CN114033050A - 一种大跨度空间结构中倾斜桅杆姿态调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大跨度空间结构中倾斜桅杆姿态调整方法，包括如下步骤：S1、在倾斜桅杆的杆顶安装与倾斜桅杆倾斜方向相反的工装索；S2、在倾斜桅杆的临时支撑柱两侧分别安装一个千斤顶；S3、对千斤顶范围内临时支撑柱进行切除，切除后的相邻两段支撑柱之间的间隙小于千斤顶的行程距离；S4、同步缩短两个千斤顶的行程，减小切除后的相邻两段支撑柱间的间隙，工装索逐渐绷紧，使得倾斜桅杆的杆顶产生位移，倾斜桅杆的柱身可围绕底座旋动，记录倾斜桅杆的姿态。本发明实现了施工过程中倾斜桅杆姿态的调整，调整过程中，倾斜桅杆状态平稳无突变，操作流程清晰，姿态位移变化量稳定可靠。

Description

一种大跨度空间结构中倾斜桅杆姿态调整方法

技术领域

本发明涉及一种建筑施工技术领域。更具体地，涉及一种大跨度空间结构中倾斜桅杆姿态调整方法。

背景技术

倾斜桅杆在建筑结构应用中比较广泛，在工程中应用倾斜桅杆的案例也很多，但均限于小型空间结构体系应用之中，根据建筑规范所定义建筑结构跨度超过百米的结构属于大跨度空间结构体系，在对上述大跨度空间结构体系施工过程中，因施工需要对主要起支撑作用的倾斜桅杆进行有限度的绕支座点旋转，有限度的对倾斜桅杆杆顶位置进行调整，以使倾斜桅杆可由初期的安装位置调整至设计位置。在此过程中如使用大型机械辅助作业不仅费用高、还受到场地限制，可能无法进行操作。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的一个目的在于提供一种大跨度空间结构中倾斜桅杆姿态调整方法，以解决在大跨度空间结构施工过程中对倾斜桅杆的姿态进行调整的问题。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

根据本发明的一个方面，本发明提供一种大跨度空间结构中倾斜桅杆姿态调整方法，所述空间结构包括倾斜桅杆，倾斜桅杆的杆脚通过安装支座以及临时工装固定于地面；倾斜桅杆位于安装位置，倾斜桅杆与地面之间形成夹角；

所述安装支座还包括底座，以及位于所述底座与倾斜桅杆杆脚之间的约束钢板；所述临时工装包括支撑于倾斜桅杆杆体与地面之间的临时支撑柱；

所述方法包括如下步骤：

S1、在倾斜桅杆的杆顶安装与倾斜桅杆倾斜方向相反的工装索；

S2、在倾斜桅杆的临时支撑柱两侧分别安装一个千斤顶；

S3、切割约束钢板，使得约束钢板与安装支座的底座分离；对千斤顶范围内临时支撑柱进行切除，切除后的相邻两段支撑柱之间的间隙小于千斤顶的行程距离；

S4、同步缩短两个千斤顶的行程，减小切除后的相邻两段支撑柱间的间隙，工装索逐渐绷紧，使得倾斜桅杆的杆顶产生位移，倾斜桅杆的柱身可围绕底座旋动，记录倾斜桅杆的姿态；工装索绷紧。

此外，优选地方案是，所述方法还包括：重复步骤S4，直至千斤顶不再受力，卸载临时支撑柱以及千斤顶，倾斜桅杆柱身稳定完全由工装索承担；通过收放工装索的长度，进行有限度的调整倾斜桅杆到达设计位置，拆除约束钢板。

此外，优选地方案是，所述倾斜桅杆的设计位置为空间结构形成最终的稳定状态后，所述倾斜桅杆相对于地面的位置以及姿态。

此外，优选地方案是，所述安装支座包括：

固定于地面的底座；底座顶面为斜面；

位于底座顶面的下基座；

所述下基座包括有向内凹陷的凹槽，凹槽的底面为球形面；

所述安装支座还包括结合固定于倾斜桅杆底端面上的上基座；

上基座的底部位于所述凹槽内，上基座的底面为与所述凹槽底面配合的球形面。

此外，优选地方案是，所述底座与倾斜桅杆杆脚之间包括有约束钢板。

此外，优选地方案是，所述上基座包括呈圆柱状结构的主体，所述主体的靠近凹槽的一侧表面形成与所述凹槽底面配合的球形面。

此外，优选地方案是，所述临时支撑柱与地面形成的角度在65-75度之间，倾斜桅杆重心在地面上的投影位于临时支撑柱底端与倾斜桅杆的杆脚之间。

本发明的有益效果如下：

相较于现有技术本发明所提供的施工方法能够实现高大倾斜桅杆的有限度绕中心旋转，由此对倾斜桅杆姿态进行调整，该调整过程中，倾斜桅杆状态平稳无突变，操作流程清晰，姿态位移变化量稳定可靠。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出一种空间结构的整体结构示意图。

图2a至图2f示出图1所示空间结构的施工方法流程图。

图3示出本发明所提供安装支座的结构示意图。

图4a至图4c示出本发明所提供施工方法流程图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

首先参照图1、图2a至图2f以及图3所示，一种空间结构包括呈外八样式对称布置的两倾斜桅杆1，以及位于两倾斜桅杆1之间的桁架2；所述桁架2与两倾斜桅杆1之间包括有吊索3；所述桁架2被配置为可通过吊索3悬置在两倾斜桅杆1之间的张拉位置。在一个实施方式中，所述空间结构整个建筑平面呈曲壳型，两根倾斜桅杆位于桁架两侧，在桁架两侧的倾斜桅杆用于悬挂整体桁架结构。每根倾斜桅杆顶部交叉下拉16根吊索，倾斜桅杆间由吊索、边索共同张拉悬吊16榀雁翅型钢桁架，桁架下方连接谷索和排水天沟，ETFE透明膜单元就连接在边索和桁架之间。钢桁架共16榀，排列在倾斜桅杆之间，中间位置桁架大，往两端逐渐缩小，最大桁架单重约为24吨，因此整个收费大棚平面投影为梭性结构；从单榀桁架看，桁架呈雁翅型，中间位置较低两端伸展向空中。

在针对上述的大跨度空间结构的施工过程中，包括如下施工步骤：

桁架2通过支撑架21置于地面10，桁架2处于安装位置；所述桁架2落在支撑架21顶部；

倾斜桅杆1的杆脚通过安装支座4以及临时工装5固定于地面，倾斜桅杆1位于安装位置，倾斜桅杆1与地面之间形成夹角；

倾斜桅杆1杆顶与桁架2之间连接吊索3，倾斜桅杆杆1顶与地面之间安装下拉索6，下拉索6与吊索3相对于倾斜桅杆1呈平衡；桁架2上安装边索7以及谷索；

确定倾斜桅杆1调整以及卸载临时工装5后的平衡状态；确定倾斜桅杆1转换到平衡状态时的杆顶位移和旋转角度；

针对位于安装位置的倾斜桅杆1的姿态进行调整。

结合图4a至图4c所示，根据上述大跨度空间结构的施工，本发明提供一种大跨度空间结构中倾斜桅杆姿态调整方法，以解决在大跨度空间结构施工过程中对倾斜桅杆的姿态进行调整的问题。如上述的针对位于安装位置的倾斜桅杆1的姿态进行调整，具体包括如下具体步骤：

S1、在倾斜桅杆1的杆顶安装与倾斜桅杆1倾斜方向相反的工装索8；

S2、在倾斜桅杆1的临时支撑柱51两侧分别安装一个千斤顶9；

S3、切割约束钢板44，使得约束钢板44与安装支座4的底座41分离；对千斤顶9范围内临时支撑柱51进行切除，切除后的相邻两段支撑柱之间的间隙小于千斤顶9的行程距离；

S4、同步缩短两个千斤顶9的行程，减小切除后的相邻两段支撑柱间的间隙，工装索8逐渐绷紧，使得倾斜桅杆1的杆顶产生位移，倾斜桅杆1的柱身可围绕底座41旋动，记录倾斜桅杆1的姿态；工装索绷紧，由此完成对倾斜桅杆的姿态调整。

进一步地，当倾斜桅杆姿态调整完成后，施工需要卸载倾斜桅杆1的临时工装5时；重复上述步骤S4，直至千斤顶9不再受力，卸载临时支撑柱51以及千斤顶9，倾斜桅杆柱身稳定完全由工装索8承担；通过收放工装索8的长度，进行有限度的调整倾斜桅杆到达设计位置，拆除约束钢板44。下拉索6、吊索2、边索7以及谷索进行配合张拉，桁架2可由安装位置至预设的张拉位置，倾斜桅杆1可由安装位置至设计位置。最后拆除工装索8以及支撑架21。其中，下拉索6主动张拉，吊索2配合下拉索的被动张拉，边索7与谷索汇聚受力点配合下拉索6以及吊索2主动张拉。

本发明中倾斜桅杆杆顶工装索放松以及张紧，使得倾斜桅杆杆体为围绕安装支座底座旋转，工装索在设置初始预拉力时，总有一定量的松弛，这时拆除掉所有倾斜桅杆杆体的安装支座以及临时工装时，倾斜桅杆杆体会有一个突然的位移变化，使得工装索完全受力，这个突变的过程就是工装索松弛引起的，为了解决这个问题，本发明通过上述方法使得倾斜桅杆杆体位移突变变得平缓可控，从而实现了在大跨度空间结构施工过程中可对倾斜桅杆的姿态进行调整，实现高大倾斜桅杆杆体的有限度绕中心旋转，姿态调整过程中，平稳无突变，操作流程清晰，姿态位移变化量稳定可靠等技术效果。

本发明中，所述倾斜桅杆1的安装位置为施工初期倾斜桅杆1的杆脚通过安装支座4以及临时工装5固定于地面的位置以及姿态；所述倾斜桅杆1的设计位置为空间结构形成最终的稳定状态后，所述倾斜桅杆1相对于地面的位置以及姿态。所述桁架2的张拉位置为空间结构形成最终的稳定状态后，所述桁架2相对于地面的位置以及姿态。所述倾斜桅杆1的平衡状态为空间结构中拆除掉倾斜桅杆1的所有临时工装5约束，此时桁架2仅受到支撑架21的竖向支撑力，通过下拉索6、吊索2、边索7以及谷索连接达到一种对称的自平衡状态，此时下拉索6预拉力为0，吊索2拉力为倾斜桅杆1自重形成。

在一个实施方式中，结合图3所示结构，本发明中所述安装支座4包括：固定于地面的底座41，以及位于底座41顶面的下基座42。所述底座41顶面411为斜面，所述斜面朝向倾斜桅杆1的外侧倾斜，即背离桁架的方向倾斜。所述下基座42包括有向内凹陷的凹槽421，凹槽421的底面为球形面。所述安装支座4还包括结合固定于倾斜桅杆1底端面上的上基座43；上基座43的底部位于所述凹槽421内，上基座43的底面431为与所述凹槽421底面配合的球形面。

在一个实施方式中，所述安装支座4还包括有位于所述底座41与倾斜桅杆1杆脚之间的约束钢板44，约束钢板44用以限制底座41与倾斜桅杆1杆脚之间的径向位移。此外，优选地方案是，所述上基座43包括呈圆柱状结构的主体，所述主体的靠近凹槽的一侧表面形成与所述凹槽底面配合的球形面。

在一个实施方式中，所述临时工装5包括支撑于倾斜桅杆杆体与地面之间的临时支撑柱51。由于临时支撑柱支撑地面角度越小所需的临时支撑柱的支撑强度就越高，对于临时支撑柱自身支撑强度的要求越高。临时支撑柱支撑地面角度越大，所需临时支撑柱的长度越长，浪费材料。由此优选地，所述临时支撑柱与地面形成的角度在65-75度之间，倾斜桅杆重心在地面上的投影位于临时支撑柱底端与倾斜桅杆的杆脚之间，临时支撑柱以及倾斜桅杆二者相互配合受力合理，经济性好。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种大跨度空间结构中倾斜桅杆姿态调整方法，其特征在于，所述空间结构包括倾斜桅杆，倾斜桅杆的杆脚通过安装支座以及临时工装固定于地面；倾斜桅杆位于安装位置，倾斜桅杆与地面之间形成夹角；

所述安装支座还包括底座，以及位于所述底座与倾斜桅杆杆脚之间的约束钢板；所述临时工装包括支撑于倾斜桅杆杆体与地面之间的临时支撑柱；

所述方法包括如下步骤：

S1、在倾斜桅杆的杆顶安装与倾斜桅杆倾斜方向相反的工装索；

S2、在倾斜桅杆的临时支撑柱两侧分别安装一个千斤顶；

S3、切割约束钢板，使得约束钢板与安装支座的底座分离；对千斤顶范围内临时支撑柱进行切除，切除后的相邻两段支撑柱之间的间隙小于千斤顶的行程距离；

S4、同步缩短两个千斤顶的行程，减小切除后的相邻两段支撑柱间的间隙，工装索逐渐绷紧，使得倾斜桅杆的杆顶产生位移，倾斜桅杆的柱身可围绕底座旋动，记录倾斜桅杆的姿态；工装索绷紧。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：重复步骤S4，直至千斤顶不再受力，卸载临时支撑柱以及千斤顶，倾斜桅杆柱身稳定完全由工装索承担；通过收放工装索的长度，进行有限度的调整倾斜桅杆到达设计位置，拆除约束钢板。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述倾斜桅杆的设计位置为空间结构形成最终的稳定状态后，所述倾斜桅杆相对于地面的位置以及姿态。

4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述安装支座包括：

固定于地面的底座；底座顶面为斜面；

位于底座顶面的下基座；

所述下基座包括有向内凹陷的凹槽，凹槽的底面为球形面；

所述安装支座还包括结合固定于倾斜桅杆底端面上的上基座；

上基座的底部位于所述凹槽内，上基座的底面为与所述凹槽底面配合的球形面。

5.根据权利要求4所述的施工方法，其特征在于，所述底座与倾斜桅杆杆脚之间包括有约束钢板。

6.根据权利要求4所述的施工方法，其特征在于，所述上基座包括呈圆柱状结构的主体，所述主体的靠近凹槽的一侧表面形成与所述凹槽底面配合的球形面。

7.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述临时支撑柱与地面形成的角度在65-75度之间，倾斜桅杆重心在地面上的投影位于临时支撑柱底端与倾斜桅杆的杆脚之间。

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