CN114000587B - 一种高落差双曲海浪形编织网状壳结构及其施工方法 - Google Patents

一种高落差双曲海浪形编织网状壳结构及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高落差双曲海浪形编织网状壳结构及其施工方法,海浪形网壳为编织状框架结构，衔接谷两端分别与左半幅和右半幅相连接，左半幅中的左波谷与左下沉之间存在高度差，左波峰与左翘起之间存在高度差；右半幅纵中的左翘起与右下沉的角点设置在海浪形网壳的对角线两端，左下沉与右翘起的角点设置在海浪形网壳的另一条对角线两端；施工时先安装外部封边桁架和悬挑桁架，再安装框架承重支撑体系，最后安装网格壳结构，网格壳结构的安装从中间衔接谷开始，分区安装。本发明增加了网格壳结构的观赏性和实用性，左半幅、右半幅与衔接谷的弧度升降变化在不影响承载力的条件下提高了室内的空间感，增加了室内局部净空高度。

Description

一种高落差双曲海浪形编织网状壳结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及建筑空间结构技术领域，特别是一种高落差双曲海浪形编织网状壳结构及其施工方法。
背景技术
现阶段建筑结构的发展已从解决有屋遮风挡雨变为不仅要达到基本的遮风挡雨功能，同时也要具有更好的美观。为了提高建筑物的美观，越来越多的体育场馆、图书馆和博物馆等公共场所采用超高、异形和大型化的设计，给施工技术的创新和发展带来了新的挑战。
现阶段对高落差、多曲率的异形曲面结构的安装，较为繁琐，施工难度大，拼装工期长，施工所需要的人工成本和材料成本逐步升高；因此，现阶段在保证异形结构稳定性的同时，提高其施工效率和观赏性至关重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种高落差双曲海浪形编织网状壳结构及其施工方法，解决的技术问题是如何通过单层网格壳结构中方向转换头和单曲主杆件（三角网格主杆件和菱形网格主杆件）调整曲线延伸方向，使得网格壳结构的曲向调节更加便利，提高了网格壳结构的安装效率；如何通过脚手架支撑整个高落差双曲海浪形编织网状壳结构，在安装过程中保证整个结构的应力传递，降低因安装过程中因应力导致的结构位移过大，使得整个施工过程中受力形式变化不大，保障施工过程的稳定性和荷载强度；如何在安装过程中及时测量定位，保证安装过程中框架承重支撑体系、封边桁架、三角网格壳结构、菱形网格壳结构和悬挑桁架的边缘契合度；如何在主体结构安装完成后，卸载脚手架的过程中避免主体结构的位移。
为实现上述目的，本发明提供一种高落差双曲海浪形编织网状壳结构，海浪形网壳为编织状框架结构，其横向和纵向均呈海浪形；包括左半幅、右波峰和衔接谷；衔接谷两端分别与左半幅和右半幅相连接，左半幅纵向从外到内依次设置有左下沉、左波峰、左波谷和左翘起，左波谷与左下沉之间存在高度差，左波峰与左翘起之间存在高度差；右半幅纵向从外到内依次设置有右下沉、右波峰、右波谷和右翘起，左翘起与右下沉的角点设置在海浪形网壳的对角线两端，左下沉与右翘起的角点设置在海浪形网壳的另一条对角线两端；
海浪形网壳包括框架承重支撑体系、封边桁架、悬挑桁架和网格壳结构；网格壳结构外部围合有框架承重支撑体系、悬挑桁架和封边桁架；框架承重支撑体系外部与封边桁架连接，框架承重支撑体系和封边桁架通过悬挑桁架连接；框架承重支撑体系和封边桁架在横向和纵向呈波浪形；所述网格壳结构包括三角网格壳结构和菱形网格壳结构；三角网格壳结构和菱形网格壳结构在衔接谷处连接；所述三角网格壳结构包括多个相互连接的三角桁架单元，三角桁架单元包括方向转换头、多个三角网格主杆件和多个三角腹杆，相邻三角网格主杆件之间设置有方向转换头，三角网格主杆件与多个三角腹杆连接，相邻两个三角腹杆相连接，相邻两个三角腹杆与三角网格主杆件围合呈三角形；所述菱形网格壳结构包括多个相互连接的菱形网格桁架单元，菱形网格桁架单元包括多个菱形网格主杆件、方向转换头和多个菱形网格直腹杆，相邻菱形网格主杆件通过方向转换头连接，菱形网格直腹杆一端与一个菱形网格桁架单元的菱形网格主杆件连接，另一端与另一个菱形网格桁架单元的菱形网格主杆件连接；
所述方向转换头包括左固定端、右固定端、中间活动端、定位锁杆、定位螺母和一对定位柱；所述中间活动端两端分别与左固定端和右固定端连接，左固定端和右固定端顶部分别设置有定位柱，定位锁杆穿过一对定位柱，定位螺母锁紧定位锁杆；三角网格壳结构的顶部与菱形网格壳结构的底部之间的高度差为9m～13m；三角网格壳结构的底部与菱形网格壳结构的顶部之间的高度差为8m～11m。
进一步，所述框架承重支撑体系包括抗震桁架柱、第一纵向主杆、第一斜向连接杆、框架曲梁和第一柱间梁；第一纵向主杆均匀分布在第一柱间梁与框架曲梁之间，框架曲梁为多根，相邻框架曲梁通过抗震桁架柱连接，第一纵向主杆两侧分布有第一斜向连接杆，第一斜向连接杆两端分别与第一柱间梁和框架曲梁连接。
进一步，所述抗震桁架柱包括抗震支座和桁架柱头，桁架柱头底部设置有抗震支座。
进一步，所述封边桁架包括第二纵向主杆、第二斜向连接杆和封边梁，第二纵向主杆均匀分布在封边梁上，相邻第二纵向主杆之间设置有第二斜向连接杆，第二纵向主杆和第二斜向连接杆另一端与框架曲梁连接。
进一步，所述悬挑桁架包括中部弦杆、第一连接单元、第二连接单元、封边弦杆和第二柱间梁；中部弦杆与第二柱间梁之间设置有多个第一连接单元，中部弦杆与封边弦杆之间设置有多个第二连接单元；第一连接单元与第二连接单元的连线呈米字形分布；中部弦杆两端与框架曲梁连接，封边弦杆两端与封边梁连接，第二柱间梁与第一柱间梁连接。
进一步，所述第一连接单元包括箱型直腹杆和箱型斜腹杆，箱型直腹杆两端分别与中部弦杆和第二柱间梁垂直连接，相邻箱型直腹杆之间设置有箱型斜腹杆。
进一步，所述第二连接单元包括圆管直腹杆和圆管斜腹杆，圆管直腹杆两端分别与封边弦杆和中部弦杆垂直连接，相邻圆管直腹杆之间设置有圆管斜腹杆。
进一步，还包括吊装耳板，所述框架承重支撑体系、封边桁架、三角网格壳结构、菱形网格壳结构和悬挑桁架。
另外，本发明还提供了一种高落差双曲海浪形编织网状壳结构的施工方法，步骤如下。
步骤一：高落差双曲海浪形编织网状壳结构的整体设计，并完成施工图纸；确定高落差双曲海浪形编织网状壳结构的空间结构，并确定框架承重支撑体系、封边桁架、三角网格壳结构、菱形网格壳结构和悬挑桁架的位置，最后确定高落差双曲海浪形编织网状壳结构下方承重支撑柱的位置；
步骤二：将高落差双曲海浪形编织网状壳结构分为三部分，即左半幅、右半幅和衔接谷；对三个部分中框架承重支撑体系、封边桁架、三角网格壳结构、菱形网格壳结构和悬挑桁架的波浪形分布进行布局，根据高度差、吊装位置、承重强度和重量确定上述结构的安装顺序；预计算所需部件的数量；
步骤三：根据步骤二中计算的结果在工厂生产时提前预制各部件；对加工后的部件外部涂抹喷漆，并进行防腐处理，根据安装顺序及安装位置对工程预制件进行编号，并根据安装顺序统一编排和包装；统一编号应当与步骤一中的施工图纸的构件编号相一致，对主体结构的部件还应当标明重量、重心位置和定位标记；
步骤四：安装脚手架和高落差双曲海浪形编织网状壳结构底部的承重支撑柱；
步骤五：安装封边桁架和悬挑桁架；并确保抗震桁架柱底部与承重支撑柱的顶部固定连接；封边桁架两端分别与悬挑桁架的封边弦杆连接；在安装过程中及时测量，并根据测量情况调整安装位置，利用千斤顶调整部件的位置，并再次及时测量，确保安装精度；
步骤六：安装框架承重支撑体系；在封边桁架内侧安装框架承重支撑体系，并使得框架承重支撑体系两端的中部弦杆和第一柱间梁分别与悬挑桁架的中部弦杆和第二柱间梁连接；安装过程中利用千斤顶调整部件的位置，确保安装精度，并利用磨光机对已经安装的部件外观进行处理；
步骤七：安装网格壳结构；网格壳结构先从中间衔接谷安装，并且保证左半幅和右半幅的安装同步进行，施工人员分区作业；在安装过程中通过方向转换头调整网格壳结构的弧度，在调整完方向转换头角度后，将方向转换头中的中间活动端与两端的左固定端和右固定端焊接；从而使最终的安装效果符合设计要求；在安装过程中利用位移传感器测量，及时调整偏离构件的位置；在焊接后及时利用超声波探伤仪和焊缝量规检查焊接效果，对未达到设计要求的部分进行修补；
s71：安装三角网格壳结构；三角网格壳结构从中间衔接谷位置向边缘逐步安装；先在框架承重支撑体系的纵向安装第一根三角网格主杆件，在以该根三角网格主杆件为基础向左侧的框架承重支撑体系一侧逐步安装；
s72：安装菱形网格壳结构；以菱形网格壳结构的对角线位置设置的加强斜梁为基础向对角线两侧逐渐延伸安装；
步骤八：网格壳结构安装完成，并检查完焊接效果符合设计要求后，逐步卸载脚手架；脚手架的卸载顺序是从中间衔接谷位置开始卸载，逐步向左半幅和右半幅卸载，在卸载过程中衔接谷与左半幅和衔接谷与右半幅相交联位置的脚手架未卸载时，脚手架还存在支撑力，当脚手架全部卸载完成后，壳结构的下挠值最大；最大下挠值为22mm；在卸载过程中还要进行变形监测，监测高落差双曲海浪形编织网状壳结构的水平位移和竖向位移。
进一步，变形监测所用的设备为徕卡TC-06。
本发明的有益效果体现在。
本发明通过框架承重支撑体系、悬挑桁架和封边桁架的海浪形变化以及三角网格壳结构和菱形网格壳结构的曲率变化，增加了高落差双曲海浪形编织网状壳结构整体的观赏性。框架承重支撑体系、悬挑桁架和封边桁架形成整体网格壳结构的外部支撑，其上设置的抗震桁架柱、框架曲梁、第一纵向主杆等机构具有良好的抗压、抗弯和抗剪承载力，同时为结构整体性提供了良好的基础，大幅度改善了异形结构的稳定性。三角网格壳结构和菱形网格壳结构的的海浪形设计，在异形中结构的变化调整各部分所承担的压力，使得整个网格壳结构保持自平衡，有优良的力学性能。
高落差双曲海浪形编织网状壳结构左半幅、衔接谷和右半幅的曲率变化可以有效增加室内的局部净空高度；衔接谷的设置分散了左半幅和右半幅的荷载重量，对角线斜向分布呈X形，使得结构更加稳固、受力更加均匀。
三角网格壳结构中设置的三角网格主杆件和三角腹杆，及菱形网格壳结构中设置的的菱形网格主杆件和菱形网格直腹杆构成受力海浪形编织网形骨架，相互之间配合作用，调整结构的内力分布，其结构的整体性好，提供了造型美观、结构受力合理、施工方便和结构稳定性好，具有良好的观赏性；抗震桁架柱底部设置的承重支撑柱可以有效的承接三角网格壳结构中和菱形网格壳结构的荷载，提高整体结构的稳定性。
本发明的结构可分区域预制拼装，提高了施工效率；网格壳结构所用的杆件节点形式简易，易于施工。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明中左半幅、衔接谷和右半幅区域划分示意图。
图3是本发明中的框架承重支撑体系和封边桁架位置关系的结构示意图。
图4是图3中A处的局部放大示意图。
图5是本发明中抗震桁架柱的结构示意图。
图6是本发明中菱形网格壳结构中菱形网格桁架单元的结构示意图。
图7是本发明中悬挑桁架的结构示意图。
图8是本发明中三角桁架单元的结构示意图。
图9是本发明中方向转换头的结构示意图。
附图标记：1-框架承重支撑体系、1.1-抗震桁架柱、1.1.1-抗震支座、1.1.2-桁架柱头、1.2-第一纵向主杆、1.3-第一斜向连接杆、1.4-框架曲梁、1.5-第一柱间梁、2-封边桁架、2.1-第二纵向主杆、2.2-第二斜向连接杆、2.3-封边梁、3-三角网格壳结构、3.1-三角网格主杆件、3.2-三角腹杆、4-菱形网格壳结构、4.1-菱形网格主杆件、4.2-菱形网格直腹杆、5-悬挑桁架、5.1-中部弦杆、5.2-箱型直腹杆、5.3-箱型斜腹杆、5.4-圆管直腹杆、5.5-封边弦杆、5.6-圆管斜腹杆、5.7-第二柱间梁、6-吊装耳板、7-左半幅、7.1-左波谷、7.2-左波峰、7.3-左翘起、7.4-左下沉、8-右半幅、8.1-右波峰、8.2-右波谷、8.3-右翘起、8.4-右下沉、9-方向转换头、9.1-左固定端、9.2-右固定端、9.3-中间活动端、9.4-定位锁杆、9.5-定位螺母、9.6-定位柱、10-衔接谷。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为对本发明技术方案的限制。
如图1～5所示，本发明提供一种高落差双曲海浪形编织网状壳结构，海浪形网壳为编织状框架结构，其横向和纵向均呈海浪形；包括左半幅7、右波峰8.1和衔接谷10；衔接谷10两端分别与左半幅7和右半幅8相连接，左半幅7纵向从外到内依次设置有左下沉7.4、左波峰7.2、左波谷7.1和左翘起7.3，左波谷7.1与左下沉7.4之间存在高度差，左波峰7.2与左翘起7.3之间存在高度差；右半幅8纵向从外到内依次设置有右下沉8.4、右波峰8.1、右波谷8.2和右翘起8.3，左翘起7.3与右下沉8.4的角点设置在海浪形网壳的对角线两端，左下沉7.4与右翘起8.3的角点设置在海浪形网壳的另一条对角线两端；高落差双曲海浪形编织网状壳结构左半幅7、衔接谷10和右半幅8的曲率变化可以有效增加室内的局部净空高度；衔接谷10的设置分散了左半幅7和右半幅8的荷载重量，对角线斜向分布呈X形，使得结构更加稳固、受力更加均匀。
海浪形网壳包括框架承重支撑体系1、封边桁架2、悬挑桁架5和网格壳结构；网格壳结构外部围合有框架承重支撑体系1、悬挑桁架5和封边桁架2；框架承重支撑体系1外部与封边桁架2连接，框架承重支撑体系1和封边桁架2通过悬挑桁架5连接；框架承重支撑体系1和封边桁架2在横向和纵向呈波浪形。
其中，框架承重支撑体系1包括抗震桁架柱1.1、第一纵向主杆1.2、第一斜向连接杆1.3、框架曲梁1.4和第一柱间梁1.5；第一纵向主杆1.2均匀分布在第一柱间梁1.5与框架曲梁1.4之间，框架曲梁1.4为多根，相邻框架曲梁1.4通过抗震桁架柱1.1连接，第一纵向主杆1.2两侧分布有第一斜向连接杆1.3，第一斜向连接杆1.3两端分别与第一柱间梁1.5和框架曲梁1.4连接。抗震桁架柱1.1包括抗震支座1.1.1和桁架柱头1.1.2，桁架柱头1.1.2底部设置有抗震支座1.1.1；抗震支座1.1.1与底部承重支撑柱。
封边桁架2包括第二纵向主杆2.1、第二斜向连接杆2.2和封边梁2.3，第二纵向主杆2.1均匀分布在封边梁2.3上，相邻第二纵向主杆2.1之间设置有第二斜向连接杆2.2，第二纵向主杆2.1和第二斜向连接杆2.2另一端与框架曲梁1.4连接。
本发明通过框架承重支撑体系1、悬挑桁架5和封边桁架2的海浪形变化以及三角网格壳结构3和菱形网格壳结构4的曲率变化，增加了高落差双曲海浪形编织网状壳结构整体的观赏性。框架承重支撑体系1、悬挑桁架5和封边桁架2形成整体网格壳结构的外部支撑，其上设置的抗震桁架柱1.1、框架曲梁1.4、第一纵向主杆1.2等机构具有良好的抗压、抗弯和抗剪承载力，同时为结构整体性提供了良好的基础，大幅度改善了异形结构的稳定性。
所述网格壳结构包括三角网格壳结构3和菱形网格壳结构4；三角网格壳结构3和菱形网格壳结构4在衔接谷10处连接；三角网格壳结构3和菱形网格壳结构4的的海浪形设计，在异形中结构的变化调整各部分所承担的压力，使得整个网格壳结构保持自平衡，有优良的力学性能。
如图8所示，所述三角网格壳结构3包括多个相互连接的三角桁架单元，三角桁架单元包括方向转换头9、多个三角网格主杆件3.1和多个三角腹杆3.2，相邻三角网格主杆件3.1之间设置有方向转换头9，三角网格主杆件3.1与多个三角腹杆3.2连接，相邻两个三角腹杆3.2相连接，相邻两个三角腹杆3.2与三角网格主杆件3.1围合呈三角形。
如图6所示，所述菱形网格壳结构4包括多个相互连接的菱形网格桁架单元，菱形网格桁架单元包括多个菱形网格主杆件4.1、方向转换头9和多个菱形网格直腹杆4.2，相邻菱形网格主杆件4.1通过方向转换头9连接，菱形网格直腹杆4.2一端与一个菱形网格桁架单元的菱形网格主杆件4.1连接，另一端与另一个菱形网格桁架单元的菱形网格主杆件4.1连接。
如图9所示，所述方向转换头9包括左固定端9.1、右固定端9.2、中间活动端9.3、定位锁杆9.4、定位螺母9.5和一对定位柱9.6；所述中间活动端9.3两端分别与左固定端9.1和右固定端9.2连接，左固定端9.1和右固定端9.2顶部分别设置有定位柱9.6，定位锁杆9.4穿过一对定位柱9.6，定位螺母9.5锁紧定位锁杆9.4；
三角网格壳结构3的顶部与菱形网格壳结构4的底部之间的高度差为11.3m；三角网格壳结构3的底部与菱形网格壳结构4的顶部之间的高度差为9.2m。
三角网格壳结构3中设置的三角网格主杆件3.1和三角腹杆3.2，及菱形网格壳结构4中设置的的菱形网格主杆件4.1和菱形网格直腹杆4.2构成受力海浪形编织网形骨架，相互之间配合作用，调整结构的内力分布，其结构的整体性好，提供了造型美观、结构受力合理、施工方便和结构稳定性好，具有良好的观赏性；抗震桁架柱1.1底部设置的承重支撑柱可以有效的承接三角网格壳结构3中和菱形网格壳结构4的荷载，提高整体结构的稳定性。
如图7所示，悬挑桁架5包括中部弦杆5.1、第一连接单元、第二连接单元、封边弦杆5.5和第二柱间梁5.7；中部弦杆5.1与第二柱间梁5.7之间设置有多个第一连接单元，中部弦杆5.1与封边弦杆5.5之间设置有多个第二连接单元；第一连接单元与第二连接单元的连线呈米字形分布；中部弦杆5.1两端与框架曲梁1.4连接，封边弦杆5.5两端与封边梁2.3连接，第二柱间梁5.7与第一柱间梁1.5连接。第一连接单元包括箱型直腹杆5.2和箱型斜腹杆5.3，箱型直腹杆5.2两端分别与中部弦杆5.1和第二柱间梁5.7垂直连接，相邻箱型直腹杆5.2之间设置有箱型斜腹杆5.3。第二连接单元包括圆管直腹杆5.4和圆管斜腹杆5.6，圆管直腹杆5.4两端分别与封边弦杆5.5和中部弦杆5.1垂直连接，相邻圆管直腹杆5.4之间设置有圆管斜腹杆5.6。
本发明的结构中还包括吊装耳板6，所述框架承重支撑体系1、封边桁架2、三角网格壳结构3、菱形网格壳结构4和悬挑桁架5。每个构件中设置的吊装耳板6至少为两个，设置吊装耳板6使得吊装过程更加稳定。本发明中使用的吊装设备为汽车吊和倒链，汽车吊的规格根据构件的重量进行选择，本发明中使用的汽车吊规格分别是100t（吨）、75t、50t和25t。根据构件重量选择汽车吊的规格，可有效提高汽车吊的使用寿命，并提高结构整体的施工效率。
另外，本发明还提供了一种高落差双曲海浪形编织网状壳结构的施工方法，步骤如下。
步骤一：高落差双曲海浪形编织网状壳结构的整体设计，并完成施工图纸；确定高落差双曲海浪形编织网状壳结构的空间结构，并确定框架承重支撑体系1、封边桁架2、三角网格壳结构3、菱形网格壳结构4和悬挑桁架5的位置，最后确定高落差双曲海浪形编织网状壳结构下方承重支撑柱的位置。
步骤二：将高落差双曲海浪形编织网状壳结构分为三部分，即左半幅7、右半幅8和衔接谷10；对三个部分中框架承重支撑体系1、封边桁架2、三角网格壳结构3、菱形网格壳结构4和悬挑桁架5的波浪形分布进行布局，根据高度差、吊装位置、承重强度和重量确定上述结构的安装顺序；预计算所需部件的数量。
步骤三：根据步骤二中计算的结果在工厂生产时提前预制各部件；对加工后的部件外部涂抹喷漆，并进行防腐处理，根据安装顺序及安装位置对工程预制件进行编号，并根据安装顺序统一编排和包装；统一编号应当与步骤一中的施工图纸的构件编号相一致，对主体结构的部件还应当标明重量、重心位置和定位标记。
步骤四：安装脚手架和高落差双曲海浪形编织网状壳结构底部的承重支撑柱；通过脚手架支撑整个高落差双曲海浪形编织网状壳结构，在安装过程中保证整个结构的应力传递，降低因安装过程中因应力导致的结构位移过大，使得整个施工过程中受力形式变化不大，保障施工过程的稳定性和荷载强度。
步骤五：安装封边桁架2和悬挑桁架5；并确保抗震桁架柱1.1底部与承重支撑柱的顶部固定连接；封边桁架2两端分别与悬挑桁架5的封边弦杆5.5连接；在安装过程中及时测量，并根据测量情况调整安装位置，利用千斤顶调整部件的位置，并再次及时测量，确保安装精度。
步骤六：安装框架承重支撑体系1；在封边桁架2内侧安装框架承重支撑体系1，并使得框架承重支撑体系1两端的中部弦杆5.1和第一柱间梁1.5分别与悬挑桁架5的中部弦杆5.1和第二柱间梁5.7连接；安装过程中利用千斤顶调整部件的位置，确保安装精度，并利用磨光机对已经安装的部件外观进行处理。
步骤七：安装网格壳结构；网格壳结构先从中间衔接谷10安装，并且保证左半幅7和右半幅8的安装同步进行，施工人员分区作业；在安装过程中通过方向转换头9调整网格壳结构的弧度，在调整完方向转换头9角度后，将方向转换头9中的中间活动端9.3与两端的左固定端9.1和右固定端9.2焊接，方向转换头9在安装时可形成不同的曲率；从而使最终的安装效果符合设计要求；在安装过程中利用位移传感器测量，及时调整偏离构件的位置；在焊接后及时利用超声波探伤仪和焊缝量规检查焊接效果，对未达到设计要求的部分进行修补。
s71：安装三角网格壳结构3；三角网格壳结构3从中间衔接谷10位置向边缘逐步安装；先在框架承重支撑体系1的纵向安装第一根三角网格主杆件3.1，在以该根三角网格主杆件3.1为基础向左侧的框架承重支撑体系1一侧逐步安装；
s72：安装菱形网格壳结构4；以菱形网格壳结构4的对角线位置设置的加强斜梁为基础向对角线两侧逐渐延伸安装；
单层网格壳结构中方向转换头9和单曲主杆件（三角网格主杆件3.1和菱形网格主杆件4.1）调整曲线延伸方向，使得网格壳结构的曲向调节更加便利，提高了网格壳结构的安装效率。
步骤八：网格壳结构安装完成，并检查完焊接效果符合设计要求后，逐步卸载脚手架；脚手架的卸载顺序是从中间衔接谷10位置开始卸载，逐步向左半幅7和右半幅8卸载，在卸载过程中衔接谷10与左半幅7和衔接谷10与右半幅8相交联位置的脚手架未卸载时，脚手架还存在支撑力，当脚手架全部卸载完成后，壳结构的下挠值最大；最大下挠值为22mm；在卸载过程中还要利用徕卡TC-06进行变形监测，监测高落差双曲海浪形编织网状壳结构的水平位移和竖向位移。
脚手架的拆除应特别注意安全和对构件的成品保护，不得乱掷，避免砸坏构件。在拆卸过程中脚手架的最大应力为86MPA<215MPa，最大竖向位移为6mm<H/1000=11mm，可以很好的满足安全性的要求。
可见，在安装过程中及时测量定位，保证安装过程中框架承重支撑体系1、封边桁架2、三角网格壳结构3、菱形网格壳结构4和悬挑桁架5的边缘契合度；如何在主体结构安装完成后，卸载脚手架的过程中避免主体结构的位移。
综上所述，本发明的结构可分区域预制拼装，提高了施工效率；网格壳结构所用的杆件节点形式简易，易于施工。造型更为大胆，起伏高度更高，形成了具有大海浪的视觉效果，同时其结构主次结构更为清晰，结构稳定性更强，塑造性更强，更能表达其海浪的造型意图。
本发明附图中的图1和图2为相同结构示意图，仅仅是为了更好的体现出结构布局，和本发明高落差双曲海浪形编织网状壳结构的左半幅7、右半幅8和衔接谷10更为细化的分区。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高落差双曲海浪形编织网状壳结构，包括海浪形网壳，其特征在于：海浪形网壳为编织状框架结构，其横向和纵向均呈海浪形；包括左半幅（7）、右半幅（8）和衔接谷（10）；衔接谷（10）两端分别与左半幅（7）和右半幅（8）相连接，左半幅（7）纵向从外到内依次设置有左下沉（7.4）、左波峰（7.2）、左波谷（7.1）和左翘起（7.3），左波谷（7.1）与左下沉（7.4）之间存在高度差，左波峰（7.2）与左翘起（7.3）之间存在高度差；右半幅（8）纵向从外到内依次设置有右下沉（8.4）、右波峰（8.1）、右波谷（8.2）和右翘起（8.3），左翘起（7.3）与右下沉（8.4）的角点设置在海浪形网壳的对角线两端，左下沉（7.4）与右翘起（8.3）的角点设置在海浪形网壳的另一条对角线两端；
海浪形网壳包括框架承重支撑体系（1）、封边桁架（2）、悬挑桁架（5）和网格壳结构；网格壳结构外部围合有框架承重支撑体系（1）、悬挑桁架（5）和封边桁架（2）；框架承重支撑体系（1）外部与封边桁架（2）连接，框架承重支撑体系（1）和封边桁架（2）通过悬挑桁架（5）连接；框架承重支撑体系（1）和封边桁架（2）在横向和纵向呈波浪形；
所述网格壳结构包括三角网格壳结构（3）和菱形网格壳结构（4）；三角网格壳结构（3）和菱形网格壳结构（4）在衔接谷（10）处连接；
所述三角网格壳结构（3）包括多个相互连接的三角桁架单元，三角桁架单元包括方向转换头（9）、多个三角网格主杆件（3.1）和多个三角腹杆（3.2），相邻三角网格主杆件（3.1）之间设置有方向转换头（9），三角网格主杆件（3.1）与多个三角腹杆（3.2）连接，相邻两个三角腹杆（3.2）相连接，相邻两个三角腹杆（3.2）与三角网格主杆件（3.1）围合呈三角形；
所述菱形网格壳结构（4）包括多个相互连接的菱形网格桁架单元，菱形网格桁架单元包括多个菱形网格主杆件（4.1）、方向转换头（9）和多个菱形网格直腹杆（4.2），相邻菱形网格主杆件（4.1）通过方向转换头（9）连接，菱形网格直腹杆（4.2）一端与一个菱形网格桁架单元的菱形网格主杆件（4.1）连接，另一端与另一个菱形网格桁架单元的菱形网格主杆件（4.1）连接；
所述方向转换头（9）包括左固定端（9.1）、右固定端（9.2）、中间活动端（9.3）、定位锁杆（9.4）、定位螺母（9.5）和一对定位柱（9.6）；所述中间活动端（9.3）两端分别与左固定端（9.1）和右固定端（9.2）连接，左固定端（9.1）和右固定端（9.2）顶部分别设置有定位柱（9.6），定位锁杆（9.4）穿过一对定位柱（9.6），定位螺母（9.5）锁紧定位锁杆（9.4）；
三角网格壳结构（3）的顶部与菱形网格壳结构（4）的底部之间的高度差为9m～13m；三角网格壳结构（3）的底部与菱形网格壳结构（4）的顶部之间的高度差为8m～11m；
所述框架承重支撑体系（1）包括抗震桁架柱（1.1）、第一纵向主杆（1.2）、第一斜向连接杆（1.3）、框架曲梁（1.4）和第一柱间梁（1.5）；第一纵向主杆（1.2）均匀分布在第一柱间梁（1.5）与框架曲梁（1.4）之间，框架曲梁（1.4）为多根，相邻框架曲梁（1.4）通过抗震桁架柱（1.1）连接，第一纵向主杆（1.2）两侧分布有第一斜向连接杆（1.3），第一斜向连接杆（1.3）两端分别与第一柱间梁（1.5）和框架曲梁（1.4）连接；所述抗震桁架柱（1.1）包括抗震支座（1.1.1）和桁架柱头（1.1.2），桁架柱头（1.1.2）底部设置有抗震支座（1.1.1）；
所述封边桁架（2）包括第二纵向主杆（2.1）、第二斜向连接杆（2.2）和封边梁（2.3），第二纵向主杆（2.1）均匀分布在封边梁（2.3）上，相邻第二纵向主杆（2.1）之间设置有第二斜向连接杆（2.2），第二纵向主杆（2.1）和第二斜向连接杆（2.2）另一端与框架曲梁（1.4）连接；
所述悬挑桁架（5）包括中部弦杆（5.1）、第一连接单元、第二连接单元、封边弦杆（5.5）和第二柱间梁（5.7）；中部弦杆（5.1）与第二柱间梁（5.7）之间设置有多个第一连接单元，中部弦杆（5.1）与封边弦杆（5.5）之间设置有多个第二连接单元；第一连接单元与第二连接单元的连线呈米字形分布；中部弦杆（5.1）两端与框架曲梁（1.4）连接，封边弦杆（5.5）两端与封边梁（2.3）连接，第二柱间梁（5.7）与第一柱间梁（1.5）连接；
所述第一连接单元包括箱型直腹杆（5.2）和箱型斜腹杆（5.3），箱型直腹杆（5.2）两端分别与中部弦杆（5.1）和第二柱间梁（5.7）垂直连接，相邻箱型直腹杆（5.2）之间设置有箱型斜腹杆（5.3）；
所述第二连接单元包括圆管直腹杆（5.4）和圆管斜腹杆（5.6），圆管直腹杆（5.4）两端分别与封边弦杆（5.5）和中部弦杆（5.1）垂直连接，相邻圆管直腹杆（5.4）之间设置有圆管斜腹杆（5.6）。
2.如权利要求1所述的一种高落差双曲海浪形编织网状壳结构的施工方法，其特征在于：有如下步骤：
步骤一：高落差双曲海浪形编织网状壳结构的整体设计，并完成施工图纸；确定高落差双曲海浪形编织网状壳结构的空间结构，并确定框架承重支撑体系（1）、封边桁架（2）、三角网格壳结构（3）、菱形网格壳结构（4）和悬挑桁架（5）的位置，最后确定高落差双曲海浪形编织网状壳结构下方承重支撑柱的位置；
步骤二：将高落差双曲海浪形编织网状壳结构分为三部分，即左半幅（7）、右半幅（8）和衔接谷（10）；对三个部分中框架承重支撑体系（1）、封边桁架（2）、三角网格壳结构（3）、菱形网格壳结构（4）和悬挑桁架（5）的波浪形分布进行布局，根据高度差、吊装位置、承重强度和重量确定上述结构的安装顺序；预计算所需部件的数量；
步骤三：根据步骤二中计算的结果在工厂生产时提前预制各部件；对加工后的部件外部涂抹喷漆，并进行防腐处理，根据安装顺序及安装位置对工程预制件进行编号，并根据安装顺序统一编排和包装；统一编号应当与步骤一中的施工图纸的构件编号相一致，对主体结构的部件还应当标明重量、重心位置和定位标记；
步骤四：安装脚手架和高落差双曲海浪形编织网状壳结构底部的承重支撑柱；
步骤五：安装封边桁架（2）和悬挑桁架（5）；并确保抗震桁架柱（1.1）底部与承重支撑柱的顶部固定连接；封边桁架（2）两端分别与悬挑桁架（5）的封边弦杆（5.5）连接；在安装过程中及时测量，并根据测量情况调整安装位置，利用千斤顶调整部件的位置，并再次及时测量，确保安装精度；
步骤六：安装框架承重支撑体系（1）；在封边桁架（2）内侧安装框架承重支撑体系（1），并使得框架承重支撑体系（1）两端的中部弦杆（5.1）和第一柱间梁（1.5）分别与悬挑桁架（5）的中部弦杆（5.1）和第二柱间梁（5.7）连接；安装过程中利用千斤顶调整部件的位置，确保安装精度，并利用磨光机对已经安装的部件外观进行处理；
步骤七：安装网格壳结构；网格壳结构先从中间衔接谷（10）安装，并且保证左半幅（7）和右半幅（8）的安装同步进行，施工人员分区作业；在安装过程中通过方向转换头（9）调整网格壳结构的弧度，在调整完方向转换头（9）角度后，将方向转换头（9）中的中间活动端（9.3）与两端的左固定端（9.1）和右固定端（9.2）焊接；从而使最终的安装效果符合设计要求；在安装过程中利用位移传感器测量，及时调整偏离构件的位置；在焊接后及时利用超声波探伤仪和焊缝量规检查焊接效果，对未达到设计要求的部分进行修补；
s71：安装三角网格壳结构（3）；三角网格壳结构（3）从中间衔接谷（10）位置向边缘逐步安装；先在框架承重支撑体系（1）的纵向安装第一根三角网格主杆件（3.1），再以该根三角网格主杆件（3.1）为基础向左侧的框架承重支撑体系（1）一侧逐步安装；
s72：安装菱形网格壳结构（4）；以菱形网格壳结构（4）的对角线位置设置的加强斜梁为基础向对角线两侧逐渐延伸安装；
步骤八：网格壳结构安装完成，并检查完焊接效果符合设计要求后，逐步卸载脚手架；脚手架的卸载顺序是从中间衔接谷（10）位置开始卸载，逐步向左半幅（7）和右半幅（8）卸载，在卸载过程中衔接谷（10）与左半幅（7）和衔接谷（10）与右半幅（8）相交联位置的脚手架未卸载时，脚手架还存在支撑力，当脚手架全部卸载完成后，壳结构的下挠值最大；最大下挠值为22mm；在卸载过程中还要进行变形监测，监测高落差双曲海浪形编织网状壳结构的水平位移和竖向位移。
3.如权利要求2所述的一种高落差双曲海浪形编织网状壳结构的施工方法，其特征在于：变形监测所用的设备为徕卡TC-06。
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