CN102767289B - 大型网格结构非对称整体提升施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大型网格结构非对称整体提升施工方法，包括以下步骤：1）根据非对称支撑的大型网格结构与其支撑结构的相互位置关系确定吊点布设位置；2）在地面安装所述大型网格结构使之成为提升整体；3）按以下方法调整所述大型网格结构的重心：将所述大型网格结构未被上述吊点包络的区域中上层的结构部件以散件或小拼单元的形式作为配重固定于所述大型网格结构被上述吊点包络的区域中；4）提升所述大型网格结构就位并连接固定，安装所述散件或小拼单元到预定位置。这种施工方法施工工期短，施工质量高，施工过程安全可靠，从而从总体上节约了施工成本。

Description

大型网格结构非对称整体提升施工方法

技术领域

本发明涉及大型网格结构整体提升施工领域，特别涉及适用于大型网格结构非对称地整体提升的施工方法。

背景技术

随着中国经济持续繁荣和城市化进程的快速发展，人们对物质文化的追求越来越高，各种大型建筑设施蓬勃发展，在向更高、更大发展的同时也更富艺术表现力和视觉冲击效果。尤其是建筑物顶部设置的装饰性或功能性网格结构架体，在满足人们的审美要求的同时，也给建筑施工带来了更高的要求和挑战。当前，对于非对称支撑等不规则、非对称支撑的大型网格飘架，由于采用传统上的整体提升方法时吊点无法对称设置，尤其是对于非对称大型网格结构超高空整体提升，抗倾覆牵引绳也很难采用，因此当前主要还是采用高空散装施工方法来进行施工作业。这种施工方法具有如下缺陷：

第一，高空作业量大，安全防护难，安全隐患高；

第二，高空空中施焊环境条件恶劣，施工质量难以保证；

第三，高空作业量大，高空施焊等作业环境条件恶劣、开展不便，现场安装施工工期长。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供一种大型网格结构非对称整体提升施工方法，该方法安全可靠、经济实用，现场安装施工工期短，尤其适用于超高空非对称支撑的整体提升工况。

本发明提供的一种大型网格结构非对称整体提升施工方法，包括以下步骤：

1）根据非对称支撑的大型网格结构与其支撑结构的相互位置关系确定吊点布设位置，其中所述吊点布设位置的确定原则为：

a、吊点能最大限度地包络所述大型网格结构的平面区域；

b、所述大型网格结构的重心能最大限度地靠近包络区域的形心；

2）在地面安装所述大型网格结构使之成为提升整体；

3）按以下方法调整所述大型网格结构的重心：

以不影响所述大型网格结构在提升过程的安全性和稳定性为前提，将所述大型网格结构未被上述吊点包络的区域中上层的结构部件以散件或小拼单元的形式作为配重固定于所述大型网格结构被上述吊点包络的区域中；

其中，所述调整要满足所述大型网格结构整体提升的要求，通过调整所述网格结构构件的安装时机和顺序来调整非对称提升时所述网格结构的重心，使其尽量接近吊点包络区域的形心；

4）提升所述大型网格结构就位并连接固定，安装所述散件或小拼单元到预定位置。

本发明的进一步改进在于在所述第3）步之后还包括在所述吊点包络区域内增加临时配重的步骤，用以进一步地对所述大型网格结构进行重心调整，以防止经过上述重心调整步骤仍不能达到提升要求时的情况；及在所述第4）步之后将所述临时配重降至地面并拆除，在下降过程中动作宜缓慢。

本发明的更进一步改进在于所述临时配重为多点布设，以便当配重量大时可以分散受力点。

本发明的对上述方案进一步改进在于所述临时配重为均匀布设，以使均匀受力，保护结构不受损伤。

在本发明的上述技术方案中所述临时配重可为塔吊配重块或混凝土浇筑块体等配重形式，也可为其他能起到配重作用的形式。

在本发明的上述技术方案中所述的配重是以一种易拆卸的方式固定在所述大型网格结构被所述吊点包络的区域中的，这样有利于进行配重的调整和拆装，节省施工时间和施工强度。

本发明的技术方案通过调整整体提升单元重心的方法，实现了对非对称支撑网格结构，尤其是对需要提升到超高空的大型非对称支撑的网格结构的提升作业，将大量的高空作业转化为地面作业，这种施工方法施工工期短，施工质量高，施工过程安全可靠，从而从总体上节约了施工成本。

附图说明

图1为根据本发明的典型非对称支撑网格结构的平面布置示意图；

图2为根据本发明的非对称支撑网格结构的平面划分示意图；

图3为根据本发明的非对称支撑网格结构临时配重及提升系统设备布置示意图；

图4为图3的A-A剖面图（本发明提升过程示意图）；

图5为根据本发明的非对称支撑网格结构安装就位后示意图；

图6为根据本发明的另一实施例的非对称支撑网格结构的平面示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

根据本发明的一个关于超高空非对称支撑的大型网格结构提升施工的实施例包括如下步骤：

（1）确定非对称支撑网格结构的吊点布设位置。图1是典型非对称支撑网格结构的平面布置示意图。首先应根据非对称支撑大型网格结构和其下部支撑结构的相互位置关系确定合理的吊点布设位置，吊点布设位置确定原则为：a、吊点能够最大限度地包络网格结构平面区域；b、网格结构重心尽量靠近包络区域的形心。如图2，则吊点只能置于右、下两边的可提供支撑处。其中标号1为网格结构整体提升的拟选吊点位置。

（2）根据超高空整体提升安全性要求，调整所述网格结构重心。如图2，假定下、右边非对称支撑的网格结构长×宽=a×b，以左下角为坐标原点，则吊点只能置于右、下两边的可提供支撑处。此时网格结构重心处于对角线上，即吊点包络范围之外，如不采取措施，如调整重心，则会使提升过程的稳定性和抗倾覆性难以保证。

通过调整网格结构杆件的安装时机或顺序，以及增加临时配重等方法调整非对称提升时网格结构的重心，使其尽量接近吊点包络区域的形心。如图2，吊点包络三角形的形心为则重心调整的具体方法和步骤如下：

a、以不影响所述网格结构在提升过程的安全性和稳定性为前提，将网格结构左上角上层部分杆件后装，以散件或小拼单元形式作为配重可靠固定于网格结构的右下角。如图2，将调整后的网格结构划分为4块，由左下角开始逆时针旋转分别定义为A、B、C、D，对应的每平米单重分别为p₁、p₂、p₃、p₄，对应的重心坐标分别为o_A(x₁，y₁)、o_B(x₂，y₂)、o_C(x₃，y₃)、o_D(x₄，y₄)，对应的面积分别为S₁、S₂、S₃、S₄。则调整后的重心o_G(X，Y)。则根据力矩平衡原理有：

X(p₁S₁+p₂S₂+p₃S₃+p₄S₄)＝x₁p₁S₁+x₂p₂S₂+x₃p₃S₃+x₄p₄S₄

也即X·∑p_iS_i＝∑x_ip_iS_i

可得， $X=\frac{\mathrm{\Σ}{x}_i{p}_i{S}_i}{\mathrm{\Σ}{p}_i{S}_i},$ 同理， $Y=\frac{\mathrm{\Σ}{y}_i{p}_i{S}_i}{\mathrm{\Σ}{p}_i{S}_i}$

则调整后重心与吊点包络三角形形心之间的偏差：

时，视为调整后的重心满足整体提升要求，否则采用在适当位置上布置配重等措施继续调整重心位置，直至满足要求。其中，r为偏心允差。

如靠网格结构本身的拆借转移，调整后的重心不满足整体提升要求，则可在吊点包络区域内增加均布临时配重，计算方法同上。

b、如网格结构悬挑较大，可以集中荷载方式设置临时配重，如图3、4,7为临时配重，5为固定用穿心式液压提升器，6为提升钢绞线。更佳地，配重可采用塔吊配重块、混凝土浇筑块体等，以增强重心调整效果。临时配重具体布设方式有二：

一是配重块重量已知为F，求其布设位置o_F（x_F，y_F）。同样，根据力矩平衡原理可求得x_F，y_F：

$x_F=\frac{\frac{2}{3}a(F+\mathrm{\Σ}{p}_i{S}_i)-\mathrm{\Σ}{x}_i{p}_i{S}_i}{F}$

$y_F=\frac{\frac{1}{3}b(F+\mathrm{\Σ}{p}_i{S}_i)-\mathrm{\Σ}{y}_i{p}_i{S}_i}{F}$

如o_F（x_F，y_F）超出吊点包络范围则应增加配重或增设临时配重布置点。

二是布设位置o_F（x_F，y_F）已知，求临时配重重量F。F由力矩平衡原理求得：

$F=\frac{\frac{2}{3}a\·\mathrm{\Σ}{p}_i{S}_i-\mathrm{\Σ}{x}_i{p}_i{S}_i}{x_F-\frac{2}{3}a},$ 或 $F=\frac{\frac{1}{3}b\·\mathrm{\Σ}{p}_i{S}_i-\mathrm{\Σ}{y}_i{p}_i{S}_i}{x_F-\frac{1}{3}b}$

如F太大则应多点设置临时配重布置点。

（3）根据第（2）步结果，在网格结构正下方的地面将提升单元拼装为整体，将架网格结构的后装散件和小拼单元可靠临时固定于飘架吊点包络区域B，并采用液压提升器5和提升钢绞线6将临时配重块7固定于网格结构配重布置点，并在网格结构底层做好施工围蔽9，以利高空安装施工；

（4）在网格结构支座处设计、安装好提升架8，安装好提升系统设备，包括：液压泵源系统4、液压提升器2、传感器、液压油管3、钢绞线6等，此技术为公知技术，在此不再详述，亦可略去此步骤；

（5）将网格结构提升就位，连接固定后，安装网格结构后装散件及小拼单元，通过液压提升器5和提升钢绞线6将临时配重块7缓慢降至地面并拆除。至此，完成非对称支撑大型网格飘架的非对称整体提升施工。图5显示了网格结构安装就位后的示意图。

根据本发明的另一个关于超高空非对称支撑的大型网格结构提升施工的实施例包括如下步骤：

（1）确定非对称支撑网格结构的吊点布设位置，原则同上一实施例。图6为非对称支撑网格结构的一般平面示意图，其中标号1为网格结构整体提升的拟选吊点位置。

（2）调整网格结构重心。基本方法同上一实施例，也是通过调整网格结构杆件的安装时机和顺序，以及增加临时配重等两种种方法来调整提升结构的重心，方法如下：

a、同上一实施例，通过结构自身重量和调整安装顺序来调整重心。如图6，吊点包络区域内结构可划分为A₁、A₂、…、A_m等m块，吊点包络区域内结构可划分为A_m+1、A_m+2、…、A_n等n－m块。则以不影响网格结构在提升过程的安全性和稳定性为前提，将结构A₁~A_m区域上层部分杆件后装，以散件或小拼单元形式作为配重可靠固定于A_m+1~A_n适当区域。另各版块形心为O_i(x_i，y_i)，对应的平面面积为S_i，调整对应的每平米单重分别为p_i，设调整后的重心o_G(X，Y)。则根据力矩平衡原理有：

$X\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i{S}_i=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i{p}_i{S}_i$

可得， $X=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i{p}_i{S}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i{S}_i},$ 同理， $Y=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{y}_i{p}_i{S}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i{S}_i}$

而由数学方法可求得吊点包络区域的形心O_△(x_△，y_△)，则调整后重心与吊点包络三角形形心之间的偏差：

时，视为调整后的重心满足整体提升要求，否则采用在适当位置上布置配重等措施继续调整重心位置，直至满足要求。其中，r为偏心允差。

b、如结构悬挑较大，可以集中荷载方式设置临时配重，如图6、4。同上一实施例，临时配重具体布设方式有二：

一是配重块重量已知为F，求其布设位置o_F（x_F，y_F）。同样，根据力矩平衡原理可求得x_F，y_F：

$x_F=\frac{x_{\mathrm{\Δ}}(F+\mathrm{\Σ}{p}_i{S}_i)-\mathrm{\Σ}{x}_i{p}_i{S}_i}{F}$

$y_F=\frac{y_{\mathrm{\Δ}}(F+\mathrm{\Σ}{p}_i{S}_i)-\mathrm{\Σ}{y}_i{p}_i{S}_i}{F}$

二是布设位置o_F（x_F，y_F）已知，求临时配重重量F。F由力矩平衡原理求得：

$F=\frac{x_{\mathrm{\Δ}}\·\mathrm{\Σ}{p}_i{S}_i-\mathrm{\Σ}{x}_i{p}_i{S}_i}{x_F-x_{\mathrm{\Δ}}},$ 或 $F=\frac{y_{\mathrm{\Δ}}\·\mathrm{\Σ}{p}_i{S}_i-\mathrm{\Σ}{y}_i{p}_i{S}_i}{x_F-y_{\mathrm{\Δ}}}$

其他施工过程同上一实施例相同。

以上所揭露的仅为本发明的实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的保护范围。

Claims (6)

1.一种大型网格结构非对称整体提升施工方法，其特征在于包括以下步骤：

1)根据非对称支撑的大型网格结构与其支撑结构的相互位置关系确定吊点布设位置，其中所述吊点布设位置的确定原则为：

a、吊点能最大限度地包络所述大型网格结构的平面区域；

b、所述大型网格结构的重心能最大限度地靠近包络区域的形心；

2)在地面安装所述大型网格结构使之成为提升整体；

3)按以下方法调整所述大型网格结构的重心：

以不影响所述大型网格结构在提升过程的安全性和稳定性为前提，将所述大型网格结构未被上述吊点包络的区域中上层的结构部件以散件或小拼单元的形式作为配重固定于所述大型网格结构被上述吊点包络的区域中；

4)提升所述大型网格结构就位并连接固定，安装所述散件或小拼单元到预定位置。

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于在所述第3)步之后还包括在所述吊点包络区域内增加临时配重的步骤，用以进一步地对所述大型网格结构进行重心调整；及在所述第4)步之后将所述临时配重降至地面并拆除的步骤。

3.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于所述临时配重为多点布设。

4.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于所述临时配重为均匀布设。

5.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于所述临时配重为塔吊配重块。

6.根据权利要求1-5中的任一项所述的施工方法，其特征在于在第3)步中所述的配重是以一种易拆卸的方式固定在所述大型网格结构被所述吊点包络的区域中。