CN113235946B - 一种大型场馆钢罩棚高空旋转施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型场馆钢罩棚高空旋转施工方法,涉及建筑工程技术领域。将钢罩棚划分为屋面罩棚和立面罩棚，并将屋面罩棚划分为n个旋转结构单元；待场馆混凝土主体结构施工完成后，立面罩棚开始施工，同时在看台结构上安装卧拼支撑胎架，并在场内安装提升架，在前提升架不同标高处设置三道横向联系梁；待卧拼支撑胎架安装完成后将立面罩棚与旋转结构单元拼装并设置限位装置；在提升架上安装提升设备，用扣索连接好提升设备和穿心油缸，继续将旋转结构单元旋转提升到设计标高，封装焊接转铰，再嵌补安装所述旋转结构单元间的杆件。本发明显著降低了高空作业量，提高了施工效率和施工安全系数，也保证了施工质量。

Description

一种大型场馆钢罩棚高空旋转施工方法

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种大型场馆钢罩棚高空旋转施工方法。

背景技术

近年来，随着我国大型公共文化场馆的进一步发展，钢罩棚涌现出了结构类型复杂、造型新颖、构件尺寸大、杆件重量重、结构跨度大、安装高度超高等新的特点。目前，大型场馆钢罩棚安装的常用施工方法包括高空散装法、分条或分块安装法、高空滑移法、整体吊装法、整体提升法、整体顶升法等。

高空散装法是指将小单元或散件(单根杆件及单个节点)直接在设计位置进行总拼的方法，适用于螺栓连接节点的各种类型网架，尤其是适合起重困难的情况，它的施工重点是确定合理的拼装顺序，控制好标高和轴线的位置。

高空滑移法是指将分条的网架单元在事先设置的滑轨上单条(或逐条)滑移到设计位置拼接成整体的安装方法。适用于正放四角锥、正放抽空四角锥、两向正交正放四角锥等网架。滑移时滑移单元应保证成为几何不变体系。

综上所述，高空散装法是在设计位置上进行总拼，高空滑移法是在设计标高上累计滑移拼装。这两种安装方式都需要布置大量的支撑胎架，高空焊接量多，高空吊装工作量大，对精度控制要求较高，采用这两种安装方式后常因受到工期的制约而需要投入大量的人力、物力等，其施工质量、施工安全也难以得到保障。分条或分块安装法和整体吊装法是指借助起重设备将组拼单元吊装至设计位置，这两种安装方法受起重设备的起重能力及吊装范围影响，同时起重设备的起重能力还与自身的重量相辅相成，对行走轨道的承载能力要求较高。而整体提升法和整体顶升法一般适用于规则的多点支承网架，其中整体顶升法还受顶升设备的行程影响。

针对构件尺寸大、杆件重量重、结构跨度大、安装高度超高的大型场馆钢罩棚，尤其是采用超长悬挑巨型带肋空间折板形网格结构的钢罩棚，使用现有的钢罩棚安装方法已很难满足此类钢结构工程的安装需求，因此有必要提供一种大型场馆钢罩棚高空旋转施工方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案：

一种大型场馆钢罩棚高空旋转施工方法，包含以下操作步骤：

S1：将钢罩棚划分为屋面罩棚和立面罩棚，并将所述屋面罩棚划分为n个旋转结构单元；

S2：待场馆混凝土主体结构施工完成后，所述立面罩棚开始施工，同时在看台结构上安装卧拼支撑胎架，并在场内安装前提升架和后提升架，并在所述前提升架不同标高处设置三道横向联系梁；

S3：待所述卧拼支撑胎架安装完成后，在所述卧拼支撑胎架上将所述立面罩棚与所述旋转结构单元拼装并设置限位装置；

S4：在所述前提升架和后提升架上安装提升设备，用扣索连接好所述提升设备和穿心油缸；

S5：待所有旋转安装工序都准备完成后，解除卧拼拼装所述旋转结构单元时设置的限位装置；

S6：按照拟定的提升速度继续将所述旋转结构单元旋转提升到设计标高，同时，不断调节提升架上穿心油缸的位置；

S7：待所述旋转结构单元都提升到设计标高并安装好相应的限位装置，采用所述起重吊装设备嵌补安装所述旋转结构单元间的杆件；

S8：待所有嵌补杆件安装完成后，拆除旋转安装到位时安装的限位装置，完成钢罩棚的体系转换。

进一步地，S1步骤中的所述立面罩棚采用高空散装法安装。

进一步地，S1步骤中所述旋转结构单元的划分对称，并确保每个所述旋转结构单元为几何不可变体系且在平面内稳定。

进一步地，S2步骤中所述三道横向联系梁从下往上依次称为低区横向联系梁、中区横向联系梁和高区横向联系梁。

进一步地，S3步骤中每个所述旋转结构单元与所述立面罩棚的连接处设置两个转铰，两个所述转铰设置在同一标高上且同心共轴。

进一步地，S3步骤中在所述旋转结构单元选取合适的提拉点，所述提拉点包括后提拉点和两个前提拉点，两个所述前提拉点在同一个标高上且到两个转铰的中心连线上的距离相等。

进一步地，S4步骤中连接在所述旋转结构单元上的所述扣索长度一致，并保证作用在所述旋转结构单元上的所述扣索始终保持竖直且在一个平面内。

进一步地，所述旋转结构单元和所述立面罩棚组成的旋转体系上安装有监控仪器。

进一步地，S5步骤中卧拼拼装所述旋转结构单元的限位装置解除完成后，检查所述旋转体系是否完整、良好；待旋转体系检查完好无损后，在天气良好的情况下，将所述旋转结构单元试旋转提升100mm且静置一天。

进一步地，S6步骤中所述旋转结构单元采用旋转提升施工方法安装，所述旋转结构单元间的杆件采用起重吊装设备安装。

本发明的有益效果在于：

本发明利用场内看台结构形式，沿看台结构形式安装卧拼支撑胎架，显著降低了卧拼支撑胎架的安装高度；

本发明在低空组拼旋转结构单元，显著降低了高空作业量，提高了施工效率和施工安全系数，也保证了施工质量；

本发明始终保持扣索竖直向上提拉，避免了水平力的产生而影响提升架的安全稳定性；

本发明将旋转结构单元旋转到位的时间短、旋转的角度大、旋转的高度高，且旋转的结构单元空间尺寸大、重量重。

附图说明

图1为钢罩棚划分为屋面罩棚与立面罩棚的立面示意图。

图2为钢罩棚划分为屋面罩棚与立面罩棚的平面示意图。

图3为屋面罩棚划分为旋转结构单元的平面示意图。

图4为旋转结构单元卧拼状态与旋转到位状态的剖面示意图。

图5为旋转结构单元示意图。

图6为提升架、转铰、嵌补杆件、提拉点平面布置示意图。

其中,图中：

1-屋面罩棚；2-立面罩棚；3-旋转结构单元；4-卧拼支撑胎架；5-转铰；6-前提拉点；7-后提拉点；8-前提升架；9-后提升架；10-扣锁；11-提升设备；12-低区横向联系梁；13-中区横向联系梁；14-高区横向联系梁。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1

为了提高大型场馆钢罩棚的施工效率和安全系数，减少高空作业量，保证施工质量，本发明提供了一种大型场馆钢罩棚高空旋转施工方法，下面结合附图1-6和实施例详细描述本方案的具体实施方式。

一种大型场馆钢罩棚高空旋转施工方法，其步骤如下：

S1:如图1-2所示，根据钢罩棚的结构特点和受力形式，将钢罩棚划分为屋面罩棚1和立面罩棚2；将所述屋面罩棚1划分为8个旋转结构单元3，所划分的8个旋转结构单元3对称，并确保所述旋转结构单元3为几何不可变体系且平面内稳定，再按逆时针方向的顺序将所述旋转结构单元3依次编号为1#单元、2#单元、…、8#单元,如图3所示；其中，所述屋面罩棚1中的所述旋转结构单元3采用旋转提升施工方法安装，所述立面罩棚2采用高空散装法安装。

S2：待场馆混凝土主体结构施工完成后，所述立面罩棚2开始施工，同时在看台结构上安装卧拼支撑胎架4，并在场内安装提升架，所述提升架包括前提升架8和后提升架9；为了节约工期，在场馆混凝土主体结构施工到一定层高后，在已施工完成的混凝土主体结构区域，提前安排所述立面罩棚2、所述卧拼支撑胎架4和所述提升架施工。

S3：待卧拼支撑胎架4安装完成后，在所述卧拼支撑胎架4上将所述立面罩棚2与所述旋转结构单元3拼装并设置相应的限位装置，如图4所示；待所述立面罩棚2和所述旋转结构单元3施工完成后，在所述旋转结构单元3与所述立面罩棚2的连接处设置两个转铰5，两个所述转铰5设置在同一个标高上，并确保这两个转铰同心共轴，同时在所述旋转结构单元3的合理位置上选取合适的提拉点，所述提拉点在同一个标高上且到两个所述转铰5的中心连线上的距离相等，然后将提拉装置安装在提拉点上。在本实施例中，在旋转结构单元的合理位置上选取了两个前提拉点6和一个后提拉点7，安装在两个所述前提拉点6上的前提拉装置设置在同一个标高上且到两个转铰的中心连线上的距离相等。

S4：待提升架安装完成后，在提升架上安装提升设备，再用扣索10连接好提拉装置和穿心油缸，连接在所述旋转结构单元3上的扣索10长度一致，并保证作用在所述旋转结构单元3上的所述扣索10始终保持竖直且在一个平面内，以确保所述旋转结构单元3在旋转过程中同步提升，同时避免产生水平力而影响提升架的稳定性。此外，在所述旋转结构单元3和所述立面罩棚2组成的旋转体系上安装监控仪器，以动态监控旋转体系在旋转安装过程中的变化状况。在本实施例中，共设置8组提升架，每组提升架包括一个前提升架8和一个后提升架9，且每个所述旋转结构单元3上布置一组提升架，所述前提升架8上的不同标高处设置三道横向联系梁，从下往上依次称为低区横向联系梁12、中区横向联系梁13、高区横向联系梁14，设置三道横向联系梁的目的是为了增强前提升架的整体稳定性。布置所述后提升架9是因为每个所述旋转结构单元3都与所述立面罩棚2有三个连接节点，两侧连接节点设置了转铰5，而中间节点是断开的，节点断开后的杆件比较长且重，设置所述后提升架9将断开的杆件拉住，以减少杆件的自重变形，如图4所示。

S5：待所有旋转安装工序都准备完成后，解除卧拼拼装所述旋转结构单元3时设置的限位装置，待卧拼拼装所述旋转结构单元3上的限位装置解除完成后，检查旋转体系是否完整、良好；待旋转体系检查完好无损后，在无风或微风且天气良好的情况下，开始将旋转结构单元试旋转提升100mm且静置一天；在本实施例中，按组对称试旋转旋转结构单元，其中1#单元、5#单元归为A组，3#单元、7#单元归为B组，2#单元、4#单元、6#单元、8#单元归为C组，在试旋转提升过程中，依次试旋转提升A组、B组、C组。

S6：待试旋转提升阶段结束后，按照拟定的提升速度继续将所述旋转结构单元3旋转提升到设计标高；在本实施例中的旋转提升阶段，依次旋转提升A组、B组、C组，同时，由于所述前提升架8设置了三道横向联系梁，且所述旋转结构单元3是落在所述前提升架8内的，故在旋转提升过程中，横向联系梁需经过拆除、再安装的过程，其具体实施方式为当所述旋转结构单元3旋转提升靠近所述中区横向联系梁13后，将其拆除，再旋转提升所述旋转结构单元3，待所述旋转结构单元3旋转提升高过所述中区横向联系梁13后，再重新安装所述中区横向联系梁13，所述高区横向联系梁14亦是按照此步骤进行拆除、再安装，而所述低区横向联系梁12低于所述旋转结构单元3，则不需要进行此步骤；此外，需要不断调节前、后提升架上穿心油缸的位置，使其与相应的提拉点的径向滑移距离一致，以确保所述扣索10始终保持竖向提拉。

S7：待所述旋转结构单元3旋转提升到设计标高后，安装限位装置，防止所述旋转结构单元3在空中摆动，同时，封装焊接所述转铰5，使所述旋转结构单元3与外罩棚的连接处完整，以确保节点满足结构受力要求；所述转铰5封装焊接完成后采用起重吊装设备嵌补安装所述旋转结构单元3间的杆件。

S8：待所有嵌补杆件安装完成后，拆除旋转安装到位时安装的限位装置，按照拟定的卸载方逐步案释放提拉力，完成钢罩棚的体系转换，并在钢罩棚的体系转换完成后，拆除临时支撑措施。

本发明利用场内看台结构形式，沿看台结构形式安装卧拼支撑胎架4，显著降低了卧拼支撑胎架4的安装高度；并且在低空组拼旋转结构单元3，显著降低了高空作业量，提高了施工效率和施工安全系数，也保证了施工质量；在各种提拉、旋转安装过程始终保持扣索10竖直向上提拉，避免了水平力的产生而影响提升架的安全稳定性。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种大型场馆钢罩棚高空旋转施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将钢罩棚划分为屋面罩棚(1)和立面罩棚(2)，并将所述屋面罩棚(1)划分为n个旋转结构单元(3)；

S2：待场馆混凝土主体结构施工完成后，所述立面罩棚(2)开始施工，同时在看台结构上安装卧拼支撑胎架(4)，并在场内安装前提升架(8)和后提升架(9)，并在所述前提升架(8)不同标高处设置三道横向联系梁；

S3：待所述卧拼支撑胎架(4)安装完成后，在所述卧拼支撑胎架(4)上将所述立面罩棚(2)与所述旋转结构单元(3)拼装并设置限位装置；待所述立面罩棚(2)和所述旋转结构单元(3)施工完成后，在所述旋转结构单元(3)与所述立面罩棚(2)的连接处设置两个转铰(5)，两个所述转铰(5)设置在同一个标高上，并确保这两个转铰同心共轴，同时在所述旋转结构单元(3)的合理位置上选取合适的提拉点，所述提拉点在同一个标高上且到两个所述转铰(5)的中心连线上的距离相等，然后将提拉装置安装在提拉点上；在旋转结构单元的合理位置上选取了两个前提拉点(6)和一个后提拉点(7)，安装在两个所述前提拉点(6)上的前提拉装置设置在同一个标高上且到两个转铰的中心连线上的距离相等；

S4：在所述前提升架(8)和后提升架(9)上安装提升设备(11)，用扣索(10)连接好所述提升设备(11)和穿心油缸；

S5：待所有旋转安装工序都准备完成后，解除卧拼拼装所述旋转结构单元(3)时设置的限位装置；

S6：按照拟定的提升速度继续将所述旋转结构单元(3)旋转提升到设计标高，同时，不断调节提升架上穿心油缸的位置；

S7：待所述旋转结构单元(3)都提升到设计标高并安装好相应的限位装置，封装焊接转铰，再采用起重吊装设备嵌补安装所述旋转结构单元(3)间的杆件；

S8：待所有嵌补杆件安装完成后，拆除旋转安装到位时安装的限位装置，完成钢罩棚的体系转换；

本发明利用场内看台结构形式，沿看台结构形式安装卧拼支撑胎架，显著降低了卧拼支撑胎架的安装高度；并且在低空组拼旋转结构单元，显著降低了高空作业量，提高了施工效率和施工安全系数，也保证了施工质量；在各种提拉、旋转安装过程始终保持扣索竖直向上提拉，避免了水平力的产生而影响提升架的安全稳定性。

2.根据权利要求1所述的一种大型场馆钢罩棚高空旋转施工方法，其特征在于，S1步骤中的所述立面罩棚(2)采用高空散装法安装。

3.根据权利要求2所述的一种大型场馆钢罩棚高空旋转施工方法，其特征在于，S1步骤中所述旋转结构单元(3)的划分对称，并确保每个所述旋转结构单元(3)为几何不可变体系且在平面内稳定。

4.根据权利要求3所述的一种大型场馆钢罩棚高空旋转施工方法，其特征在于，S2步骤中所述三道横向联系梁从下往上依次称为低区横向联系梁(12)、中区横向联系梁(13)和高区横向联系梁(14)。

5.根据权利要求4所述的一种大型场馆钢罩棚高空旋转施工方法，其特征在于，S4步骤中连接在所述旋转结构单元(3)上的所述扣索(10)长度一致，并保证作用在所述旋转结构单元(3)上的所述扣索(10)始终保持竖直且在一个平面内。

6.根据权利要求5所述的一种大型场馆钢罩棚高空旋转施工方法，其特征在于，所述旋转结构单元(3)和所述立面罩棚(2)组成的旋转体系上安装有监控仪器。

7.根据权利要求6所述的一种大型场馆钢罩棚高空旋转施工方法，其特征在于，S5步骤中卧拼拼装所述旋转结构单元(3)的限位装置解除完成后，检查所述旋转体系是否完整、良好；待旋转体系检查完好无损后，在天气良好的情况下，将所述旋转结构单元(3)试旋转提升100mm且静置一天。

8.根据权利要求7所述的一种大型场馆钢罩棚高空旋转施工方法，其特征在于，S6步骤中所述旋转结构单元(3)采用旋转提升施工方法安装，所述旋转结构单元(3)间的杆件采用起重吊装设备吊装安装。

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