CN111561050A - 一种椭球型单层网格散装施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种椭球型单层网格散装施工方法，包括主钢架、墙面桁架和屋顶桁架，主钢架包括弧形箱型梁和L型箱型梁，按如下步骤：吊装弧形箱型梁并设置支撑架；吊装L型箱型梁并设置支撑架；吊装墙面桁架；搭设满堂脚手架；安装屋顶桁架。本发明通过将椭球型网壳分解为主钢架、墙面桁架和屋顶桁架进行单层网格散装施工，简化施工难度，便于逐步把控安装精度、定位精度；将弧形箱型梁和L型箱型梁作为主钢架先行搭设，之后依次安装墙面桁架和屋顶桁架，逐步提高安装过程中椭球型网壳的刚度；支撑架的上端还设置操作平台，便于其他桁架的安装，提高了施工效率，保证了施工安全；搭设满堂脚手架进行屋顶桁架的安装作业，保证安装精度和施工安全。

Description

一种椭球型单层网格散装施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种椭球型单层网格散装施工方法。

背景技术

随着建筑设计技术的发展，大跨度的建筑越来越多，像多媒体展馆等大跨度建筑的顶常采用单层空间网壳结构，并且在一些情况下，根据设计要求，还会采用椭球型的网壳结构，由于其长轴和短轴跨度较大，高度较高，造型复杂、不规则，构件规格较多，导致吊装作业量大，焊接作业量大，该椭球型单层网壳在结构安装阶段和结构整体形成后的空间刚度相差十分悬殊，网壳现场拼装、安装的精确性控制难度大；大跨度建筑网壳的节点大部分为相贯线节点，杆件和节点的深化设计及制作精度难度高；并且因为是造型复杂的椭球型，吊装方法的选择必须保证在技术上和安全上切实可靠可行，钢网壳安装就位精度控制较难；此外，由于工期及现场实际要求，网壳结构的吊装不能利用已立好的塔吊，而且不能采用吊车，因此网壳结构的吊装也是施工的难点、重点；在管网壳焊接过程中如何保证焊接质量和控制焊接变形又是一大难点，因此导致该椭球型单层网壳整体施工难度大。

发明内容

针对上述的技术问题，本发明提出一种椭球型单层网格散装施工方法，用以解决现有技术中的椭球型网壳施工难度大的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种椭球型单层网格散装施工方法，包括主钢架、墙面桁架和屋顶桁架，所述主钢架包括交叉连接的弧形箱型梁和L型箱型梁，施工方法包括如下步骤：

A1：吊装弧形箱型梁并设置相应的支撑架；

A2：吊装L型箱型梁并设置相应的支撑架；

A3：吊装墙面桁架；

A4：搭设满堂脚手架；

A5：安装屋顶桁架。

进一步地，所述步骤A1中的弧形箱型梁分若干段弧形支梁，若干段弧形支梁从弧形箱型梁的两端向弧形箱型梁的中部吊装施工。

进一步地，所述步骤A2中的L型箱型梁包括墙面箱梁和与墙面箱梁连接的若干段屋面箱梁，所述步骤A2中的L型箱型梁的吊装包括如下步骤：

A21：安装墙面箱梁并在墙面箱梁的端部设置支撑架，支撑上设置操作平台；

A22：安装若干段屋面箱梁并在若干段屋面箱梁下方设置支撑架并拉设缆风绳，支撑架上设置操作平台。

进一步地，所述步骤A3中所述的墙面桁架包括墙面钢构件、连接墙面钢构件的墙面管架和环形管架，所述步骤A3中的安装墙面桁架包括如下步骤：

A31：安装墙面钢构件并在墙面钢构件的端部设置支撑架，支撑架上设置操作平台；

A32：安装墙面管架，且墙面管架水平连接在墙面钢构件中部；

A33：安装环形管架，且环形管架水平连接在墙面钢构件上端。

进一步地，所述步骤A5中所述屋顶桁架包括对称设置在L型箱型梁两侧的多个屋顶钢构件，多个屋顶钢构件在L型箱型梁两侧进行对称安装。

进一步地，还包括对椭球型网壳的空间坐标的监测。

进一步地，所述对椭球型网壳的空间坐标的监测包括在弧形箱型梁、L型箱型梁、环形管架和屋顶桁架上设置反光贴片并配合全站仪进行空间坐标的定位和监测。

进一步地，通过屋面吊对弧形箱型梁、L型箱型梁、墙面桁架和屋顶桁架进行吊装后进行焊接固定。

进一步地，所述弧形箱型梁和L型箱型梁均采用箱型梁结构，所述墙面桁架和屋顶桁架均采用圆管构件制成。

本发明的有益效果：本发明通过将椭球型网壳分解为主钢架、墙面桁架和屋顶桁架三个部分依次安装，进行单层网格散装施工，简化了施工难度，并且便于逐步把控安装精度、定位精度；将弧形箱型梁和L型箱型梁作为椭球型网壳的主钢架先行搭设，弧形箱型梁设置在椭球型网壳的大端，L型箱型梁设置在弧形箱型梁靠近椭球型网壳小端的一侧，并且主框架均采用箱型梁结构，便于保证主钢架的刚度，之后依次安装墙面桁架和屋顶桁架，逐步提高安装过程中椭球型网壳的刚度，避免椭球型网壳在安装阶段和整体形成后的空间刚度相差十分悬殊带来的拼接和安装精确性难度大的问题；通过先主后次、从低到高的逐步把控定位精度、安装精度和刚度的散装拼接施工方法，保证了该椭球型网壳成型后的刚度和稳定性，提高了结构强度；支撑架的上端还设置操作平台，作为拼接屋顶桁架及其他桁架的操作平台便于其他桁架的安装工作，先行安装的过程也为后续的工作提供了便利，节省了成本，提高了施工效率，保证了施工安全；由于屋顶桁架的钢构件较多，屋顶距离地面较高，高空作业需要焊接、组对等工序，单独搭设的支撑架无法满足安装需要，因此搭设满堂脚手架进行屋顶桁架的安装作业，保证安装精度和施工安全。

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为本发明的结构示意图一。

图2为本发明的结构示意图二。

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付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。

如图1和图2所示，一种椭球型单层网格散装施工方法，包括主钢架1、墙面桁架2和屋顶桁架3，所述主钢架1包括交叉连接的弧形箱型梁11和L型箱型梁12，如下步骤：

A1：吊装弧形箱型梁11并设置相应的支撑架；

A2：吊装L型箱型梁12并设置相应的支撑架；

A3：吊装墙面桁架2；

A4：搭设满堂脚手架；

A5：安装屋顶桁架3。

具体地，施工前，在施工现场做运输轨道并在上面铺设圆管，便于把组成主钢架1、墙面桁架2和屋顶桁架3的钢构件等材料运送进场，并在施工现场搭设吊装装置，将椭球型网壳分解为主钢架1、墙面桁架2和屋顶桁架3三个部分依次安装，进行单层网格散装施工，简化了施工难度，并且便于逐步把控安装精度、定位精度；将弧形箱型梁11和L型箱型梁12作为椭球型网壳的主钢架先行搭设，弧形箱型梁11设置在椭球型网壳的大端，L型箱型梁12设置在弧形箱型梁11靠近椭球型网壳小端的一侧，并且主框架均采用箱型梁结构，便于保证主钢架的刚度，之后依次安装墙面桁架2和屋顶桁架3，逐步提高安装过程中椭球型网壳的刚度，避免椭球型网壳在安装阶段和整体形成后的空间刚度相差十分悬殊带来的拼接和安装精确性难度大的问题，通过先主后次、从低到高的逐步把控定位精度、安装精度和刚度的散装拼接施工方法，保证了该椭球型网壳成型后的刚度和稳定性，提高了结构强度；此外，上述支撑架底部固定在预埋钢板上，保证了支撑架的强度和稳定性，支撑架的上端还设置操作平台，作为拼接屋顶桁架3及其他桁架的操作平台，先行安装的过程也为后续的工作提供了便利，节省了成本，提高了施工效率，保证了施工安全。由于屋顶桁架的钢构件较多，屋顶距离地面较高，高空作业需要焊接、组对等工序，单独搭设的支撑架无法满足安装需要，因此搭设满堂脚手架进行屋顶桁架的安装作业，保证安装精度和施工安全。

进一步地，如图1和图2所示，所述步骤A1中的弧形箱型梁11分若干段弧形支梁，若干段弧形支梁从弧形箱型梁11的两端向弧形箱型梁11的中部吊装施工。其中，弧形箱型梁11分成6段进行吊装，在6段弧形支梁的每两段之间设置支撑架，共架设5个支撑架，并在支撑架上拉设缆风绳，从而有效的保证了主钢架的刚度，弧形支梁安装时利用全站仪进行三维坐标定位，两端的两段弧形支梁的下端连接在地面，上端依次连接其他四段弧形支梁，先行安装两端的两段弧形支梁，经检查验收后方可进行下一段弧形支梁的安装，严格把控了安装过程中各构件的安装精度。

进一步地，如图2所示，所述步骤A2中的L型箱型梁12包括墙面箱梁121和与墙面箱梁121连接的若干段屋面箱梁122，所述步骤A2中的L型箱型梁12的吊装包括如下步骤：

A21：安装墙面箱梁121并在墙面箱梁121的端部设置支撑架，支撑架上设置操作平台；

A22：安装若干段屋面箱梁122并在若干段屋面箱梁122下方设置支撑架并拉设缆风绳，支撑架上设置操作平台。

具体地，墙面箱梁121下端设置在地面，墙面箱梁121的上端连接在屋面箱梁122较低的一端，屋面箱梁122较高的一端连接在弧形箱型梁11的中部，屋面箱梁122整体呈一定的弧形，从低到高的安装顺序更便于把控安装精度和降低安装难度。

进一步地，如图1所示，所述步骤A3中所述的墙面桁架2包括墙面钢构件21、连接墙面钢构件21的墙面管架22和环形管架23，所述步骤A3中的安装墙面桁架2包括如下步骤：

A31：安装墙面钢构件21并在端部设置支撑架，支撑架上设置操作平台；

A32：安装墙面管架22，且墙面管架22水平连接在墙面钢构件21中部；

A33：安装环形管架23，且环形管架23水平连接在墙面钢构件21上端。

安装好主框架后，安装墙面桁架2时，先安装墙面钢构件21，墙面钢构件21下端设置在地面，上端通过支撑架支撑，并在支撑架上均要设置缆风绳，该步骤便于控制墙面钢构件21的安装精度和刚度，之后再在墙面钢构件21上从下往上依次设置横向连接在墙面钢构件21上的墙面管架22，最后在墙面钢构件21上端安装环形管架23，该施工方法保证了墙面桁架2的安装精度和刚度。

进一步地，如图1所示，所述步骤A5中所述屋顶桁架3包括对称设置在L型箱型梁12两侧的多个屋顶钢构件，多个屋顶钢构件在L型箱型梁12两侧进行对称安装，屋顶钢构件均为管桁架。先从椭球型网壳的小端即L型箱型梁12靠近墙面箱梁121的一端在L型箱型梁12两侧吊装屋顶钢构件并在L型箱型梁12的屋面箱梁122两侧对称连接并点焊后，利用满堂脚手架平台，依照设计节点要求将屋顶钢构件进行固定，按照先主后次的焊接顺序对屋顶钢构件进行焊接。通过屋顶钢构件的对称安装，屋顶桁架3不易产生偏斜，便于保证安装精度和刚度。

此外在安装椭球型网壳两侧的墙面桁架2时，会留出开口，开口上端设置管桁架与墙面钢构件21连接，保证开口处的刚度。

进一步地，还包括对椭球型网壳的空间坐标的监测。为保证钢构件的安装精度以及后期装饰装修的室内室外效果，并使钢构件的空间坐标与设计要求相符，必须对钢构件的安装精度、空间坐标等进行监测，通过施工过程中监控钢构件的空间坐标，保证施工中钢构件的安装精度。

进一步地，所述对椭球型网壳的空间坐标的监测包括在弧形箱型梁11、L型箱型梁12、环形管架23和屋顶桁架3上设置反光贴片并配合全站仪进行空间坐标的定位和监测。由于钢构件安装后坐标太高，在构件上方架设棱镜不太现实，因此采用反光贴片代替棱镜，对钢构件的空间坐标进行测量；在钢构件安装过程中，部分钢构件会由于焊接及其他外力原因造成变形，因此在钢构件的安装过程中，现场施工采用反光贴片配合全站仪对构件空间坐标进行定位、监测，确保网壳构件的施工安全、有效。对于网壳钢构件空间坐标的监测定位，需在主要钢构件及弧度较大的节点部位进行布置反光贴片，确保主体结构空间坐标的准确性。施工时，工人将反光贴片贴在主要钢构件及弧度较大的节点部位，待钢构件安装完成后用全站仪对反光贴片位置进行定位，与设计位置相对应，对于坐标位置相差较大部位及时进行调整，把误差控制在规范要求范围内；待构件调整完成后进行后续构件的安装；网壳钢构件安装完成后，待满堂脚手架等拆除之后，需再次通过全站仪对贴片进行检查复核，确保主要构件空间坐标点的定位与设计位置相一致。

进一步地，通过屋面吊对弧形箱型梁11、L型箱型梁12、墙面桁架2和屋顶桁架3进行吊装后进行焊接固定。由于该展馆的楼面荷载无法满足吊车的旋转，该工程采用屋面吊进行吊装工作，该实施例中，选用WQ50塔式起重机进行吊装工作。屋面吊利用4个支座预埋件受力，每个支座分摊受力，在每个预埋件下方加设一根无缝圆管，圆管底部通过预埋件立在筏板上，顶部支撑在混凝土梁底部。由于屋面吊的预埋件不在同一标高，存在高差，可通过增加钢柱来进行调整，保证屋面吊底座安装在同一标高，侧面加设若干根钢梁，提高屋面吊强度。

进一步地，如图1和图2所示，所述弧形箱型梁11和L型箱型梁12均采用箱型梁结构，用于跨度较大的建筑时，箱形梁是最好的结构形式，它的闭合薄壁截面抗扭刚度很大，顶底板都具有大的面积，能有效地抵抗正负 弯矩并满足配筋需要，具有良好的动力特性和小的收缩变形值；所述墙面桁架2和屋顶桁架3均采用圆管构件制成，圆管便于采用冷弯成型和热弯成型进行弯曲加工。

以上所述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)

1.一种椭球型单层网格散装施工方法，其特征在于，包括主钢架（1）、墙面桁架（2）和屋顶桁架（3），所述主钢架（1）包括交叉连接的弧形箱型梁（11）和L型箱型梁（12），施工方法包括如下步骤：

A1：吊装弧形箱型梁（11）并设置相应的支撑架；

A2：吊装L型箱型梁（12）并设置相应的支撑架；

A3：吊装墙面桁架（2）；

A4：搭设满堂脚手架；

A5：安装屋顶桁架（3）。

2.根据权利要求1所述的椭球型单层网格散装施工方法，其特征在于，所述步骤A1中的弧形箱型梁（11）分若干段弧形支梁，若干段弧形支梁从弧形箱型梁（11）的两端向弧形箱型梁（11）的中部吊装施工。

3.根据权利要求1或2所述的椭球型单层网格散装施工方法，其特征在于，所述步骤A2中的L型箱型梁（12）包括墙面箱梁（121）和与墙面箱梁（121）连接的若干段屋面箱梁（122），所述步骤A2中的L型箱型梁（12）的吊装包括如下步骤：

A21：安装墙面箱梁（121）并在墙面箱梁（121）的端部设置支撑架，支撑上设置操作平台；

A22：安装若干段屋面箱梁（122）并在若干段屋面箱梁（122）下方设置支撑架并拉设缆风绳，支撑架上设置操作平台。

4.根据权利要求3所述的椭球型单层网格散装施工方法，其特征在于，所述步骤A3中所述的墙面桁架（2）包括墙面钢构件（21）、连接墙面钢构件（21）的墙面管架（22）和环形管架（23），所述步骤A3中的安装墙面桁架（2）包括如下步骤：

A31：安装墙面钢构件（21）并在墙面钢构件（21）的端部设置支撑架，支撑架上设置操作平台；

A32：安装墙面管架（22），且墙面管架（22）水平连接在墙面钢构件（21）中部；

A33：安装环形管架（23），且环形管架（23）水平连接在墙面钢构件（21）上端。

5.根据权利要求4所述的椭球型单层网格散装施工方法，其特征在于，所述步骤A5中所述屋顶桁架（3）包括对称设置在L型箱型梁（12）两侧的多个屋顶钢构件，多个屋顶钢构件在L型箱型梁（12）两侧进行对称安装。

6.根据权利要求5所述的椭球型单层网格散装施工方法，其特征在于，还包括对椭球型网壳的空间坐标的监测。

7.根据权利要求6所述的椭球型单层网格散装施工方法，其特征在于，所述对椭球型网壳的空间坐标的监测包括在弧形箱型梁（11）、L型箱型梁（12）、环形管架（23）和屋顶桁架（3）上设置反光贴片并配合全站仪进行空间坐标的定位和监测。

8.根据权利要求1或2或4或5或6或7所述的椭球型单层网格散装施工方法，其特征在于，通过屋面吊对弧形箱型梁（11）、L型箱型梁（12）、墙面桁架（2）和屋顶桁架（3）进行吊装后进行焊接固定。

9.根据权利要求8所述的椭球型单层网格散装施工方法，其特征在于，所述弧形箱型梁（11）和L型箱型梁（12）均采用箱型梁结构，所述墙面桁架（2）和屋顶桁架（3）均采用圆管构件制成。

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