CN107090932A - 基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法，包括如下步骤：于主体结构的顶部施工一环形闭合的环梁基础；于所述环梁基础上安装支撑座；于所述主体结构的顶部布设支撑体系；单榀拱桁架呈局部区域下陷的不规则形状；对所述单榀拱桁架进行分段形成多段桁架单元；从下至上的两两对称安装所述桁架单元；将相邻的两个单榀拱桁架通过连接杆连接在一起形成屋盖结构；以及卸载支撑体系。采用两两对称安装的方式，使得安装的桁架单元对支撑体系的荷载均衡，通过连接杆连接成一个整体，形成稳定的整体受力结构，能够避免不规则形状的拱桁架的受力不均匀及应力集中的问题。

Description

基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法

技术领域

本发明涉及拱桁架屋盖的施工领域，特指一种基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法。

背景技术

目前空间结构在世界范围内得到迅猛发展，在众多空间结构中，拱形钢桁架与其它建筑材料诸如混凝土、砖石和空间构件相比，具有以下特点：1)、强度高，用料少，施工周期短，跨越能力大，集受力、维护功能于一身，特别适用于跨度大或荷载很大的构件和结构。2)、钢材还具有塑性和韧性好的特点，塑性好，结构在一般条件下不会因超载而突然断裂；韧性好，结构对动力荷载的适应性强。良好的吸能能力和延性还使钢结构具有优越的抗震性能。3)、钢材内部组织比较接近于匀质和各向同性，而且在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的。因此，钢结构的实际受力情况和工程力学计算结果比较符合。4)、钢结构制造简便，施工周期短。近年来，我国的工程实践表明，它具有显著的技术经济效益和社会效益，具有广阔的发展前景，将成为轻钢结构的重要发展方向之一。

中国在先专利(申请号为201220573374.9，发明创造名称为大跨度拱形钢桁架结构)公开了一种大跨度拱形钢桁架结构，其克服现有大跨度拱形钢桁架的结构存在的刚度和挠度不够的问题，使得拱形钢桁架可以在提高杆件应力比、减少钢结构工程造价投资方面提供新的设计方案。但该在先专利中的大跨度拱形钢桁架结构为标准的弧形状结构，其结构形式的受力均匀且稳定。对于非标准形状的拱桁架的施工来说，比如具有局部区域下陷的不规则起伏状的拱桁架的施工，因结构的受力不均匀且在施工过程中易出现局部应力集中的现象，所以对于不规则形状的拱桁架的施工就无法借鉴上述在先专利公开的技术方案，而不规则起伏状的拱桁架屋顶具有良好的美观效果，能够展现出艺术美感，所以，亟需提出一种适用于不规则起伏状的拱桁架的施工方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法，解决不规则形状的拱桁架存在的应力集中及受力不均匀而造成施工难度大的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法，包括如下步骤：

于主体结构的顶部施工一环形闭合的环梁基础；

于所述环梁基础上安装支撑座；

于所述主体结构的顶部布设支撑体系；

预拼装单榀拱桁架，所述单榀拱桁架呈局部区域下陷的不规则形状；对所述单榀拱桁架进行分段形成多段桁架单元；

安装单榀拱桁架，从下至上的两两对称安装所述桁架单元，安装时将位于下部的桁架单元与对应的支撑座固定连接，将桁架单元与对应的支撑体系连接；

在安装单榀拱桁架时，将相邻的两个单榀拱桁架通过连接杆连接在一起形成屋盖结构；以及

在所有单榀拱桁架安装完成后卸载所述支撑体系。

在对不规则形状的拱桁架进行安装时，采用两两对称安装的方式，使得安装的桁架单元对支撑体系的荷载均衡，使得安装好的结构整体稳定性强，且安装好的单榀拱桁架两两间通过连接杆连接成一个整体，形成稳定的整体受力结构，能够避免不规则形状的拱桁架的受力不均匀及应力集中的问题。

本发明基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法的进一步改进在于，安装单榀拱桁架时还包括：在安装完成第一段桁架单元时，对所述第一段桁架单元进行加固处理，包括：

对支撑连接所述第一段桁架单元的支撑体系进行斜撑加固；

提供支撑杆，将所述支撑杆支撑连接在所述第一段桁架单元的上弦杆和相邻近的支撑体系之间，所述支撑杆设于所述第一段桁架单元的上弦杆的两侧。

本发明基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法的进一步改进在于，安装单榀拱桁架时还包括：

在安装第一榀拱桁架的第二段桁架单元的同时，左右对称的推进安装第二榀拱桁架、第三榀拱桁架、第四榀拱桁架以及第五榀拱桁架：

于第一榀拱桁架的第一段桁架单元两侧对称安装第二榀拱桁架和第三榀拱桁架的第一段桁架单元，并将第二榀拱桁架的第一段桁架单元和第一榀拱桁架的第一段桁架单元通过水平杆连接固定，将第三榀拱桁架的第一段桁架单元和第一榀拱桁架的第一段桁架单元通过水平杆连接固定；

于第二榀拱桁架的外侧和第三榀拱桁架的外侧对称安装第四榀拱桁架和第五榀拱桁架的第一段桁架单元，并将第四榀拱桁架的第一段桁架单元和第二榀拱桁架的第一段桁架单元通过水平杆连接固定，将第五榀拱桁架的第一段桁架单元和第三榀拱桁架的第一段桁架单元通过水平杆连接固定，从而形成了五榀连体的稳定受力结构。

本发明基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法的进一步改进在于，还包括安装防屈曲支撑：

于所述主体结构的顶部固设销轴支座；

提供防屈曲支撑杆，将所述防屈曲支撑杆斜向设置，将所述防屈曲支撑杆的一端与所述销轴支座可转动地连接以调节所述防屈曲支撑杆的支撑方向，另一端与对应的单榀拱桁架的节点固定连接。

本发明基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法的进一步改进在于，还包括：

提供插缝杆，对安装完成的单榀拱桁架间位于高层的拱桁架的下弦杆与位于低层的拱桁架的上弦杆通过插缝杆拉结连接，从而加强单榀拱桁架间的连接强度。

本发明基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法的进一步改进在于，于所述主体结构的顶部布设支撑体系，包括：

提供格构柱，将所述格构柱布设于所述主体结构的顶部并形成外圈格构柱和内圈格构柱，对每个格构柱施工斜向支撑；

将所述外圈格构柱通过连接架连接成整体；

将所述内圈格构柱通过连接架连接成整体；

将所述外圈格构柱和所述内圈格构柱通过连接架连接成整体。

本发明基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法的进一步改进在于，预拼装单榀拱桁架，包括：

提供上弦杆和下弦杆，将所述上弦杆和所述下弦杆平行的置于胎架上；

于所述上弦杆和所述下弦杆的端部处安装连接耳板；

提供腹杆，将所述腹杆支撑连接于所述上弦杆和所述下弦杆之间；

在拼装单榀拱桁架时，三段桁架单元一起连续在胎架上进行拼装，完成第三段桁架单元的拼装后，将第一段桁架单元吊走以进行安装，再拼接下一段桁架单元直至完成所述单榀拱桁架的拼装。

本发明基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法的进一步改进在于，安装单榀拱桁架时，相邻的两段桁架单元间对接连接，相邻的两段桁架单元中的一个桁架单元的下弦杆上固设有管口托板，通过所述管口托板承托连接另一个桁架单元的下弦杆，相邻的两段桁架单元中的一个桁架单元的上弦杆内固设有管口插板，通过所述管口插板插设连接另一个桁架单元的上弦杆，从而实现了相邻的两段桁架单元间的对接连接。

本发明基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法的进一步改进在于，安装桁架单元时，采用三点吊装的方法吊装桁架单元，包括：

于所述桁架单元的中部连接塔吊进行吊装；

于所述桁架单元的上部设置第一手拉葫芦进行吊装；

于所述桁架单元的下部设置第二手拉葫芦进行吊装，通过调节所述第一手拉葫芦和所述第二手拉葫芦的吊装状态，使得所述桁架单元调整就位。

本发明基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法的进一步改进在于，卸载所述支撑体系，包括：

从所述单榀拱桁架的中心向两侧依序卸载所述支撑体系，卸载的过程中采用同步等距的方式进行。

附图说明

图1为本发明基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法所形成的屋盖结构的示意图。

图2为本发明基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法中所形成的一个山形拱结构的示意图。

图3为本发明基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法中拱桁架和支撑体系的结构示意图。

图4为本发明基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法中一拱桁架的侧视图。

图5为本发明基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法中另一拱桁架的侧视图。

图6为本发明基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法中位于端部的拱桁架的侧视图。

图7为本发明基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法中拱桁架拼装过程的结构示意图。

图8和图9为本发明基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法中拱桁架拼装过程的分解结构示意图。

图10为本发明基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法中单榀拱桁架拼装完成后的结构示意图。

图11为本发明基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法中单榀拱桁架的根部结构示意图。

图12为本发明基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法中单榀拱桁架的根部安装结构示意图。

图13为本发明基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法中单榀拱桁架上一连接节点处的结构示意图。

图14为本发明基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法中防屈曲支撑的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法，该施工方法所形成的钢结构屋盖形状为三个壳体错层的山形拱桁架结构，且在三个拱桁架结构的下部设置有平面交叉桁架，形成了云状屋盖结构。三个拱桁架结构由多个单榀拱桁架连接而成，且每榀拱桁架中间最高分别向两侧依次递减，单榀拱桁架上局部区域下陷形成了不规则的起伏状，从而所形成的山形的拱桁架结构为具有不规则起伏的山形状。这样的不规则钢结构屋盖形状，由于结构的不规整使得结构受力不均衡，从而增加了拼装的施工难度，现有的规则的弧形拱桁架自身的稳定性较好，故其在拼装时不会产生应力的不均等现象。本发明的施工方法用于施工具有不规则起伏状的拱桁架，能够解决拱桁架拼装过程中结构不稳定、易倾倒的问题，使得拼装形成的钢结构屋盖具有较高的稳定性和安全性，且具有良好的美观效果。下面结合附图对本发明基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法进行说明。

如图1所示，显示了屋盖结构20的效果图，其具有三个壳体错层的拱桁架27，每一拱桁架27为具有不规则起伏状的山形结构。本发明提供的施工方法用于施工形成拱桁架27，本发明的基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法包括如下步骤：

结合图2、图3和图12所示，在主体结构10的顶部施工一环形闭合的环梁基础21，环梁基础21预埋在主体结构10内，该环梁基础21为拱桁架27的安装提供了基础；接着于环梁基础21上安装支撑座23；接着于主体结构10的顶部布设支撑体系25，利用支撑体系25对后续拼接的拱桁架27提供临时支撑作用；接着预拼装单榀拱桁架271，结合图4和图5所示，显示了两个单榀拱桁架271的结构，单榀拱桁架271呈局部区域下陷的不规则形状，在预拼装单榀拱桁架271时，对单榀拱桁架271进行分段形成多段桁架单元272，图4和图5中所示将单榀拱桁架271分成五段桁架单元，在安装单榀拱桁架271时，从下至上两两对称安装桁架单元272，结合图8和图10所示，先安装第一段桁架单元272a，再安装第二段桁架单元272b，在安装第一段桁架单元272a时，同时对称安装第五段桁架单元272e，安装第二段桁架单元272b的同时对称安装第四段桁架单元272d，而后安装第三段桁架单元272c，从而形成了单榀拱桁架271。利用两两对称安装的方式，使得安装的桁架单元272对主体结构10和支撑体系25的受力均匀，能够保证安装时的结构稳定性，确保施工安全。安装时将位于下部的桁架单元272与对应的支撑座23固定连接，将桁架单元272与对应的支撑体系25连接，利用支撑座23固定单榀拱桁架271的根部，在安装每段桁架单元272时，将桁架单元272与对应的支撑体系25固定连接，利用支撑体系25为桁架单元272提供有力的支撑。结合图7所示，在安装单榀拱桁架271时，将相邻的两个单榀拱桁架271通过连接杆31连接在一起形成屋盖结构20，安装的过程就将相邻的单榀拱桁架271通过连接杆31连接在一起，提高了单榀拱桁架271之间的结构稳定性，从而加大了屋盖结构20的结构稳定性和牢固强度。接着在所有单榀拱桁架271安装完成后，屋盖结构20形成了完整的受力整体，将支撑体系25卸载并拆除。

作为本发明的一较佳实施方式，结合图12所示，在预埋环梁基础21时，选用劲性工字钢梁作为环梁基础21，提前对钢梁进行测量、放线、定位，吊装后首先将首节钢梁放置于预先设置好的永久支托上，并进行微调，待控制坐标吻合后慢慢松钩。将永久支托与钢梁焊接固定。接着进行第二段钢梁的吊装，利用与前一段钢梁上的组装孔，进行端部定位，并焊接固定，依次进行下段安装直至环形闭合。在钢梁吊装前，于钢梁上设定的而为之装设连接耳板211，连接耳板211在钢梁21上生根，连接耳板211的底部固设有加劲肋212，利用加劲肋212夹设在钢梁21的两侧并与钢梁21固定连接，使得连接耳板211与钢梁21紧固连接，形成稳固的受力结构。进一步地，在环梁基础21上安装支撑座23时，支撑座23通过第一预埋钢骨231在环梁基础21上生根，该第一预埋钢骨231安装在连接耳板211上，且第一预埋钢骨231可以倾斜安装，也可以竖直安装，根据支撑座23的状态进行选择，当支撑座23为倾斜时第一预埋钢骨231设置为倾斜状，当支撑座23为竖直时第一预埋钢骨231为竖直状。第一预埋钢骨231固定连接在连接耳板211上，在第一预埋钢骨231上固设有第一连接板232，该第一连接板232作为埋板用于连接配筋233，配筋233围绕第一预埋钢骨231设置，通过配筋233将第一预埋钢骨231锚固并埋设在主体结构10内，第一预埋钢骨231为工字钢，翼缘板的表面设置有增强锚固强度的栓钉，第一预埋钢骨231的腹板所在的平面与后续安装在支撑座23上的单榀拱桁架271的拱平面重合，能够起到良好传递并承受单榀拱桁架271的荷载，能够保证单榀拱桁架271的结构稳定性。在安装第一预埋钢骨231时应重点控制尺寸有四个，分别是埋板的中心坐标、第一预埋钢骨中心线同钢梁的连接耳板交点与支撑座中心之间连线与连接耳板上表面夹角、拱桁架的安装座中心线与钢梁中心线之间的距离以及埋板的水平度，该水平度不应大于3mm。

作为本发明的另一较佳实施方式，如图3、图8至图10所示，在主体结构的顶部布设支撑体系25包括：提供格构柱，将格构柱布设在主体结构的顶部并形成外圈格构柱251和内圈格构柱252，对每个格构柱施工斜向支撑以提高格构柱的稳定性，并将外圈格构柱251通过连接架连接成整体，将内圈格构柱252通过连接架连接成整体，将外圈格构柱251和内圈格构柱252通过连接架连接成整体，这样就形成了整体性的支撑体系25，支撑体系25为一个稳定的整体结构，具有较高得支护稳定性。格构柱的高度可根据支撑位置的实际情况进行选择，在格构柱上设有支座，用于连接单片拱桁架。格构柱的主肢采用圆钢管，斜缀条和横缀条采用角钢。连接格构柱的连接架为单片桁架结构，在成排设置的格构柱之间设置横向的连接架，用于保持格构柱的稳定性。为保证格构柱的稳定，防止支撑过程中受到碰撞及结构本身侧向力过大导致结构不稳，格构柱增加斜向支撑，并且部分高大格构柱采用缆风绳固定。斜向支撑采用无缝钢管，上下端均采用钢锚栓铰接，无缝钢管的上端与格构柱的顶部相连，下端与主体结构上的预埋件相连，在无缝钢管和格构柱之间设置两道连接撑。为保证格构柱支撑在施工过程中的侧向稳定性并增加其安全性，所有格构柱支撑全部设置揽风绳，揽风绳一端固定在格构柱顶部上，提前在土建楼板梁柱上预埋固定埋件，将缆风绳另一段固定在土建结构梁柱上。

作为本发明的又一较佳实施方式，结合图7所示，在预拼装单榀拱桁架271时包括：提供上弦杆2721和下弦杆2722，将上弦杆2721和下弦杆2722平行的置于胎架上，该胎架置于拼装面上，拼装面可以是地面也可以是混凝土支撑面或者楼板面，在上弦杆2721和下弦杆2722的端部处安装连接耳板，该连接耳板用于拼装单榀拱桁架271时连接相邻的两个桁架单元272，提供腹杆2723，将腹杆2723支撑连接在上弦杆2721和下弦杆2722之间，该腹杆2723可以为水平设置，也可以为倾斜设置；在拼装单榀拱桁架271时，三段桁架单元一起连续在胎架上进行拼装，完成第三段桁架单元的拼装后，将第一段桁架单元吊走以进行安装，再拼装下一段桁架单元直至完成单榀拱桁架271的拼装。单榀拱桁架的拼装过程中，拼装上弦杆2721和下弦杆2722时，将节点吊至相应的位置，通过挂锤线与平台上的吻合度以确保节点端口和牛腿控制点的x、y坐标，对z坐标采用全站仪控制，对于偏差使用胎架上的微调装置进行微调，确保节点端口和牛腿的坐标值符合要求。确定预拼装准确无误后，对每个预拼装节头处作好安装标记，然后再在圆管上焊接安装耳板。拼装腹杆2723时，待节点放置到位后，将钢管吊至胎架上，调整钢管的角度，确保钢管的牛腿控制点与平台投影点的吻合，然后用临时卡马或连接板临时固定。检查对接口的间隙、错边等情况，对于符合要求的，焊上安装连接板并做好安装标记，对于超差的进行相应的处理，确保现场顺利安装。根据场地情况，胎架在拼装过程中按照构件的吊装就位顺序进行安装。采用三段连拼，用同样的方法在一个大平台上将三段单元进行拼装，三段连续拼装完成后，吊走第一段，将剩余的两段同后续的一段再进行预拼装，再下胎吊走此次的第一段，如此往复循环，直至一榀桁架全部分段参与到拼装过程中，最后三段连续下胎。验收合格后用100t汽车吊主吊，75t汽车吊辅助将第一段桁架吊装至平板车上转运至所需塔吊下方进行安装，脱离胎架前应将桁架端部利用同腹杆一样大的圆管，连接于桁架端部将桁架临时固定，方便翻身、转运。利用三段连拼能够确保拼装的单榀拱桁架的结构精度，因采用对称安装的方式，所以在拼装单榀拱桁架时，若拼装场地足够大，可选择将单榀拱桁架一体拼装成型，然后在两两吊装，若场地不够大时，可选择三段连拼，在全部拼好后，再两两对称安装。

进一步地，在安装桁架单元272时，采用三点吊装的方法吊装桁架单元，包括：于桁架单元的中部连接塔吊进行吊装；于桁架单元的上部设置第一手拉葫芦进行吊装；于桁架单元的下部设置第二手拉葫芦进行吊装，通过调节第一手拉葫芦和第二手拉葫芦的吊装状态，使得桁架单元调整就位。由于拱桁架的高度差较大，吊装桁架单元时，需要在桁架单元两头设置手拉葫芦对桁架单元进行调整，在调整时，上端的手拉葫芦收紧使得桁架单元抬头，下端的手拉葫芦放松使得下端更低，将桁架单元调整到安装就位状态。桁架单元中心不能高过桁架单元的绑扎点，以免引起桁架单元空中翻滚，桁架单元起吊前必须确定中心部位，钢丝绳长度，夹角以及钢丝绳直径要满足安全适用要求。

更进一步地，安装单榀拱桁架271时还包括：结合图8所示，在安装完成第一段桁架单元272a时，对第一段桁架单元272a进行加固处理，包括：对支撑连接第一段桁架单元272a的支撑体系25进行斜撑加固；提供支撑杆，将支撑杆支撑连接在第一段桁架单元272a的上弦杆2721和相邻近的支撑体系25之间，支撑杆设于第一段桁架单元272a的上弦杆2721的两侧。在安装拱桁架结构27时，从中间向两端进行安装，第一个单榀拱桁架271安装时，其平面外稳定性较差，所以必须对其进行有效的加固。所以在安装第一段桁架单元272时，对第一段桁架单元272处的支撑体系25进行加固，先用横向水平支撑将格构柱与周边的格构柱进行有效连接，形成一个稳固体，并且在格构柱上用斜撑进行有效固定。再利用支撑杆将第一段桁架单元272的上弦杆与两侧的格构柱连接，形成三角形加固结构，受力更为稳定。第一段桁架单元272的下弦杆与对应的格构柱固定连接。

再进一步地，安装单榀拱桁架271时还包括：如图7至图10所示，安装第一榀拱桁架的第二段桁架单元272b的同时，左右对称的推进安装第二榀拱桁架、第三榀拱桁架、第四榀拱桁架以及第五榀拱桁架：

于第一榀拱桁架的第一段桁架单元272a两侧对称安装第二榀拱桁架和第三榀拱桁架的第一段桁架单元，并将第二榀拱桁架的第一段桁架单元和第一榀拱桁架的第一段桁架单元通过水平杆31连接固定，将第三榀拱桁架的第一段桁架单元和第一榀拱桁架的第一段桁架单元通过水平杆31连接固定；

于第二榀拱桁架的外侧和第三榀拱桁架的外侧对称安装第四榀拱桁架和第五榀拱桁架的第一段桁架单元，并将第四榀拱桁架的第一段桁架单元和第二榀拱桁架的第一段桁架单元通过水平杆31连接固定，将第五榀拱桁架的第一段桁架单元和第三榀拱桁架的第一段桁架单元通过水平杆31连接固定，从而形成了五榀连体的稳定受力结构。利用水平杆31实现多榀拱桁架进行的拉结连接，保持了已安装结构的稳定性，五榀拱桁架在拼装时形成一个稳定整体，能够保证安装过程稳定有序的进行，在五榀拱桁架的第一段桁架结构安装完成时，第一榀拱桁架的第二段桁架结构也安装好了，此时同时安装其余四榀拱桁架的第二段桁架单元和第一榀拱桁架的第三段桁架单元。为提高多榀拱桁架间的结构稳定性，设置斜向支撑杆34，利用斜向支撑杆34拉结多榀拱桁架，该斜向支撑杆34呈交叉状设置。

如图6所示，端部的拱桁架271为门式结构，全部杆件需要散件安装。在拱桁架的安装过程中，采用轴线控制法进行测量。由于结构复杂，拱桁架呈不同倾斜角度倾斜安装，从而给测量控制带来了很大困难。调整顺序整体要按照先调整直立箱型钢柱，再进行倾斜钢管的调整，先外侧后内侧。拱桁架进场后，立即组织测量人员在钢管的两侧中线，在从柱顶口沿两条中线方向下反1000mm，标示出交点，作为调整钢柱控制点。拱桁架吊装前将带十字线的反光贴片贴在钢柱控制点上，吊装时要保护贴片不能被破坏。安装之前，确定两个便于测量的控制点，并将这两个控制点保护好。拱桁架吊装后，用全站仪分别调整拱桁架的两个方向，直至将斜柱调整到位。拱桁架复核。为了严格控制拱桁架定位，除用上述方法进行安装定位外，尚需要进行复核，测量采用空间三维坐标的方法进行。将圆管定位反光贴引至管轴线表面，形成测量转换点，以便钢拱连接后，便于钢拱的安装精度复核。

又进一步地，安装单榀拱桁架271时，相邻的两端桁架单元间对接连接，相邻的两段桁架单元中的一个桁架单元的下弦杆上固设有管口托板，通过管口托板承托连接另一个桁架单元的下弦杆，相邻的两段桁架单元中的一个桁架单元的上弦杆内固设有管口插板，通过管口插板插设连接另一个桁架单元的上弦杆，从而实现了相邻的两段桁架单元间的对接连接。

如图11和图12所示，单榀拱桁架271的根部处的上弦杆2721和下弦杆2722的连接处设置有第一竖向板2724和第二竖向板2725，第一竖向板2724用于安装拱桁架，该第一竖向板2724安装于支撑座23上，且为可转动的安装，通过转动调节安装位置使得安装精确。第二竖向板2725的设置用于提高第一竖向板2724的结构强度。如图13所示，单榀拱桁架271的连接节点处设置有拼接板2726，下弦杆2722上连接腹杆2723安装在拼接板2726上，连接杆31也安装在拼接板2726上，斜向支撑杆34也安装在拼接板2726上，每一构件内在靠近拼接板2726的位置处均设置有加强板，加强板可封堵于构件的连接端部，一方面提高结构强度，另一方面能够使得应力传递均匀，避免连接处的集中受力。

作为本发明的再一较佳实施方式，还包括安装防屈曲支撑：如图14所示，于主体结构10的顶部固设销轴支座331；提供防屈曲支撑杆33，将防屈曲支撑杆33斜向设置，将防屈曲支撑杆33的一端与销轴支座331可转动地连接以调节防屈曲支撑杆33的支撑方向，另一端与对应的单榀拱桁架的节点固定连接。防屈曲支撑杆33通过十字板固定连接在单榀拱桁架的节点处，较佳设置在第一段桁架单元和第二段桁架单元的连接处。防屈曲支撑杆33的销轴支座331通过第二预埋钢骨332连接在环梁基础21上，并且埋设在主体结构10内，第二预埋钢骨332的四周围绕设置有配筋334，通过配筋334锚固在主体结构10内，在第二预埋钢骨332上设置有第二连接板333，第二连接板333为埋板用于连接配筋334。

在单榀拱桁架拼装完成后，由于每榀拱桁架间的高度不同，在拱桁架之间形成了高低差，进一步提高拱桁架结构的稳定性，还包括：提供插缝杆，对安装完成的单榀拱桁架间中位于高层的拱桁架的下弦杆与位于低层的拱桁架的上弦杆通过插缝杆拉结连接，从而加强单榀拱桁架间的连接强度。插缝杆呈水平设置，且穿插设置在相邻的两榀拱桁架间，提高了拱桁架整体的结构稳定性。

在完成拱桁架的安装后，待拱桁架结构形成稳定的整体后，卸载支撑体系，包括：从单榀拱桁架的中心向两侧依序卸载支撑体系，卸载的过程中采用同步等距的方式进行。

先进行卸载准备：进行卸载时的工况分析和对比分析，选择合理的卸载顺序，确定卸载流程。检查屋面钢屋盖拱、水平系杆及屈曲支撑等安装、焊接是否全部合格，确保屋面系统形成一个完整的整体。进行安装作业面上的各种清理工作，包括安装时措施件、遗留物等，防止卸载时高空坠物。进行支撑胎架的编号工作，明确每个支撑胎架的作业队伍和卸载过程。在三个单体进行测点布置，以便在卸载过程中对结构变形量进行测量，保证卸载在可控范围内进行。

卸载流程：三个单体的格构柱支撑从钢屋盖中央桁架从跨中向支座的顺序进行卸载，在拆除支撑胎架时，由于先拆除跨中处支撑胎架，且跨中又对位移较为敏感，故分批拆除时密切检测桁架变形和位移，逐步分析，确保过程安全可控。

预卸载：为能够进一步了解承重结构的变化情况，在卸载前一天进行预卸载，千斤顶行程5mm，预卸载完毕后对卸载部位承重架的变化情况，结构焊缝的质量情况及屋盖挠度的变化情况进行一次全面的检查。各项检查合格无误后，才可进行正式卸载。

卸载控制和监测：卸载时采用同步等距的方法，每次卸载行程为5mm，事先要在千斤顶附近设置间距为5mm的立杆，卸载时统一指挥操作人员每次下降一格。

卸载做到同步性，且在一个行程完毕后，各个工位操作人员应该通知指挥员。监测确认监测杆件应力、位移无异常后，通知总指挥，再统一进行下一个行程的卸载。

支撑拆除：钢梁安装完成验收合格后将格构柱进行拆除，拆除时从预留洞口用塔吊将格构柱转运至外部，钢结构堆场，然后由平板车运走。

在移除支撑体系后，可在主体结构的顶部浇筑楼顶板，利用楼顶板将支撑座和拱桁架的根部一起锚固，从而加固了屋盖结构的基础，保证了屋盖结构的安全性和稳定性。

本发明施工方法的有益效果为：

本发明技术应用于三壳体错层拱桁架及平面交叉桁架组成的连体空间结构的薄壁拱桁架施工，三个山形屋盖由三榀联系桁架相互连接。单壳由20～32榀间距为3m的单方向片状管式拱桁架相连而成，中间最高分别向两侧依次递减，上层桁架下弦与下层桁架上弦通过系杆连接，局部拱桁架区域下陷，构成不规则起伏状。

受限于平面钢拱桁架结构的特性以及后续工序的高精度要求，采取反光片将轴线定位在圆管表面，为后续轴线测量复核提供条件，确保安装精度。

明确钢桁架安装顺序，平面单榀拱从中间往两侧对称推进，起步拱安装5榀形成稳定体系后合拢首拱，解决的平面钢拱结构不稳定、易倾倒的问题。

每段钢拱采用上下葫芦吊、中间固定的吊装措施，有效调节钢拱吊装角度，解决高度调节困难、耗时长的难题，提高工效。

采用格构柱作为桁架支撑体系，而非满堂支撑架，能够更加快速有效的设置和拆除支撑体系，避免搭设和拆除的人工费，同时能够缩短工期，大大降低成本，提高经济效益。

对连体空间结构实行单壳同步卸载，先卸载变形较大区域、次卸载变形较小区域。合理的卸载过程保证了结构的安全和稳定。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

于主体结构的顶部施工一环形闭合的环梁基础；

于所述环梁基础上安装支撑座；

于所述主体结构的顶部布设支撑体系；

预拼装单榀拱桁架，所述单榀拱桁架呈局部区域下陷的不规则形状；对所述单榀拱桁架进行分段形成多段桁架单元；

安装单榀拱桁架，从下至上的两两对称安装所述桁架单元，安装时将位于下部的桁架单元与对应的支撑座固定连接，将桁架单元与对应的支撑体系连接；

在安装单榀拱桁架时，将相邻的两个单榀拱桁架通过连接杆连接在一起形成屋盖结构；以及

在所有单榀拱桁架安装完成后卸载所述支撑体系。

2.如权利要求1所述的基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法，其特征在于，安装单榀拱桁架时还包括：在安装完成第一段桁架单元时，对所述第一段桁架单元进行加固处理，包括：

对支撑连接所述第一段桁架单元的支撑体系进行斜撑加固；

提供支撑杆，将所述支撑杆支撑连接在所述第一段桁架单元的上弦杆和相邻近的支撑体系之间，所述支撑杆设于所述第一段桁架单元的上弦杆的两侧。

3.如权利要求1所述的基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法，其特征在于，安装单榀拱桁架时还包括：

在安装第一榀拱桁架的第二段桁架单元的同时，左右对称的推进安装第二榀拱桁架、第三榀拱桁架、第四榀拱桁架以及第五榀拱桁架：

于第一榀拱桁架的第一段桁架单元两侧对称安装第二榀拱桁架和第三榀拱桁架的第一段桁架单元，并将第二榀拱桁架的第一段桁架单元和第一榀拱桁架的第一段桁架单元通过水平杆连接固定，将第三榀拱桁架的第一段桁架单元和第一榀拱桁架的第一段桁架单元通过水平杆连接固定；

于第二榀拱桁架的外侧和第三榀拱桁架的外侧对称安装第四榀拱桁架和第五榀拱桁架的第一段桁架单元，并将第四榀拱桁架的第一段桁架单元和第二榀拱桁架的第一段桁架单元通过水平杆连接固定，将第五榀拱桁架的第一段桁架单元和第三榀拱桁架的第一段桁架单元通过水平杆连接固定，从而形成了五榀连体的稳定受力结构。

4.如权利要求1所述的基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法，其特征在于，还包括安装防屈曲支撑：

于所述主体结构的顶部固设销轴支座；

提供防屈曲支撑杆，将所述防屈曲支撑杆斜向设置，将所述防屈曲支撑杆的一端与所述销轴支座可转动地连接以调节所述防屈曲支撑杆的支撑方向，另一端与对应的单榀拱桁架的节点固定连接。

5.如权利要求1所述的基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法，其特征在于，还包括：

提供插缝杆，对安装完成的单榀拱桁架间位于高层的拱桁架的下弦杆与位于低层的拱桁架的上弦杆通过插缝杆拉结连接，从而加强单榀拱桁架间的连接强度。

6.如权利要求1所述的基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法，其特征在于，于所述主体结构的顶部布设支撑体系，包括：

提供格构柱，将所述格构柱布设于所述主体结构的顶部并形成外圈格构柱和内圈格构柱，对每个格构柱施工斜向支撑；

将所述外圈格构柱通过连接架连接成整体；

将所述内圈格构柱通过连接架连接成整体；

将所述外圈格构柱和所述内圈格构柱通过连接架连接成整体。

7.如权利要求1所述的基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法，其特征在于，预拼装单榀拱桁架，包括：

提供上弦杆和下弦杆，将所述上弦杆和所述下弦杆平行的置于胎架上；

于所述上弦杆和所述下弦杆的端部处安装连接耳板；

提供腹杆，将所述腹杆支撑连接于所述上弦杆和所述下弦杆之间；

在拼装单榀拱桁架时，三段桁架单元一起连续在胎架上进行拼装，完成第三段桁架单元的拼装后，将第一段桁架单元吊走以进行安装，再拼接下一段桁架单元直至完成所述单榀拱桁架的拼装。

8.如权利要求7所述的基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法，其特征在于，安装单榀拱桁架时，相邻的两段桁架单元间对接连接，相邻的两段桁架单元中的一个桁架单元的下弦杆上固设有管口托板，通过所述管口托板承托连接另一个桁架单元的下弦杆，相邻的两段桁架单元中的一个桁架单元的上弦杆内固设有管口插板，通过所述管口插板插设连接另一个桁架单元的上弦杆，从而实现了相邻的两段桁架单元间的对接连接。

9.如权利要求1所述的基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法，其特征在于，安装桁架单元时，采用三点吊装的方法吊装桁架单元，包括：

于所述桁架单元的中部连接塔吊进行吊装；

于所述桁架单元的上部设置第一手拉葫芦进行吊装；

于所述桁架单元的下部设置第二手拉葫芦进行吊装，通过调节所述第一手拉葫芦和所述第二手拉葫芦的吊装状态，使得所述桁架单元调整就位。

10.如权利要求1所述的基于劲性环梁的大跨度薄壁平面拱桁架的施工方法，其特征在于，卸载所述支撑体系，包括：

从所述单榀拱桁架的中心向两侧依序卸载所述支撑体系，卸载的过程中采用同步等距的方式进行。