主体结构（不包含钢梁卡接单）。

s1：在施工现场测量地下结构顶板与待安装箱型钢梁之间的垂直高度，进而确定预制的带牛腿外包钢板中中间牛腿版之间的间距；测量既有柱的宽度和长度，进而确定预制的带牛腿外包钢板中柱边牛腿板的位置。

s2：在工厂预制带牛腿外包钢板、带加劲肋外包钢板、第二高强对拉螺栓、封闭钢板、外包侧钢板、钢梁挡板、钢梁卡接单元和调节垫板；并进行防腐处理。

s3：将步骤二中的预制件运输至施工现场。

s4：在地下结构顶板上方至少20cm处的既有柱上安装带加劲肋外包钢板、封闭钢板和带牛腿外包钢板；将封闭钢板与带牛腿外包钢板垂直焊接组成卡接基础；再利用第二高强对拉螺栓将对称设置在既有柱两侧的封闭钢板和带加劲肋外包钢板拉结固定，第二高强对拉螺栓共为8根，既有柱每侧设置4根，并且均匀分布在封闭钢板和带加劲肋外包钢板之间。

s41：当既有柱为钢柱，将牛腿支撑肋间断焊接在牛腿外包钢板下，牛腿支撑肋的数量计算应根据最不利荷载下计算所需焊缝长度，确定牛腿支撑肋的个数。

s42：当既有柱为混凝土柱，则在带牛腿外包钢板下采用打孔植筋的方式安装牛腿支撑肋；进而解决带牛腿外包钢板抗滑移问题。

s5：安装外包侧钢板；将步骤四中既有柱每侧设置的4根第二高强对拉螺栓中上方两根拆除，再将外包侧钢板承插在步骤四中下方两根第二高强对拉螺杆与既有柱之间，并且外包侧钢板与既有柱相抵靠，然后将外包侧钢板两端分别间断焊接在封闭钢板和带加劲肋外包钢板上，进而卡接基础、一对外包侧钢板和带加劲肋外包钢板首尾相连组成中空柱体。

s6：将步骤5中拆除的两根第二高强对拉螺杆重新安装。

s7：焊接侧板加劲肋；在一对外包侧钢板的外端面焊接侧板加劲肋；并保证相邻侧板加劲肋之间的间距不大于带牛腿外包钢板与带加劲肋外包钢板之间距离的二分之一。

s8：焊接第一侧板抗滑移肋。

s81：当既有柱为钢柱，将第一侧板抗滑移肋间断焊接在外包侧钢板底部，第一侧板抗滑移肋的数量计算应根据侧向最不利荷载计算焊缝长度，确定侧板抗滑移肋的个数。

s82：当既有柱为混凝土柱，则采用打孔植筋的方式在外包侧钢板底部和顶部安装第一侧板抗滑移肋；进而解决解决外包侧钢板的抗滑移问题。

s9：在带牛腿外包钢板的牛腿上顶板上端面两侧对称间断焊接钢梁挡板，并将钢梁挡板焊接在封闭钢板的外端面，挡板加劲肋间断焊接于钢梁挡板外端面和牛腿上顶板上端面。一对钢梁挡板之间的距离根据箱型钢梁的宽度确定。

s10：将s4、s5、s8和s9中的间断焊接进行满焊，并对焊缝填充灌缝胶，将第二高强对拉螺杆全部拆除。

步骤五：安装支撑短柱；在支撑框架的竖向混凝土支撑柱上将支撑短柱放置在地下结构顶板的上方，在第二操作面的竖向混凝土支撑柱和横向混凝土支撑柱的交点处预设承插槽，支撑短柱底座承插在承插槽中；其中支撑短柱的高度根据抱箍的安装高度确定，确保支撑短柱的上端面与牛腿上顶板之间的误差在2cm以内；在承插槽的边部应预留出20mm的施工缝，在支撑短柱安装后，利用高强灌浆料填充承插槽的施工缝。

步骤六：将箱型钢梁一端利用50吨汽车吊装在钢梁承插预留槽中，另一端安装在短柱顶板上方，箱型钢梁与短柱顶板栓接；并在牛腿上顶板的上端面与箱型钢梁的下端面之间安装调节垫板，并将调节垫板焊接在牛腿上顶板的上端面上。

步骤七：安装钢梁卡接单元；将限位板放置在箱型钢梁的顶部，并将第一高强对拉螺杆竖向穿过限位板和牛腿上顶板，最后利用限位螺母将限位板和牛腿上顶板拉结固定。

步骤八：在连接次桁架两端栓接次桁架连接耳板，并将次桁架连接耳板与次桁架衔接板栓接。

步骤九：在塔吊基础框架的一对箱型钢梁内侧之间安装箱型钢梁；利用25吨汽车吊装连接次桁架，并将次桁架衔接板间断焊接在箱型钢梁内侧。

步骤十：安装斜撑连接板；在靠近支撑短柱的连接次桁架底部间断焊接斜撑连接板；并且斜撑连接板设置在该根连接次桁架的中轴线上。

步骤十一：安装柱间斜撑；将一对柱间斜撑的一端安装在斜撑连接板上，另一端分别安装在支撑短柱上；使得一对柱间斜撑之间的角度为100度～120度。

步骤十二：将步骤九和步骤十中的间断焊接进行满焊，并对焊缝填充灌缝胶。

步骤十三：填充支撑短柱与第二操作面之间的缝隙；在支撑短柱底部与第二操作面的缝隙中利用低温灌浆料灌缝。

步骤十四：浇筑第一操作面和第二操作面，在浇筑的混凝土强度达标后，进行防水处理，安装表面装饰层等。

本发明的有益效果体现在。

1，本发明提供的一种传力于既有柱的塔吊基础结构及其施工方法，利用钢结构代替传统混凝土塔吊基础，利用既有柱对塔吊基础的受力进行转换，有效改变其力学传播途径，直接将塔吊基础的反力作用在原地下结构的既有柱上，使得结构更加安全、稳定；装配式施工，周期短，施工便利，大部分部件为工厂预制，减少了现场施工过程中临时切割制作部件的工时；施工完成后主要部件可以多次重复利用，多次周转使用；节能环保，有利于推进绿色施工的发展进程；并且还有效解决了车库底部回顶支撑影响车辆通行的问题；采用本发明仅需要在地下结构顶板上方进行施工，挖掘深度较浅，对地下结构和车辆在车库中的通行影响较小，甚至可忽略不计。

2，本发明提供的一种传力于既有柱的塔吊基础结构及其施工方法，每个钢梁卡接单元中的一对第一高强对拉螺栓与限位板配合使用，可有效防止安装后的箱型钢梁上下移动的技术问题，同时在箱型钢梁与带牛腿外包钢板之间利用第一高强对拉螺杆拉结固定，进而使箱型钢梁的固定更加稳定。

3，本发明提供的一种传力于既有柱的塔吊基础结构及其施工方法，支撑短柱底部承插在竖向混凝土支撑柱和横向混凝土支撑柱的交点上，可使支撑短柱更好的固定在地下结构顶板上，进一步提高箱型钢梁的稳定性。

4，本发明提供的一种传力于既有柱的塔吊基础结构及其施工方法，抱箍使箱型钢梁能快速与柱体适配插接安装，不破坏既有柱整体的结构性能，适合现场组装，形成箱式结构，增大了梁柱节点的刚性，使得节点整体性增强，提高了节点的承载力，有效提高了节点的抗剪能力，且侧板加劲肋和横向加劲肋对齐设置，能在横向形成高强度支撑结构，能够将梁体所受的弯矩、剪力及轴力快速、有效的传动，使节点的受力更加明确。又因本发明中的梁柱节点（连接结构）便于安装且环保，减少了现场的切割作业等操作，可以降低施工成本。

5，本发明提供的一种传力于既有柱的塔吊基础结构及其施工方法，利用抱箍实现梁柱的连接，能提高既有柱的载荷，使其具有更高的强度，将塔吊基础结构的受力传向既有柱；本发明维护成本低廉；节约工期和成本。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明中传力于既有柱的塔吊基础结构的结构示意图。

图2是图1中A-A处的剖视示意图。

图3是本发明中的连接次桁架、次桁架连接耳板和次桁架衔接板之间位置关系的结构示意图。

图4是图1中B处的局部放大示意图。

图5是本发明中传力于既有柱的塔吊基础结构的剖视示意图。

图6是本发明中包含抱箍的梁柱连接结构节点的正视示意图。

图7是本发明中包含抱箍的梁柱连接结构节点的右视示意图。

图8是本发明中抱箍的结构示意图。

图9是本发明中包含抱箍的梁柱连接结构节点中步骤四中S4的安装示意图。

附图标记：1-既有柱、2-带牛腿外包钢板、3-带加劲肋外包钢板、4-第一高强对拉螺栓、5-牛腿支撑肋、6-外包侧钢板、7-侧板加劲肋、8-钢梁挡板、9-挡板加劲肋、10-限位板、11-箱型钢梁、12-第一侧板抗滑移肋、13-牛腿上顶板、14-牛腿竖板、15-牛腿下顶板、16-牛腿封板、17-柱边牛腿板、18-中间牛腿板、19-横向加劲肋、20-第二侧板抗滑移肋、21-封闭钢板、22-第二高强对拉螺栓、23-调节垫板、24-地下结构顶板、25-支撑短柱、26-短柱顶板、27-竖向支撑柱、28-短柱底座、29-短柱肋板、30-竖向混凝土支撑柱、31-横向混凝土支撑柱、32-插杆、33-连接次桁架、34-次桁架连接耳板、35-次桁架衔接板、36-柱间斜撑、37-斜撑连接板。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为对本发明技术方案的限制。

如图1～7所示，本发明提供一种传力于既有柱的塔吊基础结构，包括塔吊基础框架、地下结构顶板24、连接次桁架33、次桁架连接耳板34、次桁架衔接板35、柱间斜撑36和斜撑连接板37；

塔吊基础框架为一对，均设置在地下结构顶板24上方，一对塔吊基础框架之间设置有连接次桁架33，连接次桁架33端部通过次桁架连接耳板34和次桁架衔接板35分别与一对塔吊基础框架的内侧连接；次桁架衔接板35由一对横向板和竖向板垂直连接呈土字形，次桁架连接耳板34与次桁架衔接板35的竖向板栓接。连接次桁架33下端面与塔吊基础框架的底部之间设置有柱间斜撑36，一对柱间斜撑36对称设置在连接次桁架33的竖向中轴线两侧，并通过斜撑连接板37与连接次桁架33连接；斜撑连接板37与连接次桁架33垂直连接，柱间斜撑36一端与斜撑连接板37栓接，另一端与短柱底座28上设置的短柱肋板29栓接，通过螺栓和螺母连接，当施工结束后，便于类似于柱间斜撑36与斜撑连接板37一样通过栓接连接的部件的拆除。

塔吊基础框架包括既有柱1、箱型钢梁11、支撑短柱25、抱箍、支撑框架；所述抱箍内端面与既有柱1的外端面相抵靠，箱型钢梁11一端通过抱箍与既有柱1连接，另一端设置在支撑短柱25上；箱型钢梁11的每个侧端面至少设置有4个吊装耳板，方便吊装，并且每个侧端面设置至少4个吊装耳板，可以使吊装过程更加稳定，方便箱型钢梁11的快速定位。地下结构顶板24底部设置有支撑框架，支撑框架由竖向混凝土支撑柱30和横向混凝土支撑柱31连接而成；支撑短柱25设置在地下结构顶板24上方，支撑短柱25底部承插在竖向混凝土支撑柱30和横向混凝土支撑柱31的交点上，并与支撑框架的竖向混凝土支撑柱30共轴；既有柱1垂直穿过地下结构顶板24，并延伸出地下结构顶板24至少20cm。

如图8和图9所示，抱箍包括带牛腿外包钢板2、带加劲肋外包钢板3、一对外包侧钢板6、钢梁挡板8、钢梁卡接单元、第一高强对拉螺栓4和封闭钢板21；

带牛腿外包钢板2与封闭钢板21垂直连接组成卡接基础，对称设置的一对外包侧钢板6一端与卡接基础连接，另一端与带加劲肋外包钢板3连接，卡接基础、一对外包侧钢板6和带加劲肋外包钢板3首尾相连组成中空柱体；带牛腿外包钢板2顶部设置有一对钢梁挡板8和一对钢梁卡接单元，每个钢梁挡板8外侧均垂直连接有一对挡板加劲肋9；一对钢梁挡板8之间为钢梁承插预留槽；

带牛腿外包钢板2包括牛腿上顶板13、牛腿竖板14、牛腿下顶板15、牛腿支撑肋5和调节垫板23；多个相互平行设置的牛腿竖板14顶部设置有牛腿上顶板13，底部设置有牛腿下顶板15；牛腿下顶板15底部连接有竖向设置的牛腿支撑肋5；牛腿上顶板13的上端面设置有调节垫板23；

牛腿竖板14从外到内依次设置有牛腿封板16、柱边牛腿板17和中间牛腿板18；牛腿封板16对称设置在牛腿上顶板13和牛腿下顶板15两端，柱边牛腿板17的外端面与既有柱1的外端面共面，相邻中间牛腿板18之间的距离不大于牛腿上顶板13与牛腿下顶板15之间距离的二分之一；

所述带加劲肋外包钢板3上设置有横向加劲肋19和第二侧板抗滑移肋20，横向加劲肋19与带加劲肋外包钢板3外端面固定连接，两对竖向设置的第二侧板抗滑移肋20分别与带加劲肋外包钢板3的上翻边和下翻边固定连接；

外包侧钢板6上设置有侧板加劲肋7和第一侧板抗滑移肋12，多个横向设置的侧板加劲肋7均匀分布在外包侧钢板6的外端面，两对第一侧板抗滑移肋12分别与外包侧钢板6的顶部和底部的翻遍垂直连接；侧板加劲肋7均与横向加劲肋19共面。侧板加劲肋7的厚度与横向加劲肋19的厚度相同，侧板加劲肋7的端部与横向加劲肋19的端部对齐。能在横向形成高强度支撑结构，能够将梁体所受的弯矩、剪力及轴力快速、有效的传动，使节点的受力更加明确。相邻侧板加劲肋7之间的距离不大于带牛腿外包钢板2与带加劲肋外包钢板3之间距离的二分之一。

钢梁卡接单元呈倒U形，其包括限位板10和第一高强对拉螺栓4，限位板10两侧设置有与其滑动连接的第一高强对拉螺栓4，第一高强对拉螺栓4一端穿过限位板10，另一端穿过牛腿上顶板13，并通过限位螺母固定，限位螺母为蝶形螺母或吊环螺母，方便施工人员旋拧；也可在限位螺母上设置锁扣装置或限制其转动的装置（在施工人员旋拧达到拉结固定后，在进行锁扣或启用限制其转动的装置），进而防止限位螺母转动。又因限位板10为槽钢，可以限制限位螺母在有限的空间转动，槽钢的内宽可设置为比蝶形螺母或吊环螺母最宽处宽2mm-3mm。钢梁卡接单元可有效防止安装后的箱型钢梁11上下移动的技术问题，同时在箱型钢梁11与带牛腿外包钢板2之间利用第一高强对拉螺杆拉结固定，进而使箱型钢梁11的固定更加稳定。

带牛腿外包钢板2上设置的牛腿支撑肋5、外包侧钢板6上设置的第一侧板抗滑移肋12和带加劲肋外包钢板3上设置的第二侧板抗滑移肋20配合使用，解决了抱箍的滑移问题，同时使得抱箍与既有柱1的连接更加稳固。

支撑短柱25包括短柱顶板26、竖向支撑柱27、短柱底座28和短柱肋板29，所述竖向支撑柱27顶部设置有短柱顶板26，底部设置有短柱底座28，竖向支撑短柱25顶部和底部的侧面均分布有多个短柱肋板29，该肋板沿着短柱顶板26的下端面和短柱底座28的上端面分布，短柱底座28包括底座支撑板和插杆32，插杆32一端与底座支撑板下端面垂直连接，另一端承插在竖向混凝土支撑柱30和横向混凝土支撑柱31的交点上。可使支撑短柱25更好的固定在地下结构顶板24上，进一步提高箱型钢梁11的稳定性。

抱箍使箱型钢梁11能快速与柱体适配插接安装，不破坏既有柱1整体的结构性能，适合现场组装，形成箱式结构，增大了梁柱节点的刚性，使得节点整体性增强，提高了节点的承载力，有效提高了节点的抗剪能力。又因本发明中的梁柱节点（连接结构）便于安装且环保，减少了现场的切割作业等操作，可以降低施工成本。

本发明利用钢结构代替传统混凝土塔吊基础，利用既有柱1对塔吊基础的受力进行转换，有效改变其力学传播途径，直接将塔吊基础的反力作用在原地下结构的既有柱1上，使得结构更加安全、稳定；装配式施工，周期短，施工便利，大部分部件为工厂预制，减少了现场施工过程中临时切割制作部件的工时；施工完成后主要部件可以多次重复利用，多次周转使用；节能环保，有利于推进绿色施工的发展进程；并且还有效解决了车库底部回顶支撑影响车辆通行的问题；采用本发明仅需要在地下结构顶板24上方进行施工，挖掘深度较浅，对地下结构和车辆在车库中的通行影响较小，甚至可忽略不计。

另外，本发明还提供了一种传力于既有柱的塔吊基础结构的施工方法，步骤如下。

步骤一：在待安装塔吊基础结构的位置进行挖掘，将地下结构顶板24上方的回填土挖除；以既有柱1为中心进行挖掘，挖掘面积为1.5平方米的第一操作面；在平行于既有柱1并与待安装箱型钢梁11长度相对应的的位置挖掘面积为1.5平方米的第二操作面；第一操作面和第二操作面的深度相同，均为10cm～30cm。

步骤二：清理地下结构顶板24，并凿毛。

步骤三：对既有柱1表面进行清理，打磨掉防火涂料。

步骤四：在地下结构顶板24上方至少20cm处的两个既有柱1上安装抱箍主体结构（不包含钢梁卡接单）。

s1：在施工现场测量地下结构顶板24与待安装箱型钢梁11之间的垂直高度，进而确定预制的带牛腿外包钢板2中中间牛腿版之间的间距；测量既有柱1的宽度和长度，进而确定预制的带牛腿外包钢板2中柱边牛腿板17的位置。

s2：在工厂预制带牛腿外包钢板2、带加劲肋外包钢板3、第二高强对拉螺栓22、封闭钢板21、外包侧钢板6、钢梁挡板8、钢梁卡接单元和调节垫板23；并进行防腐处理。

s3：将步骤二中的预制件运输至施工现场。

s4：如图9所示，在地下结构顶板24上方至少20cm处的既有柱1上安装带加劲肋外包钢板3、封闭钢板21和带牛腿外包钢板2；将封闭钢板21与带牛腿外包钢板2垂直焊接组成卡接基础；再利用第二高强对拉螺栓22将对称设置在既有柱1两侧的封闭钢板21和带加劲肋外包钢板3拉结固定，第二高强对拉螺栓22共为8根，既有柱1每侧设置4根，并且均匀分布在封闭钢板21和带加劲肋外包钢板3之间。

s41：当既有柱1为钢柱，将牛腿支撑肋5间断焊接在牛腿外包钢板下，牛腿支撑肋5的数量计算应根据最不利荷载下计算所需焊缝长度，确定牛腿支撑肋5的个数。

s42：当既有柱1为混凝土柱，则在带牛腿外包钢板2下采用打孔植筋的方式安装牛腿支撑肋5；进而解决带牛腿外包钢板2抗滑移问题。

s5：安装外包侧钢板6；将步骤四中既有柱1每侧设置的4根第二高强对拉螺栓22中上方两根拆除，再将外包侧钢板6承插在步骤四中下方两根第二高强对拉螺杆与既有柱1之间，并且外包侧钢板6与既有柱1相抵靠，然后将外包侧钢板6两端分别间断焊接在封闭钢板21和带加劲肋外包钢板3上，进而卡接基础、一对外包侧钢板6和带加劲肋外包钢板3首尾相连组成中空柱体。

s6：将步骤5中拆除的两根第二高强对拉螺杆重新安装。

s7：焊接侧板加劲肋7；在一对外包侧钢板6的外端面焊接侧板加劲肋7；并保证相邻侧板加劲肋7之间的间距不大于带牛腿外包钢板2与带加劲肋外包钢板3之间距离的二分之一。

s8：焊接第一侧板抗滑移肋12。

s81：当既有柱1为钢柱，将第一侧板抗滑移肋12间断焊接在外包侧钢板6底部，第一侧板抗滑移肋12的数量计算应根据侧向最不利荷载计算焊缝长度，确定侧板抗滑移肋的个数。

s82：当既有柱1为混凝土柱，则采用打孔植筋的方式在外包侧钢板6底部和顶部安装第一侧板抗滑移肋12；进而解决解决外包侧钢板6的抗滑移问题。

s9：在带牛腿外包钢板2的牛腿上顶板13上端面两侧对称间断焊接钢梁挡板8，并将钢梁挡板8焊接在封闭钢板21的外端面，挡板加劲肋9间断焊接于钢梁挡板8外端面和牛腿上顶板13上端面。一对钢梁挡板8之间的距离根据箱型钢梁11的宽度确定。

s10：将s4、s5、s8和s9中的间断焊接进行满焊，并对焊缝填充灌缝胶，将第二高强对拉螺杆全部拆除。

步骤五：安装支撑短柱25；在支撑框架的竖向混凝土支撑柱30上将支撑短柱25放置在地下结构顶板24的上方，在第二操作面的竖向混凝土支撑柱30和横向混凝土支撑柱31的交点处预设承插槽，支撑短柱25底座承插在承插槽中；其中支撑短柱25的高度根据抱箍的安装高度确定，确保支撑短柱25的上端面与牛腿上顶板13之间的误差在2cm以内；在承插槽的边部应预留出20mm的施工缝，在支撑短柱25安装后，利用高强灌浆料填充承插槽的施工缝。

步骤六：将箱型钢梁11一端利用50吨汽车吊装在钢梁承插预留槽中，另一端安装在短柱顶板26上方，箱型钢梁11与短柱顶板26栓接；并在牛腿上顶板13的上端面与箱型钢梁11的下端面之间安装调节垫板23，并将调节垫板23焊接在牛腿上顶板13的上端面上。

步骤七：安装钢梁卡接单元；将限位板10放置在箱型钢梁11的顶部，并将第一高强对拉螺杆竖向穿过限位板10和牛腿上顶板13，最后利用限位螺母将限位板10和牛腿上顶板13拉结固定。

步骤八：在连接次桁架33两端栓接次桁架连接耳板34，并将次桁架连接耳板34与次桁架衔接板35栓接。

步骤九：在塔吊基础框架的一对箱型钢梁11内侧之间安装箱型钢梁11；利用25吨汽车吊装连接次桁架33，并将次桁架衔接板35间断焊接在箱型钢梁11内侧。

步骤十：安装斜撑连接板37；在靠近支撑短柱25的连接次桁架33底部间断焊接斜撑连接板37；并且斜撑连接板37设置在该根连接次桁架33的中轴线上。

步骤十一：安装柱间斜撑36；将一对柱间斜撑36的一端安装在斜撑连接板37上，另一端分别安装在支撑短柱25上；使得一对柱间斜撑36之间的角度为100度～120度。

步骤十二：将步骤九和步骤十中的间断焊接进行满焊，并对焊缝填充灌缝胶。

步骤十三：填充支撑短柱25与第二操作面之间的缝隙；在支撑短柱25底部与第二操作面的缝隙中利用低温灌浆料灌缝。

步骤十四：浇筑第一操作面和第二操作面，在浇筑的混凝土强度达标后，进行防水处理，安装表面装饰层等。

本发明利用抱箍实现梁柱的连接，能提高既有柱1的载荷，使其具有更高的强度；本发明维护成本低廉；节约工期和成本，有利于绿色施工的推进。

综上所述，本发明在施工过程中无需浇筑体积较大的混凝土基础，可明显缩短塔吊基础结构的施工工期，节约材料；塔吊基础框架中的既有柱1和地下结构顶板24是原基础结构；连接次桁架33、次桁架连接耳板34、次桁架衔接板35、柱间斜撑36等在安装后均可拆除，周转使用，提高施工效率；施工完成后，柱间斜撑36、连接次桁架33、次桁架连接耳板34和支撑短柱25等可以再次使用，有利于节约工程成本。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种传力于既有柱的塔吊基础结构，其特征在于：包括塔吊基础框架、地下结构顶板（24）、连接次桁架（33）、次桁架连接耳板（34）、次桁架衔接板（35）、柱间斜撑（36）和斜撑连接板（37）；

塔吊基础框架为一对，均设置在地下结构顶板（24）上方，一对塔吊基础框架之间设置有连接次桁架（33），连接次桁架（33）端部通过次桁架连接耳板（34）和次桁架衔接板（35）分别与一对塔吊基础框架的内侧连接；连接次桁架（33）下端面与塔吊基础框架的底部之间设置有柱间斜撑（36），一对柱间斜撑（36）对称设置在连接次桁架（33）的竖向中轴线两侧，并通过斜撑连接板（37）与连接次桁架（33）连接；

塔吊基础框架包括既有柱（1）、箱型钢梁（11）、支撑短柱（25）、抱箍、支撑框架；所述抱箍内端面与既有柱（1）的外端面相抵靠，箱型钢梁（11）一端通过抱箍与既有柱（1）连接，另一端设置在支撑短柱（25）上；地下结构顶板（24）底部设置有支撑框架，支撑框架由竖向混凝土支撑柱（30）和横向混凝土支撑柱（31）连接而成；支撑短柱（25）设置在地下结构顶板（24）上方，支撑短柱（25）底部承插在竖向混凝土支撑柱（30）和横向混凝土支撑柱（31）的交点上，并与支撑框架的竖向混凝土支撑柱（30）共轴；既有柱（1）垂直穿过地下结构顶板（24），并延伸出地下结构顶板（24）至少20cm。

2.如权利要求1所述的一种传力于既有柱的塔吊基础结构，其特征在于：所述抱箍包括带牛腿外包钢板（2）、带加劲肋外包钢板（3）、一对外包侧钢板（6）、钢梁挡板（8）、钢梁卡接单元、第一高强对拉螺栓（4）和封闭钢板（21）；

所述带牛腿外包钢板（2）与封闭钢板（21）垂直连接组成卡接基础，对称设置的一对外包侧钢板（6）一端与卡接基础连接，另一端与带加劲肋外包钢板（3）连接，卡接基础、一对外包侧钢板（6）和带加劲肋外包钢板（3）首尾相连组成中空柱体；带牛腿外包钢板（2）顶部设置有一对钢梁挡板（8）和一对钢梁卡接单元，每个钢梁挡板（8）外侧均垂直连接有一对挡板加劲肋（9）；一对钢梁挡板（8）之间为钢梁承插预留槽；

所述带牛腿外包钢板（2）包括牛腿上顶板（13）、牛腿竖板（14）、牛腿下顶板（15）、牛腿支撑肋（5）和调节垫板（23）；多个相互平行设置的牛腿竖板（14）顶部设置有牛腿上顶板（13），底部设置有牛腿下顶板（15）；牛腿下顶板（15）底部连接有竖向设置的牛腿支撑肋（5）；牛腿上顶板（13）的上端面设置有调节垫板（23）；

牛腿竖板（14）从外到内依次设置有牛腿封板（16）、柱边牛腿板（17）和中间牛腿板（18）；牛腿封板（16）对称设置在牛腿上顶板（13）和牛腿下顶板（15）两端，柱边牛腿板（17）的外端面与既有柱（1）的外端面共面，相邻中间牛腿板（18）之间的距离不大于牛腿上顶板（13）与牛腿下顶板（15）之间距离的二分之一；

所述带加劲肋外包钢板（3）上设置有横向加劲肋（19）和第二侧板抗滑移肋（20），横向加劲肋（19）与带加劲肋外包钢板（3）外端面固定连接，两对竖向设置的第二侧板抗滑移肋（20）分别与带加劲肋外包钢板（3）的上翻边和下翻边固定连接；

外包侧钢板（6）上设置有侧板加劲肋（7）和第一侧板抗滑移肋（12），多个横向设置的侧板加劲肋（7）均匀分布在外包侧钢板（6）的外端面，两对第一侧板抗滑移肋（12）分别与外包侧钢板（6）的顶部和底部的翻遍垂直连接；侧板加劲肋（7）均与横向加劲肋（19）共面；所述侧板加劲肋（7）的厚度与横向加劲肋（19）的厚度相同。

3.如权利要求2所述的一种传力于既有柱的塔吊基础结构，其特征在于：所述钢梁卡接单元呈倒U形，其包括限位板（10）和第一高强对拉螺栓（4），限位板（10）两侧设置有与其滑动连接的第一高强对拉螺栓（4），第一高强对拉螺栓（4）一端穿过限位板（10），另一端穿过牛腿上顶板（13），并通过限位螺母固定。

4.如权利要求3所述的一种传力于既有柱的塔吊基础结构，其特征在于：相邻侧板加劲肋（7）之间的距离不大于带牛腿外包钢板（2）与带加劲肋外包钢板（3）之间距离的二分之一。

5.如权利要求4所述的一种传力于既有柱的塔吊基础结构，其特征在于：支撑短柱（25）包括短柱顶板（26）、竖向支撑柱（27）、短柱底座（28）和短柱肋板（29），所述竖向支撑柱（27）顶部设置有短柱顶板（26），底部设置有短柱底座（28），竖向支撑短柱（25）顶部和底部的侧面均分布有多个短柱肋板（29），该肋板沿着短柱顶板（26）的下端面和短柱底座（28）的上端面分布，短柱底座（28）包括底座支撑板和插杆（32），插杆（32）一端与底座支撑板下端面垂直连接，另一端承插在竖向混凝土支撑柱（30）和横向混凝土支撑柱（31）的交点上。

6.如权利要求5所述的一种传力于既有柱的塔吊基础结构，其特征在于：所述次桁架衔接板（35）由一对横向板和竖向板垂直连接呈土字形，次桁架连接耳板（34）与次桁架衔接板（35）的竖向板栓接。

7.如权利要求6所述的一种传力于既有柱的塔吊基础结构，其特征在于：所述斜撑连接板（37）与连接次桁架（33）垂直连接，柱间斜撑（36）一端与斜撑连接板（37）栓接，另一端与短柱底座（28）上设置的短柱肋板（29）栓接。

8.如权利要求7所述的一种传力于既有柱的塔吊基础结构，其特征在于：所述箱型钢梁（11）的每个侧端面至少设置有4个吊装耳板。

9.一种如权利要求1～8中任意一项所述的传力于既有柱的塔吊基础结构的施工方法，其特征在于：有如下步骤：

步骤一：在待安装塔吊基础结构的位置进行挖掘，将地下结构顶板（24）上方的回填土挖除；以既有柱（1）为中心进行挖掘，挖掘面积为1.5平方米的第一操作面；在平行于既有柱（1）并与待安装箱型钢梁（11）长度相对应的的位置挖掘面积为1.5平方米的第二操作面；第一操作面和第二操作面的深度相同，均为10cm～30cm；

步骤二：清理地下结构顶板（24），并凿毛；

步骤三：对既有柱表面进行清理，打磨掉防火涂料；

步骤四：在地下结构顶板（24）上方至少20cm处的两个既有柱（1）上安装抱箍主体结构；

步骤五：安装支撑短柱（25）；在支撑框架的竖向混凝土支撑柱（30）上将支撑短柱（25）放置在地下结构顶板（24）的上方，在第二操作面的竖向混凝土支撑柱（30）和横向混凝土支撑柱（31）的交点处预设承插槽，支撑短柱（25）底座承插在承插槽中；其中支撑短柱（25）的高度根据抱箍的安装高度确定，确保支撑短柱（25）的上端面与牛腿上顶板（13）之间的误差在2cm以内；在承插槽的边部应预留出20mm的施工缝，在支撑短柱（25）安装后，利用高强灌浆料填充承插槽的施工缝；

步骤六：将箱型钢梁（11）一端利用50吨汽车吊装在钢梁承插预留槽中，另一端安装在短柱顶板（26）上方，箱型钢梁（11）与短柱顶板（26）栓接；并在牛腿上顶板（13）的上端面与箱型钢梁（11）的下端面之间安装调节垫板（23），并将调节垫板（23）焊接在牛腿上顶板（13）的上端面上；

步骤七：安装钢梁卡接单元；将限位板（10）放置在箱型钢梁（11）的顶部，并将第一高强对拉螺杆竖向穿过限位板（10）和牛腿上顶板（13），最后利用限位螺母将限位板（10）和牛腿上顶板（13）拉结固定；

步骤八：在连接次桁架（33）两端栓接次桁架连接耳板（34），并将次桁架连接耳板（34）与次桁架衔接板（35）栓接；

步骤九：在塔吊基础框架的一对箱型钢梁（11）内侧之间安装箱型钢梁（11）；利用25吨汽车吊装连接次桁架（33），并将次桁架衔接板（35）间断焊接在箱型钢梁（11）内侧；

步骤十：安装斜撑连接板（37）；在靠近支撑短柱（25）的连接次桁架（33）底部间断焊接斜撑连接板（37）；并且斜撑连接板（37）设置在该根连接次桁架（33）的中轴线上；

步骤十一：安装柱间斜撑（36）；将一对柱间斜撑（36）的一端安装在斜撑连接板（37）上，另一端分别安装在支撑短柱（25）上；

步骤十二：将步骤九和步骤十中的间断焊接进行满焊，并对焊缝填充灌缝胶；

步骤十三：填充支撑短柱（25）与第二操作面之间的缝隙；在支撑短柱（25）底部与第二操作面的缝隙中利用低温灌浆料灌缝；

步骤十四：浇筑第一操作面和第二操作面。

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