CN113738124A - 一种大跨度钢结构网架提升施工工法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大跨度钢结构网架提升施工工法，涉及钢结构网架施工技术领域。本发明所述大跨度钢结构网架提升施工工法具体步骤如下：步骤1：钢网架地面拼装，步骤2：安装提升设备，步骤3：钢网架试提升，步骤4：钢网架提升。本发明通过设计的经济性,使得整体适用于一般工业与民用建筑中大跨度钢结构网架提升施工，且通过设计的安全性：提升支架与钢网架提升受力情况经有限元分析软件计算分析，确定其结构设计合理，原材料规格、液压提升器额定功率选型偏大，安全储备高，且通过设计的可操作性：网架主体地面拼装，安全、方便、快捷；超大型构件液压同步提升技术成熟，应用广泛，安全系数高。
Description
技术领域
本发明涉及钢结构网架施工技术领域，具体为一种大跨度钢结构网架提升施工工法。
背景技术
近年来，在不少工程应用中，网架结构取代了钢筋混凝土，得到了广泛的应用，网架结构由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构，具有空间受力小、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点，可用作体育馆、影剧院、展览厅、候车厅、体育场看台雨篷、飞机库、双向大柱距车间等建筑的屋盖，但是，现有的网架结构在进行提升施工的过程中，导致经济性、安全性和可操作性都存在缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大跨度钢结构网架提升施工工法，以解决现有的问题：现有的网架结构在进行提升施工的过程中，导致经济性、安全性和可操作性都存在缺陷。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大跨度钢结构网架提升施工工法，所述大跨度钢结构网架提升施工工法具体步骤如下：
步骤1：钢网架地面拼装；
步骤2：安装提升设备；
步骤3：钢网架试提升；
步骤4：钢网架提升；
步骤5：过程监测；
步骤6：拼装后补杆件；
步骤7：提升设备卸载。
优选的，所述步骤1包括步骤如下：
第一步：用全站仪在地面放出站房中心里程及砼柱轴线，砼柱轴线纵向间距为9m、12m，横向间距为8m，在砼柱轴线上基础上使用钢尺划出网架焊接球轴线，焊接球轴线纵向3m，横向2.667m，由于拼装场地为混凝土地面，场地平整，承载力良好，可直接在地面设置拼装胎架，拼装前需根据实际情况对拼装胎架进行施工模拟计算，确保拼装胎架刚度和强度满足拼装要求；
第二步：将已验收的焊接球，按规格、编号放入安装节点内，同时应将球调整好受力方向与位置，一般将球水平中心线的环形焊缝置于赤道方向，有肋的一边在下弦球的上半部分，将备好的杆件，按规定的规格布置钢管件，放置杆件前，应检查杆件的规格、尺寸，以及坡口、焊缝间隙、将杆件放置在二个球之间，调整间隙，点固，平面网架的拼装应从中心线开始，逐步向四周展外，先组成封闭四方网格，控制好尺寸后，再拼四周网格，不断扩大，注意应控制累积误差，一般网格以负公差为宜；
第三步：在砼柱顶部和预埋件设置提升平台，在提升单元与上吊点对应的位置安装提升下吊点临时管，安装液压同步提升系统设备，包括液压泵源系统、提升器、传感器等，在提升上下吊点之间安装专用底锚和专用钢绞线。
提升平台前立柱的规格为P159×10，后立柱的规格为P140×8，分配梁的规格为B200×200×12，提升梁的规格为B300×250×12，材料材质均为Q355B，提升平台各杆件之间均采用焊接连接，焊缝均采用熔透焊缝，焊缝等级二级，加劲板采用双面角焊缝连接；
提升下吊点由临时杆和临时管组成。临时杆一端连接在屋盖结构节点球上，另一端焊接在临时管上，临时杆1的规格为P88.5x4，临时杆2的规格为P140x4，临时管的规格为P219x14，材料材质均为Q355B，下吊点临时杆和临时管之间均采用焊接连接，焊缝均采用熔透焊缝，焊缝等级二级。
优选的，所述步骤3具体为：
正式提升前需进行试提升，调试液压提升系统，确认无误后，按照设计荷载的20％、40％、60％、70％、80％、90％、95％、100％的顺序逐级加载，直至提升单元脱离拼装平台，将提升单元离地150mm，并静置4～12小时,暂停提升，以此检查提升设备安全可靠性以及吊点对网架刚度的影响，检验整个提升方案的可靠性。
优选的，所述步骤4包括步骤如下：
第一步：钢网架试提升确认无异常情况后，开始正式提升，在提升过程中，因为空中姿态调整和后装杆件安装等需要进行高度微调，在微调开始前，将计算机同步控制系统由自动模式切换成手动模式，根据需要，对整个液压提升系统中各个吊点的液压提升器进行同步微动，达到上升或下降，或者对单台液压提升器进行微动调整。微动即点动调整精度可以达到毫米级，完全可以满足结构安装的精度需要；
第二步：提升单元提升至距离设计标高约200mm时，暂停提升，各吊点微调使结构精确提升到达设计位置，液压提升系统设备暂停工作，保持提升单元的空中姿态，后装杆件安装，使提升单元结构形成整体稳定受力体系。液压提升系统设备同步减压，至钢绞线完全松弛，拆除液压提升系统设备及相关临时措施，完成提升单元的整体提升安装。
优选的，所述步骤5具体为：
提升过程用测量仪器检测各吊点的离地距离，计算出各吊点相对高差，通过液压提升系统设备调整各吊点高度，使提升单元达到设计姿态，在提升过程中，因为空中姿态调整和后装杆件安装等需要进行高度微调，在微调开始前，将计算机同步控制系统由自动模式切换成手动模式，时刻通过系统监测各吊点工况，避免网架失稳。
优选的，所述步骤6具体为：
钢网架提升到位后，钢结构提升单元主钢梁弦杆与预装段杆件对接，并安装钢梁后装杆件，安装完毕后形成整体。
优选的，所述步骤7具体为：
液压提升系统各吊点顺序卸载，使钢结构自重转移至主结构上，达到设计状态；拆除液压提升设备，钢结构提升作业完成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明通过设计的经济性,使得整体适用于一般工业与民用建筑中大跨度钢结构网架提升施工；
2.本发明通过设计的安全性：提升支架与钢网架提升受力情况经有限元分析软件计算分析，确定其结构设计合理，原材料规格、液压提升器额定功率选型偏大，安全储备高；
3.本发明通过设计的可操作性：网架主体地面拼装，安全、方便、快捷；超大型构件液压同步提升技术成熟，应用广泛，安全系数高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明整体的流程示意图；
图2为本发明拼装胎架轴线的示意图；
图3为本发明钢网架地面拼装的示意图；
图4为本发明提升平台三维示意图；
图5为本发明临时管工程应用的示意图；
图6为本发明钢网架试提升的示意图；
图7为液压同步提升计算机控制系统人机界面。
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。
请参阅图1：
一种大跨度钢结构网架提升施工工法，大跨度钢结构网架提升施工工法具体步骤如下：
步骤1：钢网架地面拼装；
步骤2：安装提升设备；
步骤3：钢网架试提升；
步骤4：钢网架提升；
步骤5：过程监测；
步骤6：拼装后补杆件；
步骤7：提升设备卸载。
利用BIM技术分析模拟钢结构网架提升每道工序的可操作性；利用有限元分析出提升支架以及钢网架提升时各工况受力情况；网架结构于地面拼装完成，利用“超大型构件液压同步提升技术”将其整体提升到位。采用网架整体提升施工方法，达到了安全、经济、施工简便的目的，工程应用中取得良好效果；
请参阅图2-5：
步骤1包括步骤如下：
第一步：用全站仪在地面放出站房中心里程及砼柱轴线，砼柱轴线纵向间距为9m、12m，横向间距为8m，在砼柱轴线上基础上使用钢尺划出网架焊接球轴线，焊接球轴线纵向3m，横向2.667m，由于拼装场地为混凝土地面，场地平整，承载力良好，可直接在地面设置拼装胎架，拼装前需根据实际情况对拼装胎架进行施工模拟计算，确保拼装胎架刚度和强度满足拼装要求；
第二步：将已验收的焊接球，按规格、编号放入安装节点内，同时应将球调整好受力方向与位置，一般将球水平中心线的环形焊缝置于赤道方向，有肋的一边在下弦球的上半部分，将备好的杆件，按规定的规格布置钢管件，放置杆件前，应检查杆件的规格、尺寸，以及坡口、焊缝间隙、将杆件放置在二个球之间，调整间隙，点固，平面网架的拼装应从中心线开始，逐步向四周展外，先组成封闭四方网格，控制好尺寸后，再拼四周网格，不断扩大，注意应控制累积误差，一般网格以负公差为宜；
第三步：在砼柱顶部和预埋件设置提升平台，在提升单元与上吊点对应的位置安装提升下吊点临时管，安装液压同步提升系统设备，包括液压泵源系统、提升器、传感器等，在提升上下吊点之间安装专用底锚和专用钢绞线。
提升平台前立柱的规格为P159×10，后立柱的规格为P140×8，分配梁的规格为B200×200×12，提升梁的规格为B300×250×12，材料材质均为Q355B，提升平台各杆件之间均采用焊接连接，焊缝均采用熔透焊缝，焊缝等级二级，加劲板采用双面角焊缝连接；
提升下吊点由临时杆和临时管组成。临时杆一端连接在屋盖结构节点球上，另一端焊接在临时管上，临时杆1的规格为P88.5x4，临时杆2的规格为P140x4，临时管的规格为P219x14，材料材质均为Q355B，下吊点临时杆和临时管之间均采用焊接连接，焊缝均采用熔透焊缝，焊缝等级二级；
请参阅图6：
步骤3具体为：
正式提升前需进行试提升，调试液压提升系统，确认无误后，按照设计荷载的20％、40％、60％、70％、80％、90％、95％、100％的顺序逐级加载，直至提升单元脱离拼装平台，将提升单元离地150mm，并静置4～12小时,暂停提升，以此检查提升设备安全可靠性以及吊点对网架刚度的影响，检验整个提升方案的可靠性；
请参阅图6：
步骤4包括步骤如下：
第一步：钢网架试提升确认无异常情况后，开始正式提升，在提升过程中，因为空中姿态调整和后装杆件安装等需要进行高度微调，在微调开始前，将计算机同步控制系统由自动模式切换成手动模式，根据需要，对整个液压提升系统中各个吊点的液压提升器进行同步微动，达到上升或下降，或者对单台液压提升器进行微动调整。微动即点动调整精度可以达到毫米级，完全可以满足结构安装的精度需要；
第二步：提升单元提升至距离设计标高约200mm时，暂停提升，各吊点微调使结构精确提升到达设计位置，液压提升系统设备暂停工作，保持提升单元的空中姿态，后装杆件安装，使提升单元结构形成整体稳定受力体系，液压提升系统设备同步减压，至钢绞线完全松弛，拆除液压提升系统设备及相关临时措施，完成提升单元的整体提升安装；
步骤5具体为：
提升过程用测量仪器检测各吊点的离地距离，计算出各吊点相对高差，通过液压提升系统设备调整各吊点高度，使提升单元达到设计姿态，在提升过程中，因为空中姿态调整和后装杆件安装等需要进行高度微调，在微调开始前，将计算机同步控制系统由自动模式切换成手动模式，时刻通过系统监测各吊点工况，避免网架失稳；
步骤6具体为：
钢网架提升到位后，钢结构提升单元主钢梁弦杆与预装段杆件对接，并安装钢梁后装杆件，安装完毕后形成整体；
步骤7具体为：
液压提升系统各吊点顺序卸载，使钢结构自重转移至主结构上，达到设计状态；拆除液压提升设备，钢结构提升作业完成。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (4)
1.一种大跨度钢结构网架提升施工工法，其特征在于：所述大跨度钢结构网架提升施工工法具体步骤如下：
步骤1：钢网架地面拼装；
步骤2：安装提升设备；
步骤3：钢网架试提升；
步骤4：钢网架提升；
步骤5：过程监测；
步骤6：拼装后补杆件；
步骤7：提升设备卸载。
2.根据权利要求1所述的一种大跨度钢结构网架提升施工工法，其特征在于：所述步骤1包括步骤如下：
第一步：用全站仪在地面放出站房中心里程及砼柱轴线，在砼柱轴线上基础上使用钢尺划出网架焊接球轴线，由于拼装场地为混凝土地面，场地平整，承载力良好，可直接在地面设置拼装胎架，拼装前需根据实际情况对拼装胎架进行施工模拟计算，确保拼装胎架刚度和强度满足拼装要求；
第二步：将已验收的焊接球，按规格、编号放入安装节点内，同时应将球调整好受力方向与位置，一般将球水平中心线的环形焊缝置于赤道方向，有肋的一边在下弦球的上半部分，将备好的杆件，按规定的规格布置钢管件，放置杆件前，应检查杆件的规格、尺寸，以及坡口、焊缝间隙、将杆件放置在二个球之间，调整间隙，点固，平面网架的拼装应从中心线开始，逐步向四周展外，先组成封闭四方网格，控制好尺寸后，再拼四周网格，不断扩大；
第三步：在砼柱顶部和预埋件设置提升平台，在提升单元与上吊点对应的位置安装提升下吊点临时管，安装液压同步提升系统设备，包括液压泵源系统、提升器、传感器等，在提升上下吊点之间安装专用底锚和专用钢绞线。
3.根据权利要求1所述的一种大跨度钢结构网架提升施工工法，其特征在于：所述步骤3具体为：
正式提升前需进行试提升，调试液压提升系统，确认无误后，按照设计荷载的20％、40％、60％、70％、80％、90％、95％、100％的顺序逐级加载，直至提升单元脱离拼装平台，将提升单元离地150mm，并静置4～12小时,暂停提升，以此检查提升设备安全可靠性以及吊点对网架刚度的影响，检验整个提升方案的可靠性。
4.根据权利要求1所述的一种大跨度钢结构网架提升施工工法，其特征在于：所述步骤4包括步骤如下：
第一步：钢网架试提升确认无异常情况后，开始正式提升，在提升过程中，因为空中姿态调整和后装杆件安装等需要进行高度微调，在微调开始前，将计算机同步控制系统由自动模式切换成手动模式，根据需要，对整个液压提升系统中各个吊点的液压提升器进行同步微动，或者对单台液压提升器进行微动调整，微动即点动调整精度可以达到毫米级，完全可以满足结构安装的精度需要；
第二步：提升单元提升至距离设计标高约200mm时，暂停提升，各吊点微调使结构精确提升到达设计位置，液压提升系统设备暂停工作，保持提升单元的空中姿态，后装杆件安装，使提升单元结构形成整体稳定受力体系，液压提升系统设备同步减压，至钢绞线完全松弛，拆除液压提升系统设备及相关临时措施，完成提升单元的整体提升安装。
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