CN111764561B - 中置压环梁轮辐式张拉结构的施工方法及竖向控制支架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中置压环梁轮辐式张拉结构的施工方法和竖向控制支架。所述竖向控制支架包括支架主体、竖向控制装置、反力装置和转换平台，所述转换平台安装在支架主体上，所述竖向控制装置安装在支架主体内部并穿过转换平台与设置在所述转换平台上的反力装置连接。所述竖向控制支架安装有竖向控制装置和反力装置，在反力装置与建筑结构的控制节点连接后，通过调节施加在控制节点的力来双向调节控制节点的标高位置，使控制节点到达设计标高，进而使建筑结构的控制节点满足设计要求，保证施工质量。

Description

中置压环梁轮辐式张拉结构的施工方法及竖向控制支架

技术领域

本发明涉及机械施工领域，尤其涉及一种中置压环梁轮辐式张拉结构的施工方法及竖向控制支架。

背景技术

轮辐式张拉结构由于空间跨度大、结构稳定的特点，常常被用于建设体育场等大跨度空间场所的屋盖。该轮辐式张拉结构一般由外压环梁、环向索、上弦径向索、下弦径向索、撑杆和支撑柱构成，其中外压环梁搁置在支撑柱顶端，上弦径向索和下弦径向索通过竖向撑杆支撑组成张拉结构。轮辐式张拉结构的结构形式没有太大变化，只是根据体育场的建筑造型，在屋面的平面形状和屋顶的起伏形式上进行调整。

常规的轮辐式张拉结构有两种施工方法：1、支架法；2、无支架法。

支架法的施工步骤包括：1)安装支撑柱和外压环梁；2)搭设上部网格的拼装支架；3)分单元吊装上部网格和撑杆至支架上；4)将环向索与撑杆的下端连接；5)将下弦径向索的一端与撑杆下端和环向索连接，另一端和外压环梁连接；6)预紧和张拉下弦径向索，并卸载支架，则轮辐式张拉结构成型；7)安装屋面系统。

无支架法的施工步骤包括：1)安装支撑柱和外压环梁；2)在地面和看台上铺展环向索和下弦径向索，并将径向索与环向索连接；3)通过牵引装置斜向牵引下弦径向索来提升结构索网，将下弦径向索外端与外压环梁相连并锚固就位，则轮辐式张拉结构成型；4)安装屋面系统。

中置压环梁轮辐式张拉结构是轮辐式张拉结构体系的一种新的结构形式，这种结构是通过改变常规轮辐式张拉结构外压环梁的位置得到的，将通常放置在外圈支撑柱顶端的外压环梁向内移形成中置压环梁，同时上弦径向索被刚性的径向梁所代替，下弦径向索的水平力通过受压的上弦径向梁传递给中置压环梁形成自锚。

这种中置压环梁轮辐式张拉结构必须采用支架法进行结构安装，但采用常规的支架法施工会存在径向索张拉时外斜撑受到朝径向索方向的拉力而使外斜撑下端的位置发生偏移，从而导致外斜撑与径向梁之间的角度缩小，进而导致中置压环梁的控制节点超出设计标高，致使整个屋盖上抬的问题，而屋盖上抬将导致施工存在不达标的风险，因此有必要提供一种解决中置压环梁张拉结构张拉成型时屋盖上抬问题的施工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中置压环梁轮辐式张拉结构的施工方法及竖向控制支架，以解决中置压环梁轮辐式张拉结构张拉成型时控制节点超出设计标高而导致屋盖上抬的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种中置压环梁轮辐式张拉结构的施工方法，包括：

步骤一，安装外支撑柱；

步骤二，安装竖向控制支架，并在所述竖向控制支架安装完成后进行竖向控制预张拉；

步骤三，在所述竖向控制支架上方拼装径向梁和中置压环梁，并在所述中置压环梁和所述竖向控制支架的反力装置之间加设拉杆，同时在支撑柱顶端安装外环梁并连接相邻的外环梁；

步骤四，将所有中置压环梁依次拼接在一起形成一个环状结构，并利用提升装置提升环向索至所述中置压环梁轮辐式张拉结构的设计标高之上，再将所述环向索与所述外斜撑连接就位；

步骤五，通过索夹连接所述径向索与所述环向索，连接完成后张拉所述径向索，直至就位后固定所述径向索，同时使用所述竖向控制支架的竖向控制装置拉住所述拉杆使所述中置压环梁的控制节点保持设计标高；

步骤六，安装内斜撑和内悬挑，然后释放并拆除所述竖向控制支架，从而形成中置压环梁轮辐式张拉结构。

可选的，所述竖向控制支架的高度为所述中置压环梁轮辐式张拉结构的设计标高。

可选的，在所述步骤五中，所述径向索采用计算机控制同步张拉，直至所述径向索就位后采用穿销轴固定所述径向索。

可选的，在所述步骤五中，当所述控制节点超出设计标高时，利用张拉控制装置调节所述竖向控制支架中的千斤顶，然后操作所述千斤顶往复作用，向下张拉所述竖向控制支架中的竖向控制装置直至控制节点达到所述设计标高。

可选的，所述竖向控制支架包括反力装置、竖向控制装置、支架主体和转换平台，所述转换平台安装在所述支架主体顶端，所述反力装置设置在所述转换平台上并与穿过所述转换平台的所述竖向控制装置连接。

可选的，所述竖向控制装置包括钢绞线、钢绞线上吊具和千斤顶，所述钢绞线的上端与所述钢绞线上吊具连接，所述钢绞线的下端与所述千斤顶连接。

可选的，所述千斤顶固定在所述支架主体的下端。

可选的，所述竖向控制支架还包括一个搁置平台，所述搁置平台设置在所述转换平台的正上方。

可选的，所述支架主体为矩形脚架或三脚架。

可选的，所述竖向控制支架还包括辅助支架，所述辅助支架设置在所述支架主体的下端。

可选的，所述反力装置为反力梁、反力架或者反力梁与设置在所述反力梁下方的千斤顶的组合体。

本发明提供了一种竖向控制支架，所述竖向控制支架装有竖向控制装置和反力装置，在建筑结构施工过程中，可以将建筑结构的控制节点与反力装置连接，通过调节竖向控制装置和反力装置双向调节建筑结构的控制节点的标高，使建筑结构的控制节点符合设计要求。另外，本发明还提供了一种中置压环梁轮辐式张拉结构的施工方法，以解决中置压环梁轮辐式张拉结构张拉成型过程中控制节点超出设计标高而导致屋盖上抬的问题，所述施工方法通过加设竖向控制支架配合施工，在径向索张拉时利用竖向控制支架内的竖向控制装置拉住连接反力装置的中置压环梁——控制节点，使控制节点保持设计标高，从而解决屋盖上抬的问题，以保证施工质量。

附图说明

图1为中置压环梁轮辐式张拉结构体系的整体三维轴测图；

图2为中置压环梁轮辐式张拉结构单元的侧视图；

图3为本发明实施例提供的中置压环梁轮辐式张拉结构施工步骤一的示意图；

图4为本发明实施例提供的中置压环梁轮辐式张拉结构施工步骤二的示意图；

图5为本发明实施例提供的中置压环梁轮辐式张拉结构施工步骤三的示意图；

图6为本发明实施例提供的中置压环梁轮辐式张拉结构的施工步骤四的示意图；

图7为本发明实施例提供的中置压环梁轮辐式张拉结构的施工步骤五的示意图；

图8为本发明实施例提供的中置压环梁轮辐式张拉结构的施工步骤六的示意图；

图9为本发明实施例提供的中置压环梁轮辐式张拉结构的稳定成型的示意图；

图10为本发明实施例提供的竖向控制支架的示意图；

图11为本发明实施例提供的竖向控制支架施工工作的示意图；

附图标记说明：

10-看台；

20-支撑柱；

30-环梁结构；31-外环梁；32-径向梁；33-中置压环梁；34-内悬挑；

40-竖向控制支架；41-支架主体；42-竖向控制装置；42a-钢绞线；42b-千斤顶；42c-钢绞线上吊具；43a-转换平台；43b-搁置平台；44-反力装置；45-拉杆；46-辅助支架；

50-索杆结构；51-径向索；52-环向索；53-外斜撑；54-内斜撑；55-索夹；

60-提升装置；

70-环状结构；

80-中置压环梁轮辐式张拉结构体系；

90-次钢结构。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

图1为一种中置压环梁轮辐式张拉结构体系的整体三维轴测图，图2为中置压环梁轮辐式张拉结构单元的侧视图。如图1和图2所示，该中置压环梁轮辐式张拉结构体系80包括支撑柱20以及搭建在支撑柱20上部的刚性梁结构30和索杆结构50以及次钢结构90，所述次钢结构90安装在相邻的所述刚性梁结构30之间和刚性梁结构30的边缘，所述索杆结构50位于刚性梁结构30下方并与刚性梁结构30共同构成三角形结构。所述索杆结构50包括径向索51、环向索52、外斜撑53、内斜撑54和环向索52上的索夹55，所述径向索51位于外斜撑53外侧，所述内斜撑54位于外斜撑53内侧，所述径向索51、外斜撑53和内斜撑54的一端通过环向索52上的索夹55连接在一起，另一端连接刚性梁结构30。所述刚性梁结构30包括外环梁31、径向梁32、中置压环梁33和内悬挑34，所述外环梁31与径向梁32外端连接，所述中置压环梁33分别与径向梁32内端和内悬挑34外端连接，所述中置压环梁33、内悬挑34的中端和外压环梁31分别与索杆结构50连接并构成两个同一平面上的三角形，所述中置压环梁33与相邻的中置压环梁33依次连接形成一个环状结构70。

下文结合图1-11详细介绍本实施例的竖向控制支架以及中置压环梁轮辐式张拉结构的具体施工方法。

首先，组装如图10所示的竖向控制支架40。具体的，在本实施例中，竖向控制支架40的组装过程包括：先在辅助支架46上搭设支架主体41，并在支架主体41上搭建转换平台43a，然后放置一个反力装置44在转换平台43a上，接着在转换平台43a的正上方安装搁置平台，接着将竖向控制装置42上的钢绞线42a的上端与钢绞线上吊具42c连接，同时将钢绞线42a的下端与千斤顶42b相连，之后将连接好的千斤顶42b固定在支架主体41的下端，最后将钢绞线上吊具42c穿过转换平台43a与反力装置44连接，此时竖向控制支架40安装完成。

接下来，开展中置压环梁轮辐式张拉结构的施工，具体施工步骤如下：

步骤一，如图3所示，将支撑柱20安装在看台10周边；

步骤二，如图4所示，先在计划设置中置压环梁33的位置下方安装竖向控制支架40，竖向控制支架40安装完成后，对竖向控制支架40进行竖向控制预张拉；

步骤三，结合图5和图11所示，先在竖向控制支架40上方拼装径向梁32和中置压环梁33，然后在竖向控制支架40的反力装置44和中置压环梁33之间加设一根拉杆45，最后将外环梁31安装在支撑柱20的顶端并依次连接相邻的外环梁31；

步骤四，如图6所示，先将中置压环梁33依次拼接，形成一个环状结构70，然后在中置压环梁33上设置提升装置60，再通过提升装置60提升在地面和看台10上铺展好的环向索52至中置压环梁轮辐式张拉结构的设计标高之上，最后将环向索52与外斜撑53通过环向索52上的索夹55连接就位；

步骤五，如图7所示，先将径向索51与环向索52通过环向索52上的索夹55连接，然后采用计算机控制同步张拉所有径向索51，直至张拉就位后固定径向索51，此时中置压环梁33拼接形成的环状结构70有上抬的趋势，这会导致中置压环梁轮辐式张拉结构整体80上抬，即屋盖会上抬，为了防止屋盖上抬，在张拉径向索51的同时利用竖向控制支架40内的竖向控制装置42拉住连接中置压环梁33的拉杆并保持设计标高；

步骤六，结合图8和图9所示，在保持中置压环梁33的设计标高状态下安装中置压环梁轮辐式张拉结构的内悬挑34和内斜撑54，待整个屋面结构安装完成后，缓慢释放竖向控制支架40，并待中置压环梁轮辐式张拉结构稳定后拆除竖向控制支架40，此时中置压环梁轮辐式张拉结构成型。

本实施例中，所述中置压环梁轮辐式张拉结构体系80有46榀径向索，按照径向索的榀数将中置压环梁轮辐式张拉结构体系80分为46个单元，每个单元如图2所示。在所述步骤一和步骤三中的施工过程中，所述每个单元可以同步安装，也可以分批次先后安装。在步骤三中，先将46个单元分成若干组，并将每组的外环梁连接依次与相邻的外环梁连接，使每组单元的外环梁拼接形成一个扇形。另外，在步骤四中，所述中置压环梁拼接形成的环状结构70将所有的中置压环梁轮辐式张拉结构体系80的每组单元连接成一个整体，然后利用计算机控制同步张拉所有径向索51，完成每个中置压环梁轮辐式张拉结构单元的固定，然后连接相邻每组单元的外环梁并在每个中置压环梁结构单元之间安装次钢结构90，则中置压环梁轮辐式张拉体系80安装完成

本实施例中，所述竖向控制支架40的组装顺序不受限制，所述竖向控制支架40的组装既可以在施工开始之前组装好，直接在施工时安装竖向控制支架40，也可以在施工开始之后先安装好支架主体41，再对竖向控制支架40进行组装。

为了更好的控制中置压环梁——控制节点的标高位置，本实施例中，当控制节点高于预定标高或设计标高时，先检查反力装置是否与竖向控制装置连接松动，若无松动，操作千斤顶反复作用，向下张拉竖向控制装置直至控制节点达到预定标高或设计标高。

图11为本实施例中提供的竖向控制支架40的施工工作示意图，结合图1和图11所示，中置压环梁33与反力装置44之间设置了一根拉杆45，在径向索张拉过程中，中置压环梁33拼接形成的环状结构70会有一个上抬的趋势，此时拉杆45受到向上的拉力，张拉钢绞线42a给拉杆45增加向下的拉力，通过调节千斤顶43b控制钢绞线42a加在拉杆45上向下的拉力，使拉杆45受到的力处于平衡状态，这就避免了控制节点超出设计标高的问题。

图10为本实施例提供的竖向控制支架的示意图。如图10所示，本实施例还提供了一种竖向控制支架，用以在施工时支撑建筑结构并双向调节建筑结构的控制节点的标高，所述竖向控制支架40包括支架主体41、竖向控制装置42、反力装置44和转换平台43a，所述转换平台43a安装在支架主体41上，所述反力装置44搁置在所述转换平台上43a上，所述竖向控制装置42安装在支架主体41内部并与穿过转换平台43a与反力装置44连接。其中，所述竖向控制装置包括钢绞线42a、千斤顶42b和钢绞线上吊具42c，所述钢绞线42a的上端与钢绞线上吊具42c连接，下端与千斤顶42b连接；所述钢绞线上吊具42c穿过转换平台43a与反力装置44连接；为了支撑建筑结构的控制节点，操作台43a上方还设有搁置平台43b；另外，在施工过程中，由于支架主体41下方的地面位置不平整，很有可能会存在地面起伏过大而无法使支架主体41稳定设置，因此为了使支架主体能稳定设置在地面，支架主体的下方还设有辅助支架46。此外，所述竖向控制支架40包括竖向控制装置42和反力装置44，用以双向调节建筑结构的控制节点。由于本实施例提供的中置压环梁轮辐式张拉结构在径向索张拉时只存在控制节点标高高于设计标高的情况，因此本实施例中的反力装置44优选反向梁，在径向索张拉施工过程中，先将反力梁与控制节点连接，然后调节竖向控制装置42中的千斤顶42c用以增加连接反力梁的控制节点向下的拉力，从而降低控制节点的标高。而在建筑结构施工时，一般会存在控制节点标高低于或预定标高或设计标高的情况，因此反力装置44还可以选择反力梁和千斤顶的组合体，并将千斤顶设置在反力梁的下方。当建筑结构的控制节点低于设计标高时，先将反力梁与控制节点连接，然后调节反力装置44中的千斤顶用以增加连接反力梁的控制节点向上的推力，从而升高控制节点的标高；当建筑结构的控制节点高于设计标高时，通过调节竖向控制装置42中的千斤顶42c用以增加连接反力梁的控制节点向下的拉力，从而降低控制节点的标高。因此设置有竖向控制装置42和反力装置44的竖向控制支架40可以上下双向调节建筑结构的控制节点。

具体的，本实施例中，竖向控制支架的支架主体可以选择四脚架或三脚架，而本实施例提供的竖向控制支架的支架主体优选钢材料制成的四脚架，而四脚架中的贝雷架为标准单元支架，且装配式连接，在应用时会更加方便。另外，由钢材料制成的贝雷架本身具有一定的韧性，在受压受拉之后不易变形或折断，在使用时更加稳定。

为了方便竖向控制装置中的千斤顶与钢绞线连接，本实施例中，竖向控制装置的千斤顶优选液压穿心式千斤顶，液压穿心式千斤顶既方便与钢绞线连接又可以张拉钢绞线。另外，液压穿心式千斤顶轻巧坚固、灵活可靠，在安装和拆卸时更容易操作。此外，为了便于现场操作，本实施中，竖向控制装置的千斤顶固定在支架主体的下端。

本实施例中，竖向控制支架的高度需要配合建筑结构的设计标高，即竖向控制支架的最高处为建筑结构的设计标高，当竖向控制支架高于或低于设计标高时，可以在支架主体41为贝雷架的主体上增加或减少贝雷片来调节支架主体41的标高。

本实施例中，所述竖向控制支架的应用范围不受限制，所述竖向控制支架并非只适用于本实施例提供的中置压环梁轮辐式张拉结构的搭建，还可以应用在其它需要调节控制节点的建筑结构中，例如常规的轮辐式张拉结构或网索结构。

综上，在本发明实施例提供的中置压环梁轮辐式张拉结构的施工方法及控制支架中，所述竖向控制支架装有竖向控制装置和反力装置，在施工过程中，可以将建筑结构的控制节点与反力装置连接，通过调节竖向控制装置和反力装置进而上下双向调节建筑结构的控制节点的标高，使建筑结构的控制节点符合设计要求，保证施工质量，提高了施工效率。另外，本发明提供了一种中置压环梁轮辐式张拉结构的施工方法，以解决中置压环梁轮辐式张拉结构张拉成型过程中控制节点超出设计标高而导致屋盖上抬的问题，所述施工方法通过加设竖向控制支架配合施工，在径向索张拉时利用竖向控制支架中的竖向控制装置拉住连接反力装置的中置压环梁——控制节点，使控制节点保持设计标高，从而解决屋盖上抬的问题，并保证了施工质量。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种中置压环梁轮辐式张拉结构的施工方法，利用一竖向控制支架进行竖向张拉，所述竖向控制支架包括支架主体、竖向控制装置、反力装置和转换平台，所述转换平台安装在支架主体上，所述反力装置搁置在所述转换平台上，所述竖向控制装置安装在支架主体内部，所述竖向控制装置包括钢绞线、千斤顶和钢绞线上吊具，所述钢绞线的上端与所述钢绞线上吊具连接，下端与所述千斤顶连接，所述钢绞线上吊具穿过所述转换平台与所述反力装置连接，其特征在于，包括：

步骤一，安装支撑柱；

步骤二，安装所述竖向控制支架，并在所述竖向控制支架安装完成后进行竖向控制预张拉；

步骤三，在所述竖向控制支架上方拼装径向梁和中置压环梁，并在所述中置压环梁和所述竖向控制支架的反力装置之间加设拉杆，同时在支撑柱顶端安装外环梁并连接相邻的外环梁；

步骤四，将所有中置压环梁依次拼接在一起形成一个环状结构，并利用提升装置提升环向索至所述中置压环梁轮辐式张拉结构的设计标高之上，再将所述环向索与所述外斜撑连接就位；

步骤五，通过索夹连接径向索与所述环向索，连接完成后张拉所述径向索，直至就位后固定所述径向索，同时通过所述千斤顶控制所述钢绞线加在所述拉杆上的拉力使所述中置压环梁的控制节点保持设计标高；

步骤六，安装内斜撑和内悬挑，然后释放并拆除所述竖向控制支架，从而形成中置压环梁轮辐式张拉结构。

2.如权利要求1所述的中置压环梁轮辐式张拉结构的施工方法，其特征在于，所述竖向控制支架的高度为所述中置压环梁轮辐式张拉结构的设计标高。

3.如权利要求1所述的中置压环梁轮辐式张拉结构的施工方法，其特征在于，在所述步骤五中，所述径向索采用计算机控制同步张拉，直至所述径向索就位后采用穿销轴固定所述径向索。

4.如权利要求1所述的中置压环梁轮辐式张拉结构的施工方法，其特征在于，在所述步骤五中，当所述控制节点超出设计标高时，利用张拉控制装置调节所述竖向控制支架中的千斤顶，然后操作所述千斤顶往复作用，向下张拉所述竖向控制支架中的竖向控制装置直至控制节点达到所述设计标高。

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