CN108894496A - 一种大跨度张弦桁架梁场外施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大跨度张弦桁架梁场外施工方法，包括以下步骤：依据施工图纸，建立三维实体模型，根据三维实体模型对构件进行自动放样并编号，构件在工厂加工完成后运至施工现场；根据张弦桁架梁的跨度及截面形式，在场馆外地面上制作拼装胎架，并在场馆内两侧分别制作临时支撑架，临时支撑架位于张弦桁架梁的下方中部；将一榀张弦桁架梁的梁体分为两段，并通过构件在拼装胎架上拼装完成；将两段梁体通过场馆外的起重设备依次吊装至临时支撑架上，调整校正后焊接成一整段梁体。张弦桁架梁采用场外双机抬吊施工，避免了吊装机械进入场馆内部或无法辐射等问题，上部钢结构安装和比赛场地施工同时进行，大大缩短了施工工期。

Description

一种大跨度张弦桁架梁场外施工方法

技术领域

本发明涉及张弦桁架梁施工方法技术领域，具体来说，涉及一种大跨度张弦桁架梁场外施工方法。

背景技术

目前，我国建筑业发展迅速，特别是大跨度空间建筑越来越多，针对社会发展趋势，急需与之相适应的施工方法。内蒙古冰上运动训练中心建设项目-大道速滑馆工程屋盖大跨度张弦桁架梁施工方法有场内分段吊装施工、累积滑移施工、累积提升施工等，各施工方法缺点如下：

（1）场内分段吊装施工主要缺点为履带吊需进入首层楼板，加固措施量大，难度高、风险大。

（2）累积滑移施工主要缺点为由于每榀张弦桁架高低不一，每榀张弦桁架下部均需搭设大量支撑架作为滑移平台和滑移胎架，措施量大、经济性差。

（3）累积提升施工主要缺点为需在首层楼板完成张弦桁架拼装，钢结构与下部冰面不能同时施工，对工期把控不利。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种大跨度张弦桁架梁场外施工方法，可达到安全、适用、经济的目标。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种大跨度张弦桁架梁场外施工方法，包括以下步骤：

S1依据施工图纸，建立三维实体模型，根据所述三维实体模型对构件进行自动放样并编号，所述构件在工厂加工完成后运至施工现场；

S2根据张弦桁架梁的跨度及截面形式，在场馆外地面上制作拼装胎架，并在场馆内两侧分别制作临时支撑架，所述临时支撑架位于所述张弦桁架梁的下方中部；

S3将一榀所述张弦桁架梁的梁体分为两段，并通过所述构件在所述拼装胎架上拼装完成；

S4将两段所述梁体通过场馆外的起重设备依次吊装至所述临时支撑架上，调整校正后焊接成一整段所述梁体；

S5在一整段梁体上进行预应力拉索安装，并将预应力拉索张拉至设计拉力值的50%，完成一榀所述张弦桁架梁的制作；

S6将制作完成的一榀所述张弦桁架梁通过场馆外的起重设备吊运挪动至设计位置，并固定牢固，完成一榀所述张弦桁架梁的施工；

S7重复S3-S6，完成另一榀所述张弦桁架梁的施工；

S8安装相邻两榀所述张弦桁架梁之间的联系桁架，将相邻两榀所述张弦桁架梁连接成整体；

S9重复S7-S8，直至将单个区域内所有的所述张弦桁架梁连接成整体，并将预应力拉索张拉至设计拉力值；

S10重复S9，直至将所有区域内的预应力拉索张拉至设计拉力值，拆除临时支撑架及拼装胎架。

进一步地，在S4和S6中，所述起重设备为履带吊。

进一步地，在S6中，通过双机抬吊法吊运一榀所述张弦桁架梁。

进一步地，在S6中，需对制作完成的所述张弦桁架梁进行对接焊缝探伤检测和补漆工作，检测合格后方可吊运。

进一步地，在S6中，将所述张弦桁架梁的非张拉端的减震支座与混凝土柱顶预埋件焊接牢固，并将所述张弦桁架梁的张拉端两侧分别设置一根缆风绳进行固定。

进一步地，在S2中，所述临时支撑架的搭设高度为张弦桁架梁跨中上弦杆底部标高，所述临时支撑架的顶部应设置操作平台、对接装置及安全防护设施，所述临时支撑架的最大竖向位移、刚度及稳定性应满足两段所述梁体对接需要。

进一步地，在S9和S10中，先将每榀所述张弦桁架梁上的预应力拉索对称张拉至设计拉力值的80%，然后再次对称张拉至设计拉力值的100%。

进一步地，在S9中，单个区域内的预应力拉索张拉至设计拉力值后方可施工所述张弦桁架梁上部的主次檩条及金属屋面系统，使屋面系统形成流水施工。

进一步地，在S6中在所述张弦桁架梁两端分别设置四个吊点，吊点应对称布置于最外侧的上弦杆节点处，所有吊点应位于所述张弦桁架梁的重心以上。

本发明的有益效果：张弦桁架梁采用场外双机抬吊施工，避免了吊装机械进入场馆内部或无法辐射等问题，上部钢结构安装和比赛场地施工同时进行，大大缩短了施工工期；安装所需支撑架减少，同时不需要对混凝土结构楼板进行加固，降低钢结构吊装过程的措施费，节约工程施工成本；梁体在地面完成拼装，便于过程管控，焊缝质量得到可靠保证，提高钢结构的工程质量。同时减少高空焊接作业，降低了施工风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例所述的大跨度张弦桁架梁场外施工方法的区域划分示意图；

图2是根据本发明实施例所述的张弦桁架梁的示意图。

图中：

1、张弦桁架梁；2、联系桁架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，根据本发明实施例所述的一种大跨度张弦桁架梁场外施工方法，包括以下步骤：

S1依据施工图纸，建立三维实体模型，根据所述三维实体模型对构件进行自动放样并编号，所述构件在工厂加工完成后运至施工现场；

S2根据张弦桁架梁1的跨度及截面形式，在场馆外地面上制作拼装胎架，并在场馆内两侧分别制作临时支撑架，所述临时支撑架位于所述张弦桁架梁1的下方中部；

S3将一榀所述张弦桁架梁1的梁体分为两段，并通过所述构件在所述拼装胎架上拼装完成；

S4将两段所述梁体通过场馆外的起重设备依次吊装至所述临时支撑架上，调整校正后焊接成一整段所述梁体；

S5在一整段梁体上进行预应力拉索安装，并将预应力拉索张拉至设计拉力值的50%，完成一榀所述张弦桁架梁1的制作；

S6将制作完成的一榀所述张弦桁架梁1通过场馆外的起重设备吊运挪动至设计位置，并固定牢固，完成一榀所述张弦桁架梁1的施工；

S7重复S3-S6，完成另一榀所述张弦桁架梁1的施工；

S8安装相邻两榀所述张弦桁架梁1之间的联系桁架2，将相邻两榀所述张弦桁架梁1连接成整体；

S9重复S7-S8，直至将单个区域内所有的所述张弦桁架梁1连接成整体，并将预应力拉索张拉至设计拉力值；

S10重复S9，直至将所有区域内的预应力拉索张拉至设计拉力值，拆除临时支撑架及拼装胎架。

在本发明的一个具体实施例中，在S4和S6中，所述起重设备为履带吊。

在本发明的一个具体实施例中，在S6中，通过双机抬吊法吊运一榀所述张弦桁架梁1。

在本发明的一个具体实施例中，在S6中，需对制作完成的所述张弦桁架梁1进行对接焊缝探伤检测和补漆工作，检测合格后方可吊运。

在本发明的一个具体实施例中，在S6中，将所述张弦桁架梁1的非张拉端的减震支座与混凝土柱顶预埋件焊接牢固，并将所述张弦桁架梁1的张拉端两侧分别设置一根缆风绳进行固定。

在本发明的一个具体实施例中，在S2中，所述临时支撑架的搭设高度为张弦桁架梁1跨中上弦杆底部标高，所述临时支撑架的顶部应设置操作平台、对接装置及安全防护设施，所述临时支撑架的最大竖向位移、刚度及稳定性应满足两段所述梁体对接需要。

在本发明的一个具体实施例中，在S9和S10中，先将每榀所述张弦桁架梁1上的预应力拉索对称张拉至设计拉力值的80%，然后再次对称张拉至设计拉力值的100%。

在本发明的一个具体实施例中，在S9中，单个区域内的预应力拉索张拉至设计拉力值后方可施工所述张弦桁架梁1上部的主次檩条及金属屋面系统，使屋面系统形成流水施工。

在本发明的一个具体实施例中，在S6中在所述张弦桁架梁1两端分别设置四个吊点，吊点应对称布置于最外侧的上弦杆节点处，所有吊点应位于所述张弦桁架梁1的重心以上。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式对本发明的上述技术方案进行详细说明。

张弦桁架梁1包括减震支座、上弦杆、下弦杆、撑杆和预应力拉索，减震支座、上弦杆、下弦杆、撑杆共同构成梁体。减震支座与混凝土柱顶预埋件为四面围焊焊接连接；撑杆上端与下弦杆的耳板通过Φ48销轴连接，撑杆下端与预应力拉索通过球体连接；预应力拉索两端接头与下弦杆的耳板通过Φ192销轴连接。上弦杆、下弦杆之间通过对接焊缝、相贯线焊缝连接。在张弦桁架梁1两端外侧上弦杆节点处分别设置4个吊点，两台履带吊用Φ32.5mm钢丝绳及M52卸扣进行抬吊。

屋盖结构形式为张弦桁架结构形式，张弦桁架1与横向的联系桁架22组成屋盖钢结构系统，其中张弦桁架1共8榀，联系桁架22共108榀。张弦结构是将上弦刚性受压构件通过撑杆与下弦拉索组合在一起形成自平衡的受力体系，是一种大跨度预应力空间结构体系。其结构体系由抗弯刚度较大的刚性构件和高强度拉索组成，自重较轻，特别适用于大跨度空间结构的体育场馆、站房等公共场所。由于张弦结构是一种半刚性结构，结构体系成型前刚度较小，所以将第一榀张弦桁架梁1抬吊至设计位置后，立即将非张拉端的减震支座与混凝土柱顶预埋板焊接牢固，张拉端用缆风绳进行固定，随着其他张弦桁架梁1的施工进度，及时安装相邻两张弦桁架梁1之间的联系桁架2，增加张弦桁架1的整体刚度，保证施工安全。

本发明所述的大跨度张弦桁架梁场外施工方法是张弦桁架梁1采用工厂下料、切割，散件发运至施工现场，场外制作拼装胎架。在场馆两侧且位于张弦桁架梁1下方中部搭设临时支撑架，张弦桁架梁1在地面拼装胎架上分两段拼装，分段吊装至临时支撑架上方，利用临时支撑架将两段张弦桁架梁1合拢成整榀，并配合完成预应力拉索安装和初步张拉，张弦桁架梁1使用两台履带吊场外双机抬吊，逐步挪动就位，随后安装主桁架之间的联系桁架2，把就位的弦桁架梁1连成整体，最后预应力拉索分级分区张拉完成。

具体为，（1）依据施工图纸，建立结构三维实体模型，根据模型对构件进行自动放样并编号，构件工厂加工完成后运至施工现场。

（2）根据张弦桁架梁1的跨度及截面形式，在场馆外制作拼装胎架，将整榀张弦桁架梁1的梁体从中间分为左右两小段并在地面完成拼装，每小段梁体焊接完毕后，应进行隐蔽工程验收，验收合格后再涂刷防锈漆，吊装前应完成防火涂料涂装，所选用的防火涂料与防锈蚀油漆之间应进行相容性试验，试验合格后方可使用。

（3）在场馆两侧且位于张弦桁架梁1的下方中部搭设临时支撑架，临时支撑架用于两小段梁体的空中对接所用，临时支撑架搭设高度为张弦桁架梁1的跨中上弦杆底部标高。临时支撑架顶部应设置操作平台、对接装置及安全防护设施，临时支撑架的最大竖向位移、刚度及稳定性应满足两小段梁体的对接需要。

（4）梁体在地面分段拼接完成后（包括张弦桁架梁1下部的撑杆与两端的减震支座），起吊前应将撑杆与下弦杆用倒链绑扎牢固，避免吊装过程中撑杆左右摆动而产生不利影响。通过计算分析，找到每小段梁体的重心，在重心外布置四个起吊点，保证利用履带吊将抬吊的每小段梁体依次吊装至临时支撑架上，将两小段梁体调整校正，用焊接方式将两小段梁体连接。

（5）两小段梁体空中对接完成以后，放松倒链，安装预应力拉索，将张拉设备标定以后，抬吊之前应将预应力拉索张拉至设计拉力值的50%，并完成对接焊缝探伤检测和补漆工作，检测合格后方可抬吊。

（6）在张弦桁架梁1的两端分别设置四个吊点，吊点应对称布置于最外侧的上弦杆节点处，所有吊点应位于桁架梁重心以上。抬吊以前，从所有张弦桁架梁1中选最不利的一榀进行验算，包括履带吊的选型、张弦桁架梁1跨中最大变形、挠度与跨度之比、杆件最大应力比均应满足要求。然后通过双机抬吊桁架梁，逐步挪动至设计位置，将张弦桁架梁1的非张拉端的减震支座与混凝土柱顶预埋件焊接牢固，张拉端两侧分别设置一根缆风绳进行固定。

（7）按步骤（4）-（6）完成第二榀张弦桁架梁1的施工。

（8）安装第一榀与第二榀张弦桁架梁1之间的联系桁架2，将抬吊至设计位置的第一榀与第二榀张弦桁架梁1连接成整体。

（9）按步骤（4）-（6）完成第剩余张弦桁架梁1施工。

（10）随着张弦桁架梁1与联系桁架2的安装进度，分级分区完成预应力拉索张拉，将整个张拉区域划分为三个区域，待每个区域内的联系桁架2安装完成后，每个区域便可独立进行张拉，每个区域内的预应力拉索张拉分为两次，先将每榀张弦桁架梁1上的预应力拉索对称张拉至设计拉力值的80%，然后再次对称至设计拉力值的100%。每个区域内张拉完成后方可施工张弦桁架梁1上部主次檩条及金属屋面系统，使屋面系统形成流水施工。

（11）拆除临时支撑架及拼装胎架。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，场外双机抬吊施工与场内分段吊装施工、累积滑移施工、累积提升施工相比较，无需在屋盖下方搭设滑移轨道或支撑架，吊装机械不进入结构内部，节省了混凝土结构加固及庞大的支撑架的等措施费用。整个施工过程只需两台大型起重机械，节约了施工成本。通过采用场外双机抬吊施工，外围砌体结构、比赛场地、屋面工程可以同步施工，有效地加快了施工进度。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种大跨度张弦桁架梁场外施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1依据施工图纸，建立三维实体模型，根据所述三维实体模型对构件进行自动放样并编号，所述构件在工厂加工完成后运至施工现场；

S2根据张弦桁架梁（1）的跨度及截面形式，在场馆外地面上制作拼装胎架，并在场馆内两侧分别制作临时支撑架，所述临时支撑架位于所述张弦桁架梁（1）的下方中部；

S3将一榀所述张弦桁架梁（1）的梁体分为两段，并通过所述构件在所述拼装胎架上拼装完成；

S4将两段所述梁体通过场馆外的起重设备依次吊装至所述临时支撑架上，调整校正后焊接成一整段所述梁体；

S5在一整段梁体上进行预应力拉索安装，并将预应力拉索张拉至设计拉力值的50%，完成一榀所述张弦桁架梁（1）的制作；

S6将制作完成的一榀所述张弦桁架梁（1）通过场馆外的起重设备吊运挪动至设计位置，并固定牢固，完成一榀所述张弦桁架梁（1）的施工；

S7重复S3-S6，完成另一榀所述张弦桁架梁（1）的施工；

S8安装相邻两榀所述张弦桁架梁（1）之间的联系桁架（2），将相邻两榀所述张弦桁架梁（1）连接成整体；

S9重复S7-S8，直至将单个区域内所有的所述张弦桁架梁（1）连接成整体，并将预应力拉索张拉至设计拉力值；

S10重复S9，直至将所有区域内的预应力拉索张拉至设计拉力值，拆除临时支撑架及拼装胎架。

2.根据权利要求1所述的大跨度张弦桁架梁场外施工方法，其特征在于，在S4和S6中，所述起重设备为履带吊。

3.根据权利要求1所述的大跨度张弦桁架梁场外施工方法，其特征在于，在S6中，通过双机抬吊法吊运一榀所述张弦桁架梁（1）。

4.根据权利要求1所述的大跨度张弦桁架梁场外施工方法，其特征在于，在S6中，需对制作完成的所述张弦桁架梁（1）进行对接焊缝探伤检测和补漆工作，检测合格后方可吊运。

5.根据权利要求1所述的大跨度张弦桁架梁场外施工方法，其特征在于，在S6中，将所述张弦桁架梁（1）的非张拉端的减震支座与混凝土柱顶预埋件焊接牢固，并将所述张弦桁架梁（1）的张拉端两侧分别设置一根缆风绳进行固定。

6.根据权利要求1所述的大跨度张弦桁架梁场外施工方法，其特征在于，在S2中，所述临时支撑架的搭设高度为张弦桁架梁（1）跨中上弦杆底部标高，所述临时支撑架的顶部应设置操作平台、对接装置及安全防护设施，所述临时支撑架的最大竖向位移、刚度及稳定性应满足两段所述梁体对接需要。

7.根据权利要求1所述的大跨度张弦桁架梁场外施工方法，其特征在于，在S9和S10中，先将每榀所述张弦桁架梁（1）上的预应力拉索对称张拉至设计拉力值的80%，然后再次对称张拉至设计拉力值的100%。

8.根据权利要求1所述的大跨度张弦桁架梁场外施工方法，其特征在于，在S9中，单个区域内的预应力拉索张拉至设计拉力值后方可施工所述张弦桁架梁（1）上部的主次檩条及金属屋面系统，使屋面系统形成流水施工。

9.根据权利要求1所述的大跨度张弦桁架梁场外施工方法，其特征在于，在S6中在所述张弦桁架梁（1）两端分别设置四个吊点，吊点应对称布置于最外侧的上弦杆节点处，所有吊点应位于所述张弦桁架梁（1）的重心以上。