CN110065887A - 空间网架钢结构双向旋转提升施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空间网架钢结构双向旋转提升施工方法，包括在地面拼装完成垂直提升单元和双向旋转提升单元；将垂直提升单元和双向旋转提升单元整体提升至预设高度；将双向旋转提升单元按照设计形态旋转至预设位置；将双向旋转提升单元和垂直提升单元进行高空拼装，完成空间网架钢结构的施工。上述空间网架钢结构双向旋转提升施工方法通过将空间网架钢结构分割成多个相互独立的提升单元，分别进行提升及旋转到适当位置进行装配，降低了施工难度，提高了施工效率且保障了施工的安全性。

Description

空间网架钢结构双向旋转提升施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，特别涉及一种空间网架钢结构双向旋转提升施工方法。

背景技术

随着经济建设的发展，大型公共建筑的建设和研究对于国家城市化及经济、体育、文化事业的发展具有重要作用。对于大型复杂空间网架钢结构如体育场馆、机场等而言，由于其体量、造型、支撑形式、外部条件等诸多因素的耦合影响，其施工是一个复杂的动态过程。在施工过程中，既要保证施工的安全性和施工质量，使施工完成后的结构符合设计状态时大型空间网架钢结构，又要尽可能的降低施工成本，提高施工效率。

因此，如何解决大型空间网架钢结构的施工问题成为本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种空间网架钢结构双向旋转提升施工方法，适合大型空间网架钢结构的施工，有利于提高施工效率，保障施工质量。

为实现上述目的，本发明提供一种空间网架钢结构，包括：

在地面拼装完成垂直提升单元和双向旋转提升单元；

将所述垂直提升单元和所述双向旋转提升单元整体提升至预设高度；

将所述双向旋转提升单元按照设计形态旋转至预设位置；

将所述双向旋转提升单元和所述垂直提升单元进行高空拼装，完成所述空间网架钢结构的施工。

优选地，所述在地面拼装完成垂直提升单元和双向旋转提升单元具体包括：

根据所述空间网架钢结构的总体工作面的施工顺序将待施工的所述空间网架钢结构划分成所述垂直提升单元和所述双向旋转提升单元多个子模块；

构建所述空间网架钢结构的三维模型，根据所述三维模型利用全站仪精确定位焊接球位置、搭设支撑胎架和安装杆件，完成所述垂直提升单元和所述双向旋转提升单元的拼装。

优选地，所述在地面拼装完成所述垂直提升单元和所述双向旋转提升单元还包括：

对所述垂直提升单元和所述双向旋转提升单元进行检验保证二者拼装的完整性和拼装质量。

优选地，所述将所述垂直提升单元和所述双向旋转提升单元整体提升至预设高度具体包括：

根据提升仿真模拟设置多个提升点，计算多种工况下各个所述提升点的提升反力对每个所述提升点配置满足要求的提升油缸和钢绞线，以便于将所述垂直提升单元和所述双向旋转提升单元通过所述提升点提升至预设高度。

优选地，所述将所述垂直提升单元和所述双向旋转提升单元整体提升至预设高度还包括：

在正式提升所述垂直提升单元和所述双向旋转提升单元之前还包括对所述垂直提升单元和所述双向旋转提升单元进行试提升以避免发生坠落危险。

优选地，所述将所述双向旋转提升单元按照设计形态旋转至预设位置包括：

通过所述提升点控制所述双向旋转提升单元绕第一预设方向旋转一定角度后悬停调整，再次绕第二预设方向旋转至预设位置。

优选地，还包括通过所述空间网架钢结构的BIM模型设置提升旋转节间控制点，并在任一所述节间控制点安装行程传感器，以实现实时检测提升位移并反馈给主控计算机，以便控制所述提升油缸的提升速度。

优选地，所述将所述双向旋转提升单元和所述垂直提升单元进行高空拼装，完成所述空间网架钢结构的施工还包括：

在所述双向旋转提升单元和所述垂直提升单元高空拼装完成后，卸载支撑结构。

相对于上述背景技术，本发明所提供的空间网架钢结构双向旋转提升施工方法通过在地面拼装完成若干的提升单元，再提升至预定工位进行拼装；极大地降低了对提升设备的要求和施工难度，提高了施工的安全性和施工和效率，也一定程度地降低了施工成本。同时，由于大型空间网架钢结构的不规则性，可将空间网架钢结构划分成垂直提升单元和双向旋转提升单元，对于存在一定坡度的双向旋转提升单元进行先提升后进行双向旋转从而将旋转提升单元提升到预设位置，与垂直提升单元进行拼装，完成大型空间网架钢结构的施工，从而降低了施工难度和施工安全性。

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，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的空间网架钢结构双向旋转提升施工方法的流程图。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明实施例所提供的空间网架钢结构双向旋转提升施工方法的流程图。

如图1所示，本发明所提供的空间网架钢结构双向旋转提升施工方法包括以下步骤：

S1：在地面拼装完成垂直提升单元和双向旋转提升单元；

S2：将所述垂直提升单元和所述双向旋转提升单元整体提升至预设高度；

S3：将所述双向旋转提升单元按照设计形态旋转至预设位置；

S4：将所述双向旋转提升单元和所述垂直提升单元进行高空拼装，完成所述空间网架钢结构的施工。

其中步骤S1在地面拼装完成垂直提升单元和所述旋转提升单元；首先要确定垂直提升单元和旋转双向旋转提升单元，根据所述空间网架钢结构的结构特点，将所述空间网架钢结构划分成垂直提升单元和双向旋转提升单元等过个子模块；具体包括根据空间网架钢结构的结构特点，将空间网架钢结构划分成包括垂直提升单元和双向旋转提升单元的独立单元；这里所说的空间网架钢结构的结构特点具体指空间网架钢结构的形状和构造；例如，空间网架钢结构的某一部分设计为相对地面平行，可将此部分划分为垂直提升单元，空间网架钢结构的某一部分相对水平面或者地面具有一定的坡度，可将此部分划分为双向旋转提升单元。

此外，在划分垂直提升单元和旋转提升单元时还要考虑空间网架钢结构的总体工作面的施工顺序和空间网架钢结构的下部混凝土结构的错层标高和天窗的分布特点，将天窗集中的大坡度空间网架钢结构部分要划分为双向旋转提升单元，充分保证各独立单元装配和提升的便利性。

在地面拼装完成所述垂直提升单元和双向旋转提升单元主要流程如下：通常来讲，提升单元(包括垂直提升单元和双向旋转提升单元)均在空间网架钢结构的主体结构楼面进行拼装，拼装前将拼装杆件及焊接球运至主体结构验收。

拼装前需要首先采用BIM(建筑信息模型)软件构造空间网架钢结构的三维模型，并根据空间网架钢结构的三维模型利用全站仪确定焊接球的精确位置，同时搭设支撑胎架部逐步按照三维模型进行杆件的拼装，从而拼装形成垂直提升单元和双向旋转提升单元。

在拼装完成后，还有对垂直提升单元和双向旋转提升单元进行检验，包括杆件的连接顺序及连接是否可靠，焊接是否牢固，从而保证垂直提升单元和双向旋转提升单元的结构完整性和拼装质量。

步骤S2将所述垂直提升单元和所述双向旋转提升单元整体提升至预设高度具体为：通过提升仿真模拟模拟提升单元的提升过程，确定每一个垂直提升单元和每一个双向旋转提升单元的提升点的位置，提升仿真模拟的具体操作可参考现有技术网架结构的提升模拟；提升点通常设置在提升单元的钢管柱上，还可以通过在提升单元上安装提升支架充当提升点。计算每个提升点的最大提升反力，根据每个提升点的提升反力配置合适的提升油缸和钢绞线，将钢绞线的一端连其中一个提升点，钢绞线的另一端连接对应的提升油缸上，保证每一个提升点对应一组钢绞线和提升油缸且钢绞线和提升油缸的提升力大于该提升点的最大提升反力，从而保证施工的安全性。

在正式提升前还包括对垂直提升单元和双向旋转提升单元进行试提升；所谓试提升就是将提升单元通过提升机构提升至离地面一定高度悬停一定时间，从而保证提升系统的提升能力满足提升需求，另一方面也是对提升单元的拼装质量的再次检验；每一个提升单元在正式提升前进行试提升。

当然，第一个提升单元的试提升时间可以设置的较长一些，如3个小时，后续的提升单元试提升时间可逐次缩短至半小时左右，具体可根据施工规模及提升单元的质量进行调整。然后采用提升油缸通过提升点将垂直提升单元和双向旋转提升单元进行提升调整至预设的拼装高度即可。

步骤S3将所述双向旋转提升单元按照设计形态旋转至预设位置，通过对双向旋转提升单元采取卧拼的提升方式降低拼装胎架的高度，提高施工的便利性；之后需要将双向旋转提升单元绕第一预设方向旋转一定角度悬停，调整双向旋转提升单元的状态，在绕第二与设方向旋转至预设位置。

这里所说第一预设方向、第二预设方向以及预设位置都和空间网架钢结构的形状有关，组成空间网架钢结构的旋转提升单元具有一定的坡度和一定的拼装高度，相对于地面并非平行设置的；进行提升时线提升至一定的高度，便于采用卧拼的方式进行拼装胎架，然后通过双向旋转将双向旋转提升单元旋转至预设位置也即其拼装位置。

在双向旋转提升单元和垂直提升单元提升到位后，将相邻的提升单元进行拼接组装即可完成空间网架钢结构的提升搭建，施工完成验收无误后拆除相应的支撑结构即可。通过将空间网架钢结构进行分单元拼装提升，提高了施工效率；降低了对提升设备的要求，同时采用双向旋转提升降低了双向旋转提升单元的胎架拼装高度，提高了施工便利性，降低了施工成本；避免了大型空间网架钢结构的整体提升，提高了施工的安全性。

在上述空间网架钢结构的双向旋转提升施工方法中，还包括通过空间网架钢结构的BIM模型在双向旋转提升单元设置节间提升控制点，并在每一个节间提升控制点安装行程传感器，形成传感器连接至主控计算机；行程传感器用来检测双向旋转提升单元的提升位移并反馈给主控计算机，便于主控计算机监测提升单元的提升速度从而控制提升油缸的提升速度，保证各提升点受力均衡。

当然，节间提升控制点和形成传感器不仅限于双向旋转提升单元，也可以设于任一提升单元，便于监测并控制提升单元的提升速度，保证提升点的受力和施工的安全性。

最后，步骤S4将各提升单元进行拼装连接即可完成空间网架钢结构的施工，包括对相邻的提升单元进行螺栓等紧固件进行连接以及采用必要的焊接提高连接强度。

以上对本发明所提供的空间网架钢结构双向旋转提升施工方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种空间网架钢结构双向旋转提升施工方法，其特征在于，包括：

在地面拼装完成垂直提升单元和双向旋转提升单元；

将所述垂直提升单元和所述双向旋转提升单元整体提升至预设高度；

将所述双向旋转提升单元按照设计形态旋转至预设位置；

将所述双向旋转提升单元和所述垂直提升单元进行高空拼装，完成所述空间网架钢结构的施工。

2.根据权利要求1所述的空间网架钢结构双向旋转提升施工方法，其特征在于，所述在地面拼装完成垂直提升单元和双向旋转提升单元具体为：

根据所述空间网架钢结构的总体工作面的施工顺序将待施工的所述空间网架钢结构划分成所述垂直提升单元和所述双向旋转提升单元多个子模块；

构建所述空间网架钢结构的三维模型，根据所述三维模型利用全站仪精确定位焊接球位置、搭设支撑胎架和安装杆件，完成所述垂直提升单元和所述双向旋转提升单元的拼装。

3.根据权利要求2所述的空间网架钢结构双向旋转提升施工方法，其特征在于，所述在地面拼装完成所述垂直提升单元和所述双向旋转提升单元还包括：

对所述垂直提升单元和所述双向旋转提升单元进行检验保证二者拼装的完整性和拼装质量。

4.根据权利要求3所述的空间网架钢结构双向旋转提升施工方法，其特征在于，所述将所述垂直提升单元和所述双向旋转提升单元整体提升至预设高度具体包括：

根据提升仿真模拟设置多个提升点，计算多种工况下各个所述提升点的提升反力对每个所述提升点配置满足要求的提升油缸和钢绞线，以便于将所述垂直提升单元和所述双向旋转提升单元通过所述提升点提升至预设高度。

5.根据权利要求4所述的空间网架钢结构双向旋转提升施工方法，其特征在于，所述将所述垂直提升单元和所述双向旋转提升单元整体提升至预设高度还包括：

在正式提升所述垂直提升单元和所述双向旋转提升单元之前还包括对所述垂直提升单元和所述双向旋转提升单元进行试提升以避免发生坠落危险。

6.根据权利要求5所述的空间网架钢结构双向旋转提升施工方法，其特征在于，所述将所述双向旋转提升单元按照设计形态旋转至预设位置包括：

通过所述提升点控制所述双向旋转提升单元绕第一预设方向旋转一定角度后悬停调整，再次绕第二预设方向旋转至预设位置。

7.根据权利要求4至6任一项所述的空间网架钢结构双向旋转提升施工方法，其特征在于，还包括：

通过所述空间网架钢结构的BIM模型设置提升旋转节间控制点，并在任一所述节间控制点安装行程传感器，以实现实时检测提升位移并反馈给主控计算机，以便控制所述提升油缸的提升速度。

8.根据权利要求7所述的空间网架钢结构双向旋转提升施工方法，其特征在于，所述将所述双向旋转提升单元和所述垂直提升单元进行高空拼装，完成所述空间网架钢结构的施工还包括：

在所述双向旋转提升单元和所述垂直提升单元高空拼装完成后，卸载支撑结构。