CN111335648A - 大跨度球冠形网架结构分层分段安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大跨度球冠形网架结构分层分段安装方法，先根据球冠形网架的高度、跨度对球冠形网架进行分层，再将每层网架分成若干等分的网架组装单元；按照设计要求拼装网架组装单元；吊装第一段网架组装单元，然后以第一段网架组装单元为中心，依次向两侧延伸安装该层所有的单元网架，使其形成环形整体，并对该层网架进行整体矫正紧固；采用相同的方法，依次向上完成所有层网架的安装，使其形成球冠形网架整体结构。该方法很好地解决了球冠形网架结构施工造成的诸多施工成本及高空作业安全难题，网架模块在地面组装，确保了安装精度，减少了大型吊装机械的使用台班，还降低了工人高空作业的安全风险。尤为适用于具备拼装场地的大跨度球冠形网架结构。

Description

大跨度球冠形网架结构分层分段安装方法

技术领域

本发明属于球冠状钢结构网架安装领域，具体涉及一种大跨度球冠形网架结构分层分段安装方法。

背景技术

球形曲面网架作为一种多次超静定空间结构体系，能够承受来自各方的荷载。作为一种新型的屋盖承重结构普遍应用于体育场馆，大型交通枢纽建筑，市政工程及工业原料储仓。

用于工业原料储仓的球冠形网架结构相较于其他网架结构而言空间跨度大，吊装作业半径大，高空作业难度大；建筑高度高，空中对接节点精度要求高；高空安全措施要求高。

国内常见的网架安装方法主要有六种，分别为高空散装法、分块安装法、高空滑移法、整体吊装法、整体提升法、整体顶升法。但相对使用于工业原料储仓的大跨度球冠形网架结构，以上方法的在时间经济成本，安全风险防控方面存在不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种大跨度球冠形网架结构分层分段安装方法，解决了现有技术中球冠形网架安装过程中精度要求高、跨度大造成施工难度大的问题。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

大跨度球冠形网架结构分层分段安装方法，包括如下步骤：

步骤1、先根据球冠形网架的高度、跨度对球冠形网架进行分层，再将每层网架分成若干等分的网架组装单元；

步骤2、按照设计要求拼装网架组装单元；

步骤3、吊装第一段网架组装单元，将第一段网架组装单元吊起，下端的安装部位对准连接处进行安装；

步骤4、以第一段网架组装单元为中心，依次向两侧延伸安装该层所有的单元网架，使其形成环形整体，安装完成后对该层网架进行整体矫正紧固；

步骤5、重复执行步骤3、4，依次向上完成所有层网架的安装，使其形成球冠形网架整体结构。

步骤2中拼装网架组装单元的具体过程如下：

从下端开始，先由下弦球拼装，然后依次安装腹杆和上弦层，安装过程中，实时检测安装尺寸，确保杆件和螺栓球的位置正确，调节下弦球的位置，使所有的杆件与下弦球连接，完成网架组装单元的拼装。

步骤3中，第一层网架的连接处为固定在地面基础上的支座，首先，将地脚螺栓和调节螺母安装在支座上，调节螺母位于支座的下方，然后，支座安装在基础上，保持支座中心线与基础轴线对齐，最后，旋转调节螺母使支座达到设计标高；安装过程中，实时检测网架尺寸、安装间距，调整网架挠度。

网架组装单元吊装拼接过程中，遇到杆件连接障碍时，首先将目标螺栓球相邻的3个螺栓球及相应杆件的丝扣松掉，再进行调节安装，安装好杆件后，将所有螺栓球的螺母紧固。

根据球冠形网架的高度、跨度选择吊装方式、吊装作业半径及吊装作业路径。

根据现场施工场地的情况，确定步骤2中拼装网架组装单元为拼装部分网架组装单元或拼装全部网架组装单元；如果拼装部分网架组装单元，则采用边拼装边吊装的方式施工；如果拼装全部网架组装单元，则采用拼装后再吊装的方式施工。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、该方法首先将网架分为若干层，每层分为若干段组装单元，所有的组装单元采用地面拼装，然后再吊装后逐层拼装的方式施工，分段操作增加了安装精度，提高了工作效率，操作方便，安全系数高。

2、底层网架可以采用小型吊装设备在内侧吊装，高层和封顶采用相应的吊装设备外侧吊装，减少了大型吊装设备的投入，大大降低了施工成本。

3、同种结构适应性强，均可按照该方法进行施工。

4、可根据施工场地的条件，选择先拼装所有的网架组装单元再整体吊装的方式，也可以采用边拼装网架组装单元边吊装的方式施工，具有很高的灵活性。

附图说明

图1为本发明球冠形网架结构的分层分段示意图。

图2为本发明第一层网架安装的结构示意图。

图3为本发明相邻层之间网架连接的结构示意图。

图4为本发明网架组装单元吊点及吊装示意图。

其中，图中的标识为：1-上弦杆；2-腹杆；3-下弦杆；4-螺栓球；5-支座；6-基础；7-地脚螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构及工作过程作进一步说明。

大跨度球冠形网架结构分层分段安装方法，包括如下步骤：

步骤1、先根据球冠形网架的高度、跨度对球冠形网架进行分层，再将每层网架分成若干等分的网架组装单元；

步骤2、按照设计要求拼装网架组装单元；

步骤3、吊装第一段网架组装单元，将第一段网架组装单元吊起，下端的安装部位对准连接处进行安装；

步骤4、以第一段网架组装单元为中心，依次向两侧延伸安装该层所有的单元网架，使其形成环形整体，安装完成后对该层网架进行整体矫正紧固；

步骤5、重复执行步骤3、4，依次向上完成所有层网架的安装，使其形成球冠形网架整体结构。

该方案中提到的“段”和“榀”代表相同的含义，施工中既可以用“段”也可以用“榀”，属于同一个概念的不同表述，本领域技术人员根据均理解，两种习惯用法不会对该方案造成不清楚的问题。

具体实施例，如图1至图4所示，

以日产10000吨水泥生产线的球形原料储仓为例进行说明，该水泥厂有两个石灰石储仓、一个粘土储仓为钢结构球形网架，直径均为130.4m，球冠高度42m；网架采用螺栓球联接。

原料储仓作为转运传送枢纽，除了需要在建筑本体内配合设备专业交叉施工的同时还要确保不影响周边转运站输送机的施工。可供网架吊装使用大型吊装设备不足，高空安全措施要求高，工期压力大。

为解决以上问题，综合考虑网架供货状态、现场场地状况、工期要求、成本最优、高空作业安全、可操作性、施工效率后，决定根据球冠形的网架结构特点通过在地面使用小型吊装设备拼装成若干等分的模块再进行吊装的施工方法，具体如下：

一种球冠形网架结构的施工方法，圆周方向每2～3条轴线、高度方向2～3档为一个单元地面拼装后吊装；下层组装成圆形整体校正紧固后再进行上一层吊装；具体包括如下步骤：

第一步、网架分层、划分拼装单元，先根据球冠形网架的高度、跨度对球冠形网架进行分层，再将每层网架分成若干等分的网架组装单元；网架从下到上分为8层，第1、2、3、4层每层分为18段，第5、6、7层每层分为12段，顶层为整体，网架模块分段参数如表1所示。

表1

第二步、按照设计要求拼装网架组装单元，具体过程如下：

从下端开始，先由下弦开始拼装，然后依次安装腹杆2和上弦层；

拼装过程要保证杆件、螺栓球位置正确，符合图纸要求，每个点紧固到位。对网架的网格尺寸、矢高的整体尺寸，每进行一个柱距就进行检测，确保质量达标，所述杆件包括上弦杆1、下弦杆3以及腹杆2。

第三步、安装准备，

3.1、吊装准备，地面拼装及吊装在基础轴线内外侧,内侧吊装作业半径小，可以使用更小性能的吊车作业，作业范围应回填平整、压实，同时道路应通畅，由于网架直径达130.4m，吊车站外侧吊装距离很大，本方案考虑第1、2、3、4、5层吊车站内侧吊装，第6、7、8层吊车站外侧吊装。

3.2支座安装，将地脚螺栓7和调节螺母安装在支座5上，调节螺母位于支座5的下方，然后，支座5安装在基础6上，保持支座中心线与基础轴线对齐，最后，旋转调节螺母使支座达到设计标高。

第四步、吊装第一段网架组装单元，第一层网架底部连接端与固定在地面基础上的支座连接，安装过程中，实时检测网架尺寸、安装间距，调整网架挠度。

该步骤需注意的关键点是，吊装前需确保支座中心线与基础轴线对齐，用调节螺母调整使支座达到设计标高。

在安装过程中，要对网架挠度时刻进行控制，只要发现网架挠度超标，就用千斤顶，顶升垫实，紧固螺栓调整，保证结果挠度不超差。

网架组装单元吊装拼接过程中，如遇到杆件连接障碍时，首先将目标螺栓球相邻的3个螺栓球及相应杆件的丝扣松掉，再进行调节安装，安装好杆件后，将所有螺栓球的螺母紧固。

第五步、以第一段网架组装单元为中心，依次向两侧延伸安装该层所有的单元网架，使其形成环形整体，安装完成后对该层网架进行整体矫正紧固；

第六步、重复执行第四步、第五步，依次向上完成所有层网架的安装，使其形成球冠形网架整体结构，从第二层网架开始后续层数的安装与安装第一层的区别在于，第一层安装在支座上，第一层上方的网架相邻两层之间的连接处为螺栓球。

根据球冠形网架的高度、跨度选择吊装方式、吊装作业半径及吊装作业路径。

根据现场施工场地的情况，拼装网架组装单元可以选择拼装部分网架组装单元或拼装全部网架组装单元；

如果场地大，条件允许，则拼装完全部网架组装单元，然后统一吊装所有网架组装单元的施工方式。

如果场地有限，现场条件不允许，则拼装部分网架组装单元，采用边拼装边吊装的方式施工。

不论采用哪种施工方式，其网架组装单元的拼装方法及吊装方法均相同，该方案主要突出的是这种分层分段地面组装，吊装的施工方式，其网架的单个构件包括杆件、螺栓、螺栓球和套筒四部分。

球冠形网架结构模块化安装施工方法，很好地解决了球冠形网架结构施工造成的诸多施工成本及高空作业安全难题，且网架模块在地面组装，不但确保了安装精度，减少了大型吊装机械的使用台班，还降低了工人高空作业的安全风险。该方法对具备拼装场地的大跨度球冠形网架结构尤为适用。

本施工方法充分考虑了安全性(减少了高空作业时间)、可操作性、经济性(大大降低了人工和吊装设备台班数量)。

通过参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.大跨度球冠形网架结构分层分段安装方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、先根据球冠形网架的高度、跨度对球冠形网架进行分层，再将每层网架分成若干等分的网架组装单元；

步骤2、按照设计要求拼装网架组装单元；

步骤3、吊装第一段网架组装单元，将第一段网架组装单元吊起，下端的安装部位对准连接处进行安装；

步骤4、以第一段网架组装单元为中心，依次向两侧延伸安装该层所有的单元网架，使其形成环形整体，安装完成后对该层网架进行整体矫正紧固；

步骤5、重复执行步骤3、4，依次向上完成所有层网架的安装，使其形成球冠形网架整体结构。

2.根据权利要求1所述的大跨度球冠形网架结构分层分段安装方法，其特征在于：步骤2中拼装网架组装单元的具体过程如下：

从下端开始，先由下弦开始拼装，然后依次安装腹杆和上弦层，安装过程中，实时检测安装尺寸，确保杆件和螺栓球的位置正确，调节下弦球的位置，使所有的杆件与下弦球连接，完成网架组装单元的拼装。

3.根据权利要求1所述的大跨度球冠形网架结构分层分段安装方法，其特征在于：步骤3中，第一层网架的连接处为固定在地面基础上的支座，首先，将地脚螺栓和调节螺母安装在支座上，调节螺母位于支座的下方，然后，支座安装在基础上，保持支座中心线与基础轴线对齐，最后，旋转调节螺母使支座达到设计标高；安装过程中，实时检测网架尺寸、安装间距，调整网架挠度。

4.根据权利要求1所述的大跨度球冠形网架结构分层分段安装方法，其特征在于：网架组装单元吊装拼接过程中，遇到杆件连接障碍时，首先将目标螺栓球相邻的3个螺栓球及相应杆件的丝扣松掉，再进行调节安装，安装好杆件后，将所有螺栓球的螺母紧固。

5.根据权利要求1所述的大跨度球冠形网架结构分层分段安装方法，其特征在于：根据球冠形网架的高度、跨度选择吊装方式、吊装作业半径及吊装作业路径。

6.根据权利要求1所述的大跨度球冠形网架结构分层分段安装方法，其特征在于：根据现场施工场地的情况，确定步骤2中拼装网架组装单元为拼装部分网架组装单元或拼装全部网架组装单元；如果拼装部分网架组装单元，则采用边拼装边吊装的方式施工；如果拼装全部网架组装单元，则采用拼装后再吊装的方式施工。

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