CN111042541A - 大跨度焊接球柱面网壳顶升施工方法 - Google Patents

Abstract

一种大跨度焊接球柱面网壳顶升施工方法，其特征是从柱面网壳的一端支座开始，沿着柱面网壳的弧度，逐个网格进行网壳拼装，随着拼装过程中弧长的增长，需要增加临时支撑才能继续拼装，为了减少临时支撑点位的变动次数，我们利用顶升架逐渐提升拼装节点的高度，来满足网壳的延续拼装，由于拼装端网壳悬挑长度的限制，顶升架需要跟着往拼装方向移动。为了保证顶升过程的安全及网壳的整体尺寸，在网壳的延续拼装过程中采用张紧钢丝绳进行水平位移控制。本发明把空间结构放在地面施工，对设计尺寸，施工速度，施工质量，安全风险均能得到可靠的控制。

Description

大跨度焊接球柱面网壳顶升施工方法

技术领域

本发明涉及一种钢结构技术，尤其是一种跨度在120m以内的柱面网壳沿跨向，从一端支座采用顶升设备，将网壳顶升至满足下一个节点拼装时，停止顶升，向外延伸拼装网壳，在延伸拼装过程中，即时在相应位置安装顶升设备，继续边顶升边拼装、焊接，直至网壳全部安装完成的网壳施工方法，具体地说是一种大跨度钢结构柱面壳的施工方法。

背景技术

目前，柱面网壳被广泛地应用在煤炭、电力、水泥、钢铁、化工等行业，是为了保护堆取料机及露天存放的煤炭等物料，并减少其对周围环境污染而专门建造的。特别是近两年，为了美化环境，并满足环保要求，柱面网壳储煤棚的数量大幅度增加，并且大多跨度在120m左右，甚至更大。

目前，焊接球柱面网壳的施工方法大概有两种，一是：在施工平台上拼装网壳，采用累计滑移柱面网壳的方法施工；二是：在施工平台上拼装网壳，采用滑移施工平台的方法施工，这些方法的共性是：1、高空作业时间长，增加安全隐患；2、高空作业质量控制不太可控。对于空间结构的施工，最大的难点和创新点就是能把空间的东西，放到地面来做，这样对安全和质量，均能得到可靠的保证。

发明内容

本发明的目的是针对现有的焊接球柱面网壳的施工方法存在的高空作业时间长，作业危险，不可控因素太多，发明一种将高空作业变为地面作业的大跨度焊接球柱面网壳顶升施工方法。

本发明的技术方案是：

一种大跨度焊接球柱面网壳顶升施工方法，其特征是从柱面网壳的一端支座开始，沿着柱面网壳的弧度，逐个网格进行网壳拼装，随着拼装过程中弧长的增长，需要增加临时支撑才能继续拼装，为了减少临时支撑点位的变动次数，利用顶升架逐渐提升拼装节点的高度，来满足网壳的延续拼装，由于拼装端网壳悬挑长度的限制，顶升架需要跟着往拼装方向移动；为了保证顶升过程的安全及网壳的整体尺寸，在网壳的延续拼装过程中采用张紧钢丝绳进行水平位移控制。包括以下步骤：

第一，网壳基础轴线、标高、支撑面位置参数复核，符合要求后将支座筋板与基础预埋件按照设计要求焊接；

第二，根据结构的特点及场地情况，选择第一施工阶段网壳的宽度，选择宽度为5-7个网格；

第三、第一施工阶段网壳施工完成后，顶升至设定高度，与支座球连接，并保证支座球在支座筋板上能够自由转动；

第四，采用液压千斤顶将第一施工阶段网壳同步顶升，当顶升高度满足网壳下一个网格拼装的要求时，停止顶升，并进行网壳的延伸拼装、焊接，再继续顶升至适当高度，再延伸拼装网壳；

第五，每延伸安装三~四个网格，变换一次顶升点位置；

第六，根据仿真验算及现场实测数据，当网壳的弦长偏差大于等于20mm时，增加张紧钢丝绳，控制网壳的几何尺寸；

第七，每延伸安装五~六个网格，变换一次张紧钢丝绳的位置；

第八，按照第五~八的方法，将该焊接球柱面网壳安装完成。

本发明的有益效果：

本发明把空间结构放在地面施工，对设计尺寸，施工速度，施工质量，安全风险均能得到可靠的控制。

以图1跨度的工程为例，本发明与现有的累计滑移施工方法相比，具有明显的效果，见表1所示。

表1

附图说明

图1是本发明的实施例的网壳平面尺寸示意图。

图2是本发明的顶升过程立面示意图。

图3是本发明的第一阶段完成轴侧示意图。

图4是本发明的顶升过程轴侧示意图。

图5是本发明的顶升完成轴侧示意图。

图6是本发明的顶升起始状态示意图。

图7是本发明的活塞上升一个行程示意图。

图8是本发明的油缸上升一个行程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-8所示。

一种图1所示的大跨度焊接球柱面网壳顶升施工方法，具体步骤如下：

一、基础复核；

首先根据设计图纸，由总监理工程师组织设计、施工等单位对土建单位弹出的基础十字线进行轴线尺寸、位置、水平度、标高及支座锚栓位置等参数，按照设计及施工规范要求进行复核，对不符合设计及施工规范要求的参数进行整改，对整改后的基础进行复核无误后办理中间交接手续。支承面顶板的位置、标高、水平度以及支座锚栓的位置允许偏差应符合表2规定。

表2 支承面顶板、支座锚栓位置的允许偏差（mm）

二、第一阶段网壳施工；

1、清点杆件、球

对已进场的网壳材料进行清点，球、杆分别分类堆放。

2、放线

根据拼装区域网壳的网格大小，在地面上放出下弦投影网格线，然后在网格线的交点上砌上一定高度的砖垛，在砖垛上画出下弦球的投影位置点，然后根据下弦球的相对高差，用钢管定位环确定球节点的位置，为保证下弦球球心标高的一致性，钢管的长度要根据球直径、含球量进行计算确定。

3、下弦网格拼装；

按照下弦球布置图摆放下弦球，并连接拼装节点间的杆件，形成下弦四边形单元网格。

4、上弦四角锥拼装；

首先用一个上弦球及其下面的两个下弦球、两根腹杆，在地面上拼装成一个三角形，并将上弦球与两根腹杆焊接连接，然后将上弦球及与其连接的两根腹杆吊起，让两根腹杆绕连接的下弦球旋转至下弦四边形网格的上方，然后填充另外两根腹杆，该上弦四角锥拼装完成，如此方法拼装其他四角锥，最后连接上弦杆至第一阶段网架完成。

5、球节点焊接；

（1）定位焊；

构件就位后先点焊牢固，定位焊一般为3～4处，定位焊前应检查管端是否完全吻合，坡口两侧是否有油污杂质，应清理干净后方可点焊，定位焊缝必须焊透，长度一般为40mm左右，根据管径大小而定，定位焊缝不宜过厚。

（2）成型焊缝焊接顺序；

每个节点的焊接顺序：先焊接弦杆、后焊腹杆，球节点上的焊缝第一遍打底焊焊接完后，进行各焊缝的成型焊接，不允许在同一条焊缝中一半成型后再焊另一半的打底焊，以防止焊接应力集中，使网架产生变形。

6、第一阶段网壳与支座球连接；

第一阶段网壳完成后，将第一阶段网壳同步顶升至支座球高度，焊接连接第一阶段网壳和支座球间杆件，然后将支座球用Φ16圆钢箍住，保证支座球能在支座筋板里自由转动，并防止第二阶段网壳顶升时支座球滑脱出筋板。

三、第二阶段网架顶升；

当第一阶段网壳完成后，采用液压千斤顶将第一施工阶段网壳同步顶升，当顶升高度满足网壳下一个网格拼装的要求时，如图2-4所示，停止顶升，并进行网壳的延伸拼装、焊接，拼装和焊接的方法按照第一阶段第2~4项内容进行，然后每延伸安装三~四个网格，变换一次顶升点位置，每延伸安装五~六个网格，变换一次张紧钢丝绳的位置，如此反复将该焊接球柱面网壳安装完成，如图5所示。

四、顶升工作原理及注意事项；

1、顶升设备简介；

利用电脑控制，使网壳实现同步上升，顶升设备由千斤顶、泵站、顶升架、电脑控制系统组成。

（1）、千斤顶：

千斤顶为双动式，泵站供油时活塞向外伸出，泵站回油时，活塞自动收回。如将活塞上端固定，则油缸向上运动。

（2）、泵站：

泵站是向千斤顶供油和收回液压油的设备。

（3）、顶升架：

顶升架作用是将被顶升网壳的重量传递给地基，由型钢制作而成的格构式支撑架。

（4）、电脑控制系统：

每台千斤顶安装一个位移传感器，顶升过程中位移传感器时时将千斤顶位移信息传输至电脑控制系统，电脑控制系统根据事前设定的程序（设定顶升高差在5mm以内）控制千斤顶的顶升，使被顶升网壳同步上升。

2、顶升过程（一个行程）简介：

（1）、起始状态，活塞杆收缩在油缸内；如图6所示

（2）、泵站供油，活塞杆伸出油缸，上升一个行程（750mm），并安装顶升架标准节。

（3）、泵站回油，油缸上升，活塞杆收缩到油缸内，然后将横梁上移，完成一个行程，如图7、8所示。

3、顶升准备工作；

（1）、校核网壳下弦节点是否在其投影线上，如偏差大于20mm，须调整后再顶升。

（2）、调整油缸底部的高度，保证其基本在同一水平位置，正负偏差不得超过20mm。

（3）、初顶：将网架顶升50mm，锁定油缸，8小时后网壳及地面基础是否发现异常，如有异常变化必须相应处理，方可继续施工。

4、顶升架使用注意事项；

（1）顶升架是主要垂直运输工具，在整个顶升过程中网壳的重量通过顶升架传递给地基，顶升架设计承重量为100吨/组（高度30米）。

（2）对地基的要求：

地耐力≥100T/m2，回填土地基分层夯实，上面100mm厚碎石垫层，再铺设路基箱。

5、液压系统使用的注意事项；

（1）、该泵站输入电压380V，电气线路必须可靠接地，系统全部安装完毕，经检查机体不带电后，方可使用。

（2）、该泵站的工作介质为L-HM32液压油，环境温度低于10℃时，可使用L-HM15液压油；环境温度高于40℃时，可使用L-HM46液压油，不准随意更换其它牌号的工作介质。

（3）、工作中应使油箱的液面保持在油标中心线以上，以防油泵吸空，油泵吸空时噪音增大，且易造成油泵零件损坏。

（4）、正常工作温度为20～50℃。油温过高时，需要采取冷却措施或停泵降温，待油液充分冷却后才能使用；油温过低时，不允许直接进入额定工况，需采取加温措施，可通过外加温或低压运转来提高油温。

（5）、泵站出厂时调定的压力值严禁在工作中任意提高。

（6）、电机启动前，需使电磁换向阀处于中位，点动数次，以防油泵吸空，正常后，方可进行工作。

（7）、泵站每年检修一次，全部零件用煤油清洗，注意保护各配件表面不得磕、碰，装配后各运动件应运动灵活，无卡阻现象。

（8）、经常使用时，一般两个月清洗一次滤油器，半年清洗一次油箱，同时更换新油。加新油时，应使用200目滤油网滤去新油中的杂质，并保持清洁。

（9）、泵站连接液压缸时必须注意，泵站上的带节流阀口必须接液压缸的无杆腔（下腔），严禁接错，否则，易出现液压缸无法换向工作，且极易造成液压缸零件的超压破坏。

（10）、必须保持工作介质的清洁，否则，柱塞套吸油滤网易堵塞，造成吸油不足，外部表现为执行元件速度减慢，使工作效率降低。

（11）、本液压顶升系统每台千斤顶均有液控单向阀以保证停机后不下降，节流阀可用来调节千斤顶的进油量以调整千斤顶的升降速度。

（12）、连接高压胶管时需保证连接口无污染并连接可靠。

（13）、本电动泵站停止使用后，应随时切断电源。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (2)

1.一种大跨度焊接球柱面网壳顶升施工方法，其特征是从柱面网壳的一端支座开始，沿着柱面网壳的弧度，逐个网格进行网壳拼装，随着拼装过程中弧长的增长，需要增加临时支撑才能继续拼装，为了减少临时支撑点位的变动次数，利用顶升架逐渐提升拼装节点的高度，来满足网壳的延续拼装，由于拼装端网壳悬挑长度的限制，顶升架需要跟着往拼装方向移动；为了保证顶升过程的安全及网壳的整体尺寸，在网壳的延续拼装过程中采用张紧钢丝绳进行水平位移控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是它包括以下步骤：

第一，网壳基础轴线、标高、支撑面位置参数复核，符合要求后将支座筋板与基础预埋件按照设计要求焊接；

第二，根据结构的特点及场地情况，选择第一施工阶段网壳的宽度，选择宽度为5-7个网格；

第三、第一施工阶段网壳施工完成后，顶升至设定高度，与支座球连接，并保证支座球在支座筋板上能够自由转动；

第四，采用液压千斤顶将第一施工阶段网壳同步顶升，当顶升高度满足网壳下一个网格拼装的要求时，停止顶升，并进行网壳的延伸拼装、焊接，再继续顶升至适当高度，再延伸拼装网壳；

第五，每延伸安装三~四个网格，变换一次顶升点位置；

第六，根据仿真验算及现场实测数据，当网壳的弦长偏差大于等于20mm时，增加张紧钢丝绳，控制网壳的几何尺寸；

第七，每延伸安装五~六个网格，变换一次张紧钢丝绳的位置；

第八，按照第五~八的方法，将该焊接球柱面网壳安装完成。

Images