CN111927094A - 牵引下层索网整体提升和张拉双层索网结构的施工方法 - Google Patents

牵引下层索网整体提升和张拉双层索网结构的施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种牵引下层索网整体提升和张拉双层索网结构的施工方法，步骤如下：1)组装上层索网；2)组装撑杆和下部索网；3)牵引力由上层索网转移至下层索网；4)牵引下层索网整体提升至上层索网的外端索头靠近外压环；5)将上层索网的外端索头与外压环锚接；6)张拉下层索网整体成型。固定铰接在外压环上的牵引设备连续工作，牵引下层索网来托举上层索网实现整体提升，且对整体索网施加预应力，即连续牵引过程依次完成上层索网和下层索网与外压环锚接。上层索网锚接时处于松垂状态，锚接力小；下层索网锚接时上层索网被动张拉，整体结构张拉成型；既减少了一半的工装设备量，也无需二次转移工装设备，施工效率高，节省工期和费用。

Description

牵引下层索网整体提升和张拉双层索网结构的施工方法
技术领域
本发明涉及双层索网结构的施工方法，尤其涉及牵引下层索网整体提升和张拉双层索网结构的施工方法。
背景技术
双层索网结构是由上层索网和下层索网及其之间的撑杆、外压环(包括受压的外环梁或外环桁架)构成的一种大跨空间建筑结构形式，典型的有索桁架、索穹顶等，属于索杆张力结构。双层索网结构的外端索头与外压环连接，索杆系和外压环的预应力相互平衡。与单层索网结构相比，双层索网结构具有刚度大、形式多、适用广等优点。
现有已成型的双层索网结构施工方法大致分为以下两类：
1)搭设高支架，在高空组装和张拉索网的方法
首先，在场地内搭设高支架；然后，在高支架上原位拼装内拉环；然后，在高空依次分批安装上层索网、撑杆、下层索网；最后，逐圈张拉下层索网使结构成型。该方法需要搭设高支架和在高空安装索网，高空作业量大，施工措施费高。
2)牵引上层索网提升整体索网的方法
将上层索网的外端索头与牵引系统连接，下层索网吊挂在上层索网下，随上层索网一起被提升；待上层索网的外索头被牵引至外压环且锚固连接后，撤除牵引设备；然后，安装张拉设备对下层索网进行张拉，使结构成型。该方法需要分别依次牵引上层索网和张拉下层索网的双倍数量设备，数量大，费用高；或者待牵引上层索网完成后将牵引设备转移至下层索网作为张拉设备用，增加了设备转移和二次安装的工序和工作量，延长了工期。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种依靠固定铰接在外压环上的牵引设备牵引下层索网来托举上层索网，实现结构整体提升的牵引下层索网整体提升和张拉双层索网结构的施工方法。
技术方案：本发明所述的双层索网结构的施工方法中，所述双层索网结构由上层索网、下层索网、撑杆和外压环构成；施工方法中的牵引系统主要包括主牵引系统和次牵引系统，主牵引系统包括牵引设备、主牵引工装索、主反力工装和主工装锚具，次牵引系统包括前次反力工装、前次工装锚具、后次反力工装、后次工装锚具、次牵引工装索和次牵引锚座；所述施工方法的主要步骤如下：
(一)组装上层索网：在原位安装外压环和在低空组装上层索网，在外压环上安装牵引设备和主牵引工装索，在主牵引工装索的中部安装前次工装锚具和前次反力工装，将上层索网外端索头与前次反力工装连接；
(二)组装撑杆和下层索网：随牵引设备工作，上层索网逐渐被提升，随之组装上层索网下方的撑杆和下层索网，主反力工装安装在下层索网的外端索头上，并在主反力工装上安装主工装锚具与主牵引工装索端连接；
(三)牵引力由上层索网转移至下层索网：牵引设备继续工作，主牵引工装索的力由上层索网转移至下层索网，下层索网逐渐受力刚化，由悬吊转为托举状态，而上层索网逐渐减力软化；
(四)牵引下层索网整体提升至上层索网的外端索头靠近外压环：牵引设备继续工作，下层索网托举撑杆和上层索网整体提升；待上层索网的外端索头靠近外压环，此时上层索网已处于松垂状态，将次牵引工装索与次牵引锚座连接，然后卸除前次反力工装；
(五)将上层索网的外端索头与外压环锚接：伴随牵引设备继续工作通过次牵引工装索将上层索网的外端索头与外压环锚接，然后卸除次牵引工装索、后次工装锚具和后次反力工装；
(六)张拉下层索网整体成型：牵引设备继续工作，待下层索网的外端索头靠近外压环，此时整体结构被施加预应力，将外端索头与外压环锚接就位，结构施工成型；然后卸除主反力工装、主工装锚具、前次工装锚具、主牵引工装索和牵引设备。
所述牵引设备和次牵引锚座安设在外压环上，所述牵引设备通过销轴连接外压环；主反力工装安装在下层索网的外端索头上，通过主工装锚具和主牵引工装索连接牵引设备；前次工装锚具和前次反力工装安装在主牵引工装索的中部，与上层索网的外端索头连接；后次反力工装安装在上层索网的外端索头上，通过后次工装锚具、次牵引工装索与次牵引锚座连接。
所述步骤二至步骤六中，牵引设备连续工作，依次完成牵引和张拉的各步工序。
所述步骤二至步骤四在完成上层索网与外压环锚接前的牵引过程中，前次工装锚具和主工装锚具在主牵引工装索上的位置是固定的，即前次工装锚具和主工装锚具之间的主牵引工装索长度保持不变；所述主牵引工装索的长度，确保在步骤三中实现下层索网由悬吊转为托举状态。
所述步骤五中，上层索网与外压环锚接，上层索网处于低应力的松垂状态。
优选的，主牵引工装索采用钢绞线束，前次工装锚具和主工装锚具配备防松夹片。
有益效果：本发明与现有技术相比，其显著效果如下：1、通过连续的牵引过程依次完成上层索网、下层索网与外压环的锚接，无需更换、转移、增补牵引设备；2、上层索网锚接时处于松垂状态，锚接力小；3、下层索网与外压环锚接时，上层索网被动张拉，整体结构张拉成型；4、减少了一半的工装设备量，也无需二次转移工装设备，施工效率高，节省工期和费用。
附图说明
附图1中(a)为本发明第一步施工步骤的立面示意图、(b)为本发明第一步施工步骤平面示意图；
附图2为本发明第二步施工步骤的立面示意图；
附图3为本发明第二步施工步骤的平面示意图；
附图4为本发明第三步施工步骤的立面示意图；
附图5为本发明第三步施工步骤的平面示意图；
附图6为本发明第四步施工步骤的立面示意图；
附图7为本发明第四步施工步骤的平面示意图；
附图8为本发明第五步施工步骤的立面示意图；
附图9为本发明第五步施工步骤的平面示意图；
附图10为本发明第六步施工步骤的立面示意图；
附图11为本发明第六步施工步骤的平面示意图；
附图12为双层索网结构施工成型立面示意图；
附图13为双层索网结构施工成型平面示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述。
以某体育场的挑蓬结构工程为例，该工程采用大开口索穹顶结构，属于双层索网结构类型。其共三环，采用Levy型网格形式，如图12，上层索网有脊索4，下层索网有斜索6和环索8，之间为撑杆9，内拉环采用钢环桁架。
如图1、图2所示，牵引系统的牵引设备10采用液压千斤顶提升器，主牵引工装索11和次牵引工装索18采用钢绞线，主反力工装12采用钢板加工而成，前次反力工装14和后次反力工装16采用型钢梁加工而成，主工装锚具13、前次工装锚具15和后次工装锚具17采用多孔防松夹片锚，次牵引锚座19采用钢板焊接在外压环3上。
具体施工步骤如下：
(一)第一步组装脊索4网
在设计位置安装柱子2和外压环3，在看台1上组装脊索4网，在外压环3上安装牵引设备10及其主牵引工装索11，在主牵引工装索11的中部安装前次工装锚具15和前次反力工装14，将脊索4的外端索头5与前次反力工装14连接。
(二)第二步组装撑杆9、斜索6和环索8
随牵引设备10工作，脊索4网逐渐被提升，随之组装脊索4网下方的撑杆9、斜索6、环索8，将主反力工装12安装在斜索6的外端索头7上，并在主反力工装12上安装主工装锚具13与主牵引工装索11端连接。
(三)第三步牵引力由上层索网转移至下层索网
牵引设备10继续工作，主牵引工装索11的力由脊索4转移至斜索6和环索8，斜索6和环索8逐渐受力刚化，由悬吊转为托举状态，而脊索4网逐渐减力软化。
(四)第四步牵引外圈斜索6整体提升至外圈脊索4的外端索头5靠近外压环3
牵引设备10继续工作，斜索6和环索8托举撑杆9和脊索4整体提升；待脊索4网的外端索头14靠近外压环3，此时脊索4网已处于松垂状态、锚接力减小，将次牵引工装索18与次牵引台座19连接，然后卸除前次反力工装14。
(五)第五步将外圈脊索4的外端索头5与外压环3锚接：
伴随牵引设备10继续工作通过次牵引工装索18将外圈脊索4的外端索头5与外压环3锚接，然后卸除次牵引工装索18、后次工装锚具17和后次反力工装16。
(六)第六步张拉外圈斜索6整体成型
牵引设备10继续工作，待外圈斜索6的外端索头7靠近外压环3，此时整体结构被施加预应力，将外端索头7与外压环3锚接就位，结构施工成型，最后卸除主反力工装12、主工装锚具13、前次工装锚具15、主牵引工装索11和牵引设备10。
在上述步骤二至步骤六中，牵引设备10连续工作，依次完成牵引和张拉的各步工序，工作过程中无需更换、转移、增补牵引设备10。

Claims (6)

1.一种牵引下层索网整体提升和张拉双层索网结构的施工方法，所述双层索网结构由上层索网、下层索网、撑杆(9)和外压环(3)构成；施工方法中的牵引系统主要包括主牵引系统和次牵引系统，主牵引系统包括牵引设备(10)、主牵引工装索(11)、主反力工装(12)和主工装锚具(13)，次牵引系统包括前次反力工装(14)、前次工装锚具(15)、后次反力工装(16)、后次工装锚具(17)、次牵引工装索(18)和次牵引锚座(19)；其特征在于：所述施工方法的步骤如下：
(一)组装上层索网：在原位安装外压环(3)和在低空组装上层索网，在外压环(3)上安装牵引设备(10)和主牵引工装索(11)，在主牵引工装索(11)的中部安装前次反力工装(14)和前次工装锚具(15)，将上层索网外端索头与前次反力工装(14)连接；
(二)组装撑杆(9)和下层索网：随牵引设备(10)工作，上层索网逐渐被提升，随之组装上层索网下方的撑杆(9)和下层索网，主反力工装(12)安装在下层索网的外端索头上，并在主反力工装(12)上安装主工装锚具(13)与主牵引工装索(11)端连接；
(三)牵引力由上层索网转移至下层索网：牵引设备(10)继续工作，主牵引工装索(11)的力由上层索网转移至下层索网，下层索网逐渐受力刚化，由悬吊转为托举状态，而上层索网逐渐减力软化；
(四)牵引下层索网整体提升至上层索网的外端索头靠近外压环(3)：牵引设备(10)继续工作，下层索网托举撑杆(9)和上层索网整体提升；待上层索网的外端索头靠近外压环(3)，此时上层索网已处于松垂状态，将次牵引工装索(18)与次牵引锚座(19)连接，然后卸除前次反力工装(14)；
(五)将上层索网的外端索头与外压环(3)锚接：伴随牵引设备(10)继续工作通过次牵引工装索(18)将上层索网的外端索头与外压环(3)锚接，然后卸除次牵引工装索(18)、后次工装锚具(17)和后次反力工装(16)；
(六)张拉下层索网整体成型：牵引设备(10)继续工作，待下层索网的外端索头靠近外压环(3)，此时整体结构被施加预应力，将外端索头与外压环(3)锚接就位，结构施工成型；然后卸除主反力工装(12)、主工装锚具(13)、前次工装锚具(15)、主牵引工装索(11)和牵引设备(10)。
2.根据权利要求1所述的牵引下层索网整体提升和张拉双层索网结构的施工方法，其特征在于：步骤一中，所述牵引设备(10)和次牵引锚座(19)安设在外压环(3)上，所述牵引设备(10)通过销轴连接外压环(3)；主反力工装安装(12)在下层索网的外端索头上，通过主工装锚具(13)和主牵引工装索(11)连接牵引设备(10)；前次反力工装(14)和前次工装锚具(15)安装在主牵引工装索(11)的中部，与上层索网的外端索头连接；后次反力工装(16)安装在上层索网的外端索头上，通过后次工装锚具(17)、次牵引工装索(18)与次牵引锚座(19)连接。
3.根据权利要求1所述的牵引下层索网整体提升和张拉双层索网结构的施工方法，其特征在于：所述步骤二至步骤六中，牵引设备(10)连续工作，依次完成牵引和张拉的各步工序。
4.根据权利要求1所述的牵引下层索网整体提升和张拉双层索网结构的施工方法，其特征在于：所述步骤二至步骤四在完成上层索网与外压环(3)锚接前的牵引过程中，前次工装锚具(15)和主工装锚具(13)在主牵引工装索(11)上的位置是固定的，即前次工装锚具(15)和主工装锚具(13)之间的主牵引工装索(11)长度保持不变；所述主牵引工装索(11)的长度确保在步骤三中实现下层索网由悬吊转为托举状态。
5.根据权利要求1所述的牵引下层索网整体提升和张拉双层索网结构的施工方法，其特征在于：所述步骤五中，上层索网与外压环(3)锚接，上层索网处于低应力的松垂状态。
6.根据权利要求1所述的牵引下层索网整体提升和张拉双层索网结构的施工方法，其特征在于：主牵引工装索(11)采用钢绞线束，前次工装锚具(15)和主工装锚具(13)配备防松夹片。
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