CN109138446A - 一种大跨度管桁架吊装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及大跨度建筑工程的楼盖、屋盖施工技术领域，尤其是一种大跨度管桁架吊装方法，包括以下步骤：步骤一，测量复核；步骤二，弧形钢柱段、环向桁架吊装；步骤三，临时操作平台安装；步骤四，主桁架胎架拼装；步骤五，主桁架吊装：超长平面主桁架水平段钢梁吊装采用五点整体吊装法；步骤六，端部弧形段次桁架、角桁架吊装。本工法充分利用了构件自身在平面内刚度较大的受力特点，能有效解决大跨度预应力正交平面管桁架体系，桁架分段安装时产生的安装误差和累积误差，采用五点整体吊装超长正交平面桁架施工技术，解决了平面桁架在吊装过程中，平面内刚度较大而平面外刚度较为柔弱、构件整体变形不均匀问题。

Description

一种大跨度管桁架吊装方法

技术领域

本发明涉及大跨度建筑工程的楼盖、屋盖施工技术领域，尤其涉及一种大跨度管桁架吊装方法。

背景技术

大跨空间结构是目前发展最快的结构类型，大跨空间结构的类型和形式十分丰富。随着跨度的增加，钢结构构件的界面尺寸增大。大跨度预应力正交平面管桁架结构体系，优化结构体系，充分发挥钢材的强度，降低结构用钢量，具有明显的经济效益和社会效益。超长平面桁架在吊装施工时，桁架在平面内的刚度较大，但在平面外的刚度很柔弱，且平面桁架越长，吊装过程中产生的构件不均匀变形就越大，施工起来越困难，作业效率更低。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中大跨度空间结构安装困难的问题，而提出的一种大跨度管桁架吊装方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种大跨度管桁架吊装方法，包括以下步骤：

步骤一，测量复核：a1、先用全站仪定位弧形段钢桁架柱的柱脚位置，然后用经纬仪和钢卷尺复核柱脚间距及同一平面桁架两个柱脚的直线性；a2、柱脚螺栓预埋、劲性混凝土柱施工；

步骤二，弧形钢柱段、环向桁架吊装：在地面组装好弧形钢柱段，然后进行吊装，第一榀弧形钢柱吊装就位后，先用钢丝绳做临时拉结，然后再撤出吊车吊绳，钢丝绳拉结时，弧形钢柱两侧对称拉结，且使用四根钢丝绳，顶部钢丝绳节点分开布置，底部钢丝绳节点两两汇聚于一点，第二榀弧形钢柱段桁架吊装完毕，吊钩卸荷后，要及时进行一、二榀桁架之间的环向桁架填档施工，重复以上步骤完成横向弧形钢柱段桁架吊装及横向环向桁架吊装；

步骤三，临时操作平台安装：水平大跨度平面桁架吊装前，在水平主桁架与弧形桁架交接处，设置临时操作平台满足对接焊接需要；

步骤四，主桁架胎架拼装：在场地内部一端设置一个主桁架拼装平台，并在主桁架钢梁段的拼装平台上拼装胎架；

步骤五，主桁架吊装：超长平面主桁架水平段钢梁吊装采用五点整体吊装法，在拼装胎架上将主桁架拼接完成，使用履带吊将第一榀主桁架合拢完毕后，在主桁架跨中设置支撑架，并用缆风绳对桁架固定牢固后，撤除履带吊的吊绳，然后进行第二榀主桁架吊装，完成第二榀主桁架吊装后，及时将相邻两个主桁架之间进行次桁架的补档，重复以上步骤完成主桁架吊装；

步骤六，端部弧形段次桁架、角桁架吊装：汽车吊站位地场外，吊装端部的次桁架弧形段和角桁架,并及时补档环桁架。

优选的，步骤二中弧形钢柱段吊装前，对劲性混凝土柱进行测量复测，且弧形钢柱段吊装施工时，采用汽车吊站在体育馆场外进行吊装。

优选的，步骤二中环形桁架吊装前对主桁架弧形钢柱段复核、校正。

优选的，步骤三中临时操作平台采用格构式四边形桁架结构，桁架结构尺寸为1500x1500，主弦杆采用圆钢管，腹杆采用圆钢管，平台上满铺钢架板。

优选的，临时操作平台两侧面用钢丝绳与主体呈45度拉结确保其稳定，临时操作平台中心位置上设置定位胎模，定位胎模的定位及高度，根据现场实际测量放线确定，同一榀桁架两端的两个临时操作平台上的胎模要在同一条直线上。

优选的，步骤五中主桁架吊装施工方法：用一台履带吊站在场内吊起拼装的第一榀主桁架钢梁段，使第一榀主桁架钢梁段高度超出弧形段钢柱顶标高0.8-1.2米处，然后履带吊扬臂，调整回转半径，旋转主臂，履带吊沿直线向安装方向行驶，在行驶至距安装位置合适的位置后履带吊站位，在做好各方面的准备后，履带吊趴臂，调整回转半径至适合安装的距离，即可进行第一榀主桁架钢梁段的就位工作，重复以上步骤完成其余水平桁架安装；最后一榀主桁架位于拼装平台上方，用履带吊在场外进行吊装。

优选的，步骤五中五点整体吊装时，中间吊索与主桁架垂直设置，由中间向两边的吊索与主桁架夹角依次为60°、45°。

优选的，置于中间吊索两侧的吊索下端外侧设有倒链。

优选的，步骤五中第一榀与第二榀主桁架间加设临时剪刀撑，然后进行次桁架的补档。

优选的，步骤五中桁架间补档按照从主桁架跨中向主桁架两端的施工顺序推进。

本发明提出的一种大跨度管桁架吊装方法，有益效果在于：本工法充分利用了构件自身在平面内刚度较大的受力特点，能有效解决大跨度预应力正交平面管桁架体系，桁架分段安装时产生的安装误差和累积误差，大大提高了工程质量，实现了平面桁架的生产工厂化，现场安装装配化，推动了建筑工业化的发展，达到提高工作效率，节约机械措施费和工期的目的，法绿色环保、节能降耗，达到了安全文明施工和环保卫生的效果，采用五点整体吊装超长正交平面桁架施工技术，解决了平面桁架在吊装过程中，平面内刚度较大而平面外刚度较为柔弱、构件整体变形不均匀问题，减少了高空焊接拼装作业量，质量和安全得到了保证，节约了工期，经济效益和社会效益显著。

附图说明

图1为本发明的主桁架分段后示意图；

图2为本发明的汽车吊及履带吊行走路线结构示意图；

图3为本发明的弧形钢柱段吊装施工应力应变模拟结构变形图；

图4为本发明的弧形钢柱段吊装施工应力应变模拟结构应力图；

图5为本发明的第一榀弧形钢柱段安装图；

图6为本发明的弧形钢柱段临时拉结主视图；

图7为本发明的弧形钢柱段临时拉结左视图；

图8为本发明的第二榀弧形钢柱段安装图；

图9为本发明的第一榀与第二榀弧形柱段间环向桁架填档图；

图10为本发明的第一榀与第二榀弧形柱段间环向桁架填档完成图；

图11为本发明的第三榀弧形钢柱段安装图；

图12为本发明的第二榀与第三榀弧形柱段间环向桁架填档完成图；

图13为本发明的弧形柱段环向桁架全部吊装完成图；

图14为本发明的主桁架吊装状态结构变形图；

图15为本发明的主桁架吊装状态结构应力图；

图16为本发明的主桁架合拢后状态结构变形图；

图17为本发明的主桁架合拢后状态结构应力图；

图18为本发明的第一榀主桁架安装完成图；

图19为本发明的第二榀主桁架安装完成图；

图20为本发明的第一榀与第二榀主桁架间加设临时剪刀撑；

图21为本发明的第一榀与第二榀主桁架间次桁架填档完成图；

图22为本发明的第三榀主桁架安装完成图；

图23为本发明的第二榀与第三榀主桁架间次桁架填档完成图；

图24为本发明的主桁架(除最后一榀)安装完成图；

图25为本发明的主、次桁架(除最后一榀主桁架及相关次桁架)完成图；

图26为本发明的端部次桁架弧形段安装完成图；

图27为本发明的整体屋盖桁架全部安装完成图；

图28为本发明的桁架标高测量控制点示意图。

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。

参照图1-28，一种大跨度管桁架吊装方法，包括以下步骤：

步骤一，测量复核：a1、先用全站仪定位弧形段钢桁架柱的柱脚位置，然后用经纬仪和钢卷尺复核柱脚间距及同一平面桁架两个柱脚的直线性，平面桁架自身分三段吊装时，各段之间的直线分布，防止各段桁架之间产生附加应力；a2、柱脚螺栓预埋、劲性混凝土柱施工，参照图2根据施工场地工况，布置好各类车辆行走路线图；

步骤二，弧形钢柱段、环向桁架吊装：弧形钢柱段吊装前，对劲性混凝土柱进行测量复测，测量数据做为主桁架之间次桁架加工长度的依据，确保装配精准度，且弧形钢柱段吊装施工时，采用汽车吊站在体育馆场外进行吊装，参照图1-13，在地面组装好弧形钢柱段，然后进行吊装，第一榀弧形钢柱吊装就位后，如图6-7，先用钢丝绳做临时拉结，然后再撤出吊车吊绳，钢丝绳拉结时，弧形钢柱两侧对称拉结，且使用四根钢丝绳，顶部钢丝绳节点分开布置，底部钢丝绳节点两两汇聚于一点，保证稳定牢固的情况下，节省空间的占用，由于钢丝绳与地面仅有两个接触点，便于施工，提高施工效率，第二榀弧形钢柱段桁架吊装完毕，环形桁架吊装前对主桁架弧形钢柱段复核、校正，吊钩卸荷后，要及时进行一、二榀桁架之间的环向桁架填档施工，有效保证安装的精准度，同时相邻两榀桁架之间更加稳固，便于后续施工，重复以上步骤完成横向弧形钢柱段桁架吊装及横向环向桁架吊装，如图3-4，弧形钢柱吊装完毕状态下采用midas软件对结构进行建模验算；

步骤三，临时操作平台安装：水平大跨度平面桁架吊装前，在水平主桁架与弧形桁架交接处，设置临时操作平台满足对接焊接需要，临时操作平台采用格构式四边形桁架结构，桁架结构尺寸为1500x1500，主弦杆采用圆钢管，腹杆采用圆钢管，平台上满铺钢架板。临时操作平台两侧面用钢丝绳与主体呈45度拉结确保其稳定，临时操作平台中心位置上设置定位胎模，定位胎模的定位及高度，根据现场实际测量放线确定，同一榀桁架两端的两个临时操作平台上的胎模要在同一条直线上；

步骤四，主桁架胎架拼装：在场地内部一端设置一个主桁架拼装平台，并在主桁架钢梁段的拼装平台上拼装胎架；

步骤五，主桁架吊装：超长平面主桁架水平段钢梁吊装采用五点整体吊装法，五点整体吊装时，中间吊索与主桁架垂直设置，由中间向两边的吊索与主桁架夹角依次为60°、45°，中桁架间补档按照从主桁架跨中向主桁架两端的施工顺序推进，解决了平面桁架在吊装过程中，平面内刚度较大而平面外刚度较为柔弱、构件整体变形不均匀问题，并且解决传统型多个吊机同时吊装导致主桁架变形的缺点，吊装操作起来更加方便，置于中间吊索两侧的吊索下端外侧设有倒链，必要时通过倒链来调节吊索的合适长度，平衡各根吊索的受力，有效较少主桁架变形量，如图14-15，主桁架吊装状态，采用midas软件对结构进行建模验算，如图16-17，对主桁架合拢后状态采用midas软件进行建模验算，在拼装胎架上将主桁架拼接完成，使用履带吊将第一榀主桁架合拢完毕后，如图18所示，在主桁架跨中设置支撑架，并用缆风绳对桁架固定牢固后，撤除履带吊的吊绳，然后进行第二榀主桁架吊装，完成第二榀主桁架吊装后，仅在第一榀与第二榀主桁架间加设临时剪刀撑，然后进行次桁架的补档，重复以上步骤完成主桁架吊装；

桁架连接均为空中拼接，吊装前先在地面上进行试拼装。为了方便拼装，便于纠偏，拼接节点采用安装耳板的办法，圆管拼接处加设内衬，拼接并焊接完成后，对安装耳板进行去掉。

如图18-25，主桁架吊装具体施工方法为：用一台履带吊站在场内吊起拼装的第一榀主桁架钢梁段，使第一榀主桁架钢梁段高度超出弧形段钢柱顶标高0.8-1.2米处，然后履带吊扬臂，调整回转半径，旋转主臂，履带吊沿直线向安装方向行驶，在行驶至距安装位置合适的位置后履带吊站位，在做好各方面的准备后，履带吊趴臂，调整回转半径至适合安装的距离，即可进行第一榀主桁架钢梁段的就位工作，重复以上步骤完成其余水平桁架安装；最后一榀主桁架位于拼装平台上方，用履带吊在场外进行吊装。

步骤六，端部弧形段次桁架、角桁架吊装：参照图26-27，汽车吊站位地场外，吊装端部的次桁架弧形段和角桁架,并及时补档环桁架。

参照图28，施工过程中监测：本工程屋盖跨度大，卸载过程中，在场区适当位置各摆一台水准仪，并从桁架的测量点上悬挂钢卷尺至接近地面的地方，钢卷尺的零点在下边，并在钢卷尺的下边配以拉力范围内的铅锤，使钢尺呈垂直状态。

屋盖变形监测：下挠变形监测通过监测桁架关键点标高变化来实现，为直观观测标高数据，可将仪器架设于屋面上，在桁架关键点上进行观测，经与设计院沟通，主桁架安装完毕卸荷后，在未安装檩条前，最大竖向变形量不能超过70mm，在安装檩条后，累积最大竖向变形量不能超过96.5mm。现场施工过程中，如有异常，需停止卸荷并报设计院商定后采取相关措施。

为确保高空作业人员的人身安全，在主钢梁施工过程中采取临时安装安全绳在钢梁上，上弦安全绳用圆管焊接在主桁架梁的上弦管上，间距6米，高度1.1米，在圆管上设圆孔，钢丝绳从孔中穿过，两端反向用专用十字卡卡牢，下弦安全绳安装方法：钢丝绳缠绕在主桁架直腹杆上，高度1.1米，两端缠绕后用卡扣卡死。

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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大跨度管桁架吊装方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，测量复核：a1、先用全站仪定位弧形段钢桁架柱的柱脚位置，然后用经纬仪和钢卷尺复核柱脚间距及同一平面桁架两个柱脚的直线性；a2、柱脚螺栓预埋、劲性混凝土柱施工；

步骤二，弧形钢柱段、环向桁架吊装：在地面组装好弧形钢柱段，然后进行吊装，第一榀弧形钢柱吊装就位后，先用钢丝绳做临时拉结，然后再撤出吊车吊绳，钢丝绳拉结时，弧形钢柱两侧对称拉结，且使用四根钢丝绳，顶部钢丝绳节点分开布置，底部钢丝绳节点两两汇聚于一点，第二榀弧形钢柱段桁架吊装完毕，吊钩卸荷后，要及时进行一、二榀桁架之间的环向桁架填档施工，重复以上步骤完成横向弧形钢柱段桁架吊装及横向环向桁架吊装；

步骤三，临时操作平台安装：水平大跨度平面桁架吊装前，在水平主桁架与弧形桁架交接处，设置临时操作平台满足对接焊接需要；

步骤四，主桁架胎架拼装：在场地内部一端设置一个主桁架拼装平台，并在主桁架钢梁段的拼装平台上拼装胎架；

步骤五，主桁架吊装：超长平面主桁架水平段钢梁吊装采用五点整体吊装法，在拼装胎架上将主桁架拼接完成，使用履带吊将第一榀主桁架合拢完毕后，在主桁架跨中设置支撑架，并用缆风绳对桁架固定牢固后，撤除履带吊的吊绳，然后进行第二榀主桁架吊装，完成第二榀主桁架吊装后，及时将相邻两个主桁架之间进行次桁架的补档，重复以上步骤完成主桁架吊装；

步骤六，端部弧形段次桁架、角桁架吊装：汽车吊站位地场外，吊装端部的次桁架弧形段和角桁架,并及时补档环桁架。

2.根据权利要求1所述的一种大跨度管桁架吊装方法，其特征在于，步骤二中弧形钢柱段吊装前，对劲性混凝土柱进行测量复测，且弧形钢柱段吊装施工时，采用汽车吊站在体育馆场外进行吊装。

3.根据权利要求1所述的一种大跨度管桁架吊装方法，其特征在于，步骤二中环形桁架吊装前对主桁架弧形钢柱段复核、校正。

4.根据权利要求1所述的一种大跨度管桁架吊装方法，其特征在于，步骤三中临时操作平台采用格构式四边形桁架结构，桁架结构尺寸为1500x1500，主弦杆采用圆钢管，腹杆采用圆钢管，平台上满铺钢架板。

5.根据权利要求4所述的一种大跨度管桁架吊装方法，其特征在于，临时操作平台两侧面用钢丝绳与主体呈45度拉结确保其稳定，临时操作平台中心位置上设置定位胎模，定位胎模的定位及高度，根据现场实际测量放线确定，同一榀桁架两端的两个临时操作平台上的胎模要在同一条直线上。

6.根据权利要求1所述的一种大跨度管桁架吊装方法，其特征在于，步骤五中主桁架吊装施工方法：用一台履带吊站在场内吊起拼装的第一榀主桁架钢梁段，使第一榀主桁架钢梁段高度超出弧形段钢柱顶标高0.8-1.2米处，然后履带吊扬臂，调整回转半径，旋转主臂，履带吊沿直线向安装方向行驶，在行驶至距安装位置合适的位置后履带吊站位，在做好各方面的准备后，履带吊趴臂，调整回转半径至适合安装的距离，即可进行第一榀主桁架钢梁段的就位工作，重复以上步骤完成其余水平桁架安装；最后一榀主桁架位于拼装平台上方，用履带吊在场外进行吊装。

7.根据权利要求1或6所述的一种大跨度管桁架吊装方法，其特征在于，步骤五中五点整体吊装时，中间吊索与主桁架垂直设置，由中间向两边的吊索与主桁架夹角依次为60°、45°。

8.根据权利要求7所述的一种大跨度管桁架吊装方法，其特征在于，置于中间吊索两侧的吊索下端外侧设有倒链。

9.根据权利要求1所述的一种大跨度管桁架吊装方法，其特征在于，步骤五中第一榀与第二榀主桁架间加设临时剪刀撑，然后进行次桁架的补档。

10.根据权利要求9所述的一种大跨度管桁架吊装方法，其特征在于，步骤五中桁架间补档按照从主桁架跨中向主桁架两端的施工顺序推进。