CN103696494B - 复杂空间桁架结构的计算机控制液压同步提升施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复杂空间桁架结构的计算机控制液压同步提升施工方法，该方法采用计算机控制液压将内部屋盖桁架与下部吊顶平台系统的组合同步提升，主要施工步骤包括：根据现场条件和设计要求将外围屋盖桁架和内部提升桁架按照拼装次序依次拼装就位；根据设计标高，待内部屋盖结构拼装完成后，整体提升；与外围屋盖进行焊接合拢，对其余屋盖进行拼装，同时拆除提升设备；拆除拼装过程中采用的部分临时胎架结构，在拼装原位进行竖向卸载。本发明克服了钢结构屋盖高空散装焊接量大、精度差和安全风险高的弊端，同时还缩短了施工周期。

Description

复杂空间桁架结构的计算机控制液压同步提升施工方法
技术领域
本发明涉及复杂空间桁架结构技术领域，特别是涉及一种复杂空间桁架结构的计算机控制液压同步提升施工方法。
背景技术
随着钢结构行业日新月异的发展，各种大跨度、大空间会展中心、体育场馆的建筑设计脱颖而出，给钢结构工程安装带来了新的机遇和挑战。由于复杂空间桁架结构的高空散装焊接量大、空间构件拼装精度控制难度大、作业风险大，因此传统的安装技术已很难满足当今会展中心、大型场馆建设的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种复杂空间桁架结构的计算机控制液压同步提升施工方法，以克服高空散装焊接量大，空间构件拼装精度控制难度大，作业风险大等弊端，同时缩短了施工工期。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种复杂空间桁架结构的计算机控制液压同步提升施工方法，将屋盖钢结构分为外围钢结构部分和内部钢结构部分，所述外围钢结构部分划分为屋盖桁架单元和裙边单元，包括以下步骤：
（1）现场拼装：分别将屋盖桁架单元和内部钢结构部分按照拼装次序依次拼装就位；
（2）屋面提升：利用计算机控制液压同步提升技术将内部钢结构部分整体提升至设计标高；
（3）就位补空：将内部钢结构部分与外围钢结构部分的屋盖桁架单元进行焊接合拢，对其余屋盖进行拼装，同时拆除提升设备；
（4）拆撑卸载：拆除拼装过程中采用的部分临时胎架结构，并在拼装原位进行竖向卸载。
所述步骤（2）采用将内部提升屋盖桁架与吊顶平台系统组合提升的方法将内部钢结构部分整体提升至设计标高。
所述步骤（1）和步骤（2）之间还包括采用有限元实现全过程提升模拟的步骤。
所述临时胎架结构为端部加固吊点支架，所述端部加固吊点支架对内部提升桁架端部上弦与下弦的节点采用夹具进行连接，夹具通过两侧的临时角钢实现连接。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：
本发明采用计算机控制液压同步提升施工法，将大部分高空作业转移到地面施工，工作效率提高，工程质量便于控制，施工精度提高，安全风险降低，施工周期相对缩短，减少了吊装过程、临时支撑以及卸载过程变形量对整体结构安装误差的影响，解决了坐标定位及吊装过程、临时支撑以及卸载变形量提前预知的问题，为整个安装过程顺利进行提供了科学依据。
本发明针对结构主桁架提升后变形量大的特点，提出了内部提升屋盖桁架结构与吊顶平台系统组合，提升至设计标高后，与外围桁架进行合拢焊接后再进行拆除的施工方案，加强了整体提升单元的刚度，达到了减小整体挠度的目的。
本发明还提出了一种端部加固吊点支架，此种加固体系解决了传统加固方案桁架端部焊接附加斜向杆件与原结构斜向腹杆空间碰撞的问题。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例提升施工方法的钢结构屋盖示意图；
图2是施工方法顺序图；
图3a是外围屋盖吊装单元划分示意图；
图3b是内部提升部分桁架示意图；
图4a是外围屋盖钢结构组合单元拼装步骤示意图；
图4b是内部提升单元拼装步骤示意图；
图5a是本发明的提升施工方法流程图；
图5b1是本发明一较佳实施例的提升施工方法中步骤501-步骤512的示意图；
图5b2是本发明一较佳实施例的提升施工方法中步骤513-步骤524的示意图；
图6是本发明一较佳实施例的提升施工方法中采用的端部临时加固体系的下吊点结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
图1为本发明一较佳实施例计算机控制液压同步提升施工方法中的钢结构屋盖示意图。整个屋盖钢结构形式非常复杂，上部主体采用空间曲面管桁架结构，钢管采用相贯节点连接，工程建筑高度为29.3m。由于钢结构作业量大，空间构件拼接精度控制难度大，同时工期要求很紧，决定采用整体提升方案。如图2所示，将屋盖钢结构区分为外围钢结构部分和内部钢结构部分，外围钢结构部分包括外围吊装区域和后补吊装区域，其吊装施工顺序由①区到④区依次进行吊装。外围屋盖吊装同时，内部屋盖钢结构区域⑤由中间向两端推进拼装，待外围屋盖钢结构吊装完毕后，对内部屋盖钢结构进行提升。如图3a所示，为外围屋盖吊装单元划分示意图，其中屋盖桁架单元14个，外单元10个；如图3b所示，为内部屋盖提升部分，包括10个主桁架301、302、303、304、305、306、307、308、309和310。
图4a为外围屋盖钢结构组合单元拼装步骤示意图；图4b为内部提升单元拼装步骤示意图。
图5a为本发明的主要施工步骤示意图；如图5b1和图5b2所示，该钢屋盖结构的一较佳实施例的提升施工方法通过以下详细步骤实现：
步骤501：铺设临时支撑，安装第1屋盖桁架单元第一段，同时拼装整体提升部分主桁架305和306榀第一段；
步骤502：安装第1屋盖桁架单元第二段，同时整体拼装整体提升部分主桁架305和306榀第二段；
步骤503：安装第2屋盖桁架单元，同时整体拼装整体提升部分主桁架305和306榀第三段；
步骤504：对第1屋盖桁架单元和第2屋盖桁架单元进行补空，同时拼装整体提升部分主桁架304和305以及306和307榀第一段；
步骤505：安装第3屋盖桁架单元，同时拼装整体提升部分主桁架304和305以及主桁架306和307榀第二段；
步骤506：对第1屋盖桁架单元和第3屋盖桁架单元进行补空，同时拼装整体提升部分主桁架304和305以及主桁架306和307榀第三段；
步骤507：铺设临时支撑，安装第4屋盖桁架单元，同时拼装整体提升部分主桁架303和304以及主桁架307和308榀第一段；
步骤508：对第2屋盖桁架单元和第4屋盖桁架单元进行补空，同时拼装整体提升部分主桁架303和304以及主桁架307和308榀第二段；
步骤509：铺设临时支撑，安装第5屋盖桁架单元，同时拼装整体提升部分主桁架303和304以及主桁架307和308榀第三段；
步骤510：对第4屋盖桁架单元和第5屋盖桁架单元进行补空，同时拼装整体提升部分主桁架302和303以及主桁架308和309榀第一段；
步骤511：架设辅助支杆，安装第6屋盖桁架单元，同时拼装整体提升部分主桁架302和303以及主桁架308和309榀第二段；
步骤512：架设辅助支杆，安装第7屋盖桁架单元，并对第6屋盖桁架单元和第7屋盖桁架单元进行补空，安装第2屋盖桁架单元和第4屋盖桁架单元的边部裙边，同时拼装整体提升部分主桁架302和303以及主桁架308和309榀第三段；
步骤513：架设辅助支杆，安装第8屋盖桁架单元，并对第6屋盖桁架单元和第8屋盖桁架单元间进行补空，安装第3屋盖桁架单元和第5屋盖桁架单元的边部裙边，同时拼装整体提升部分主桁架301和302以及309和310榀第一段；
步骤514：架设辅助支杆，安装第9屋盖桁架单元，并对第8屋盖桁架单元和第9屋盖桁架单元间进行补空，安装第6屋盖桁架单元的边部裙边，同时拼装整体提升部分主桁架301和302以及309和310榀第二段；
步骤515：架设辅助支杆，安装第10屋盖桁架单元，并对第7屋盖桁架单元和第10屋盖桁架单元间进行补空，安装第8屋盖桁架单元和第9屋盖桁架单元的边部裙边，同时结束整体提升部分拼装；
步骤516：架设辅助支杆，安装第10屋盖桁架单元，并对第7屋盖桁架单元和第10屋盖桁架单元间进行补空，安装第8盖桁架单元和第9盖桁架单元，同时结束整体提升部分拼装；
步骤517：利用计算机控制液压同步提升技术将整体提升部分提升到位，对接整体提升部分和外圈屋盖；
步骤518：铺设临时支撑，安装第11屋盖桁架单元；
步骤519：铺设临时支撑，安装第12屋盖桁架单元，对第11屋盖桁架单元和整体提升单元间进行补空；
步骤520：铺设临时支撑，安装第13屋盖桁架单元，对第12屋盖桁架单元和整体提升单元间进行补空；
步骤521：铺设临时支撑，安装第14屋盖桁架单元，对13屋盖桁架单元和整体提升单元间进行补空；
步骤522：对第14屋盖桁架单元和整体提升单元间进行补空；
步骤523：安装第13屋盖桁架单元和第14屋盖桁架单元的边部裙边；
步骤524：安装第11屋盖桁架单元和第12屋盖桁架单元的边部裙边，拆除临时支撑，对屋盖进行卸载，上部屋盖安装结束。
不难发现，采用计算机控制液压同步提升施工法，将大部分高空作业转移到地面施工，工作效率提高，工程质量便于控制，施工精度提高，安全风险降低，施工周期相对缩短，减少了吊装过程、临时支撑以及卸载过程变形量对整体结构安装误差的影响，解决了坐标定位及吊装过程、临时支撑以及卸载变形量提前预知的问题，为整个安装过程顺利进行提供了科学依据。
图6为本发明一较佳实施例的提升施工方法中采用的端部临时加固体系结构示意图，该体系在内部提升桁架端部上弦与下弦的节点采用夹具进行连接，上下夹具通过两侧的临时角钢进行连接，以避开与原有斜向腹杆的空间碰撞。
本发明采用计算机进行全过程进行动态模拟跟踪分析，根据计算机的模拟数据，钢结构屋盖组装、提升、合拢、卸载全过程的数据均未出现异常情况，整个钢结构拼装质量合格率达到100%，各项指标均满足设计要求。

Claims (3)

1.一种复杂空间桁架结构的计算机控制液压同步提升施工方法，其特征在于，将屋盖钢结构分为外围钢结构部分和内部钢结构部分，所述外围钢结构部分划分为屋盖桁架单元和裙边单元，包括以下步骤：
(1)现场拼装：分别将屋盖桁架单元和内部钢结构部分按照拼装次序依次拼装就位；
(2)屋面提升：利用计算机控制液压同步提升技术将内部钢结构部分整体提升至设计标高；具体为，采用将内部提升屋盖桁架与吊顶平台系统组合提升的方法将内部钢结构部分整体提升至设计标高；
(3)就位补空：将内部钢结构部分与外围钢结构部分的屋盖桁架单元进行焊接合拢，对其余屋盖进行拼装，同时拆除提升设备；
(4)拆撑卸载：拆除拼装过程中采用的部分临时胎架结构，并在拼装原位进行竖向卸载。
2.根据权利要求1所述的复杂空间桁架结构的计算机控制液压同步提升施工方法，其特征在于，所述步骤(1)和步骤(2)之间还包括采用有限元实现全过程提升模拟的步骤。
3.根据权利要求1所述的复杂空间桁架结构的计算机控制液压同步提升施工方法，其特征在于，所述临时胎架结构为端部加固吊点支架，所述端部加固吊点支架对内部提升桁架端部上弦与下弦的节点采用夹具进行连接，夹具通过两侧的临时角钢实现连接。
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