CN114233022A - 一种圆形钢结构穹顶辅助安装设备及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种圆形钢结构穹顶辅助安装设备及施工方法，属于建筑施工的领域，其包括多个用于支撑中心环的定位装置，多个所述定位装置周向布设在地面上；所述定位装置包括竖向设置在地面上的支撑架、设置在支撑架顶端的操作平台、设置在操作平台顶端的顶升机构、设置在顶升机构顶端的安装平台和设置在安装平台顶端的多组用于夹持环向杆的卡位组件；所述支撑架包括用于固定于地面的基础节和多节设置在基础节上方的增高节，所述操作平台设置在最高一节的增高节顶端。本申请具有提高中心环定位准确性的效果。

Description

一种圆形钢结构穹顶辅助安装设备及施工方法
技术领域
本申请涉及建筑施工的领域，尤其是涉及一种圆形钢结构穹顶辅助安装设备及施工方法。
背景技术
穹顶钢结构具有良好的力学性能和加工性能。与混凝土相比，钢材具有很高的强度，特别适用于建造大跨度，载重负荷的结构。钢材的塑性好、承静力荷载时吸收变形的能力强，不会由于偶然超载而忽然断裂。钢材的韧性好，具有良好的动力工作性能，适宜在动力荷载下工作。
参照图1，为相关技术提供的一种穹顶钢结构，其包括网壳结构和用于支撑网壳结构的开花柱7，网壳结构包括设置于开花柱7内的内网壳8和设置于开花柱外的外网壳9。该穹顶结构的施工顺序为先施工开花柱7，然后在开花柱7的基础上施工内网壳8，最后施工外网壳9。
针对上述中的相关技术，发明人认为施工内网壳8时，位于内网壳8正中心处的中心环在高空中吊接时，难以精确定位，容易造成较大的施工误差，影响穹顶结构整体的稳定性。
发明内容
为了提高中心环定位的准确性，本申请提供一种圆形钢结构穹顶辅助安装设备及施工方法。
第一方面，本申请提供一种圆形钢结构穹顶辅助安装设备，采用如下的技术方案：
一种圆形钢结构穹顶辅助安装设备，包括多个用于支撑中心环的定位装置，多个所述定位装置周向布设在地面上；所述定位装置包括竖向设置在地面上的支撑架、设置在支撑架顶端的操作平台、设置在操作平台顶端的顶升机构、设置在顶升机构顶端的安装平台和设置在安装平台顶端的多组用于夹持环向杆的卡位组件；所述支撑架包括用于固定于地面的基础节和多节设置在基础节上方的增高节，所述操作平台设置在最高一节的增高节顶端。
通过采用上述技术方案，先将基础节安装在地面上，然后将操作平台安装在基础节上，便于工作人员在安装平台上设置卡位组件的位置，从而预先设置中心环在安装平台上的位置；工作人员将操作平台安装在支撑架顶端后调节顶升机构，便于工作人员控制中心环的高度，然后在将环向杆在预先设定好位置的卡位组件上焊接成中心环，从而精确中心环的安装位置。
可选的，所述卡位组件，包括至少两个用于夹持在环向杆内外两侧的限位杆，所述限位杆底端设置有滑块，所述安装平台上设置有供滑块滑移的滑槽，所述滑槽的长度方向朝向安装圆心，所述卡位组件还包括锁紧件，所述限位杆通过锁紧件固定在安装平台上。
通过采用上述技术方案，便于工作人员调节限位杆的位置，若因工作人员操作失误，固定错限位杆的位置，可通过解除锁紧件，从而再次调节限位杆的位置，增大了施工的容错率。
可选的，所述锁紧件为螺母，所述限位杆靠近安装平台的一端设置有外螺纹，所述锁紧件螺纹连接于限位件上，所述锁紧件活动抵紧于安装平台。
通过采用上述技术方案，螺纹连接稳定性高，连接方便，提高了工作人员的工作效率。
可选的，所述卡位组件设置有两组，两组卡位组件分别用于夹持两个环向杆，两组所述卡位组件之间设置有供工作人员连接两个环向杆的操作空间。
通过采用上述技术方案，便于工作人员在安装平台上焊接两个环向杆。
可选的，所述顶升机构包括提供顶升力的液压缸，所述液压缸的缸筒安装在操作平台上，所述液压缸的活塞杆朝上设置，所述液压缸的活塞杆连接在安装平台上。
通过采用上述技术方案，液压缸推动力强，稳定性高，提高了安装平台的稳定性。
可选的，所述缸筒安装在操作平台底面，所述活塞杆穿设于操作平台。
通过采用上述技术方案，使操作平台安装在基础节上时，安装平台能够贴合操作平台，降低安装平台的高度，便于工作人员调节限位杆。
可选的，所述安装平台底端设置有多个导向杆，多个所述导向杆均平行于活塞杆，所述导向杆滑移穿设于操作平台。
通过采用上述技术方案，通过导向杆增强了安装平台升降的稳定性。
第二方面，本申请提供一种圆形钢结构穹顶施工方法，采用如下的技术方案：
一种圆形钢结构穹顶施工方法，包括以下步骤：
S1、使用全站仪确定安装基础节的位置，将多个定位装置的基础节安装在地面上；
S2、将多个操作平台对应安装在多个基础节上，调节卡位组件的位置，并将卡位组件固定在安装平台上；
S3、将操作平台从基础节上拆卸下来；
S4、将多个增高节依次叠加在基础节上方；
S5、将操作平台吊装在位于最上方的增高节顶端；
S6、启动顶升机构，调节安装平台的高度；
S7、吊装环向杆，使相邻的两个环向杆在安装平台上焊接，并使环向杆卡设于卡位组件上；
S8、重复S7，直至将多个环向杆组成中心环，从而将中心环固定在多个卡位组件上；
S9、安装满堂脚手架；
S10、使用吊架将多个分片单元安装在中心环和外环之间，并嵌补相邻两个分片单元间的散件，使多个分片单元形成整体。
通过采用上述技术方案，将操作平台安装在基础节上，便于工作人员调节限位杆的位置，从而预先设置中心环在安装平台上的位置；工作人员将操作平台安装在支撑架顶端后调节顶升机构，便于工作人员控制中心环的高度，然后在将环向杆在预先设定好位置的卡位组件上焊接成中心环，从而固定中心环的位置。相比于相关技术，本申请的一种圆形钢结构穹顶施工方法，提高了中心环的定位的准确性。
可选的，安装分片单元时，使用多台塔吊同时作业，分区域安装分片单元，区域内的分片单元安装结束后，相邻两个区域之间设置有合拢缝，最后在安装合拢缝处的杆件，将多个区域的分片单元连成整体。
通过采用上述技术方案，多台塔吊同时施工，提高了施工效率，缩短了穹顶结构的施工工期。
可选的，每个所述分片单元在工厂拼装好后再运输至现场直接吊装。
通过采用上述技术方案，减少了现场拼装的时间，提高了安装效率。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.提高中心环定位的准确性；
2.定位装置结构稳定，牢固程度高，增强了施工过程中中心环的稳定性；
3.提高穹顶结构的施工效率，缩短施工工期。
附图说明
图1是相关技术提供的一种穹顶钢结构的结构示意图。
图2是本实施例提供的一种圆形钢结构穹顶辅助安装设备的结构示意图。
图3是定位装置的结构示意图。
图4是内网壳安装在开花柱上的结构示意图。
图5是操作平台安装在基础节上的示意图。
附图标记说明：1、中心环；11、环向杆；2、支撑架；21、基础节；22、增高节；3、操作平台；31、连接架；4、顶升机构；41、液压缸；42、导向杆；5、安装平台；51、滑槽；6、卡位组件；61、滑块；62、限位杆；63、锁紧件；7、开花柱；8、内网壳；81、分片单元；811、内环片；812、外环片；82、散件；9、外网壳。
具体实施方式
以下结合附图2-5对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种圆形钢结构穹顶辅助安装设备。参照图2和图3，一种圆形钢结构穹顶辅助安装设备，用于定位中心环1，中心环1由四个环向杆11拼接而成。一种圆形钢结构穹顶辅助安装设备包括四个用于支撑中心环1的定位装置，四个定位装置周向均匀排布，且四个定位装置位于中心环1正下方。定位装置包括竖向设置在地面上的支撑架2、设置在支撑架2顶端的操作平台3、设置在操作平台3顶端的顶升机构4、设置在顶升机构4顶端的安装平台5和设置在安装平台5顶端的两组用于夹持环向杆11的卡位组件6。
参照图2和图3，支撑架2包括通过螺栓固定在地面上的基础节21，和多节叠加在基础节21上方的增高节22。在本实施例中支撑架2的基础节21为塔吊的基础节21，增高节22为塔吊的标准节。塔吊的塔身结构稳定性高，支撑效果良好，且塔吊塔身的垂直度偏差小，有利于减小施工误差。
参照图2和图3，操作平台3为一板面面积大于支撑架2截面面积的矩形钢板，操作平台3水平设置，操作平台3底端固接有连接架31，连接架31下端的连接结构与增高节22下端连接结构相同。连接架31底端通过加强螺栓固接在位于最高处的增高节22顶端，从而将操作平台3固接在支撑架2顶端。通过操作平台3为工作人员在高空中提供了一定的活动空间，便于工作人员对相邻两个环向杆11的连接进行操作。
参照图2和图3，顶升机构4包括液压缸41，液压缸41的套筒安装在操作平台3底面且位于操作平台3的中部位置。液压缸41的活塞杆朝上设置，活塞杆穿设于操作平台3。活塞杆远离套筒的端部与安装平台5固接，安装平台5为一板面面积小于操作平台3板面面积的矩形板，安装平台5平行于操作平台3。通过液压缸41控制安装平台5的高度，便于工作人员在高空中对中心环1的高度进行调节，有效提高了中心环1定位的准确性。
参照图2和图3，安装平台5底端垂直固接有四个导向杆42，四个导向杆42呈矩形分布。在操作平台3上对应四个导向杆42设置有四个滑移孔，滑移孔与导向杆42相适配。导向杆42的长度大于活塞杆的长度，导向杆42通过滑移孔穿设于操作平台3。通过四个导向杆42，降低了安装平台5偏移的可能性，增强了安装平台5升降的稳定性。
参照图2和图3，安装平台5顶面开设有两条滑槽51，滑槽51的长度方向朝向中心环1的圆心。滑槽51的截面呈T形，滑槽51从安装平台5朝向中心环1圆心的一侧延伸至背离中心环1圆心的一侧。
参照图2和图3，安装平台5顶面设置的两组卡位组件6分别用于卡设两个环向杆11，在两组卡位组件6之间留有便于工作人员焊接两个环向杆11的空间。每组卡位组件6均包括两个滑块61，两个滑块61均为滑移设置于滑槽51内与滑槽51适配的T形块。属于同组卡位组件6的两个滑块61位于同一滑槽51内。每个滑块61顶端均垂直固接有一个限位杆62。卡位组件6还包括用于锁定限位杆62的锁紧件63。在本实施例中锁紧件63为一螺母，限位杆62为一圆杆。限位杆62靠近滑槽51的一端设置有外螺纹，锁紧件63螺纹连接于限位杆62底端，通过旋拧锁紧件63，使锁紧件63底面抵紧安装平台5，从而将限位杆62锁紧在安装平台5上。
本申请实施例还公开一种圆形钢结构穹顶施工方法，包括以下步骤：
参照图4，本实施例中需要在开花柱7的基础上安装圆形钢结构穹顶结构，开花柱7的顶环为内网壳8的外环。在安装内网壳8前已安装好开花柱7，因此在开花柱7内安装定位设备时需要使用塔吊对各结构进行运输。
S1、参照图5，使用全站仪确定四个安装基础节21的位置，并将四个定位装置的基础节21安装在地面上，四个基础节21位于中心环1待安装位置的正下方。
S2、使用塔吊将操作平台3对应安装在基础节21上，然后通过计算和测量在安装平台5上标记限位杆62的待固定位置，然后将限位杆62滑移至待固定位置，旋拧锁紧件63，将限位杆62锁紧在安装平台5上。通过四个安装平台5上的限位杆62，预先设定好中心环1在安装平台5上的安装位置。
S3、将操作平台3从基础节21上拆卸下来。
S4、将多个增高节22依次叠加在基础节21上方。
S5、将操作平台3吊装在位于最上方的增高节22顶端。
S6、启动顶升机构4，调节安装平台5的高度。
S7、吊装环向杆11，使相邻的两个环向杆11在安装平台5上焊接，并使环向杆11卡设于卡位组件6上。
S8、重复S7，直至将多个环向杆11组成中心环1，从而将中心环1固定在多个卡位组件6上。
S9、在定位设备周侧安装满堂脚手架，便于工作人员操作内网壳8的后续安装。
参照图4，内网壳8包括多个分片单元81，分片单元81为弧形的架体的结构，相邻两个分片单元81之间连接有散件82。散件82为单根杆件。分片单元81分为内环片811和外环片812。内环片811包括两根弧形钢杆，两根弧形钢杆之间通过多根杆件连接形成内环片811。外环片812包括两根弧形钢杆，两根弧形钢杆之间通过多根杆件连接形成外环片812。内环片811和外环片812均在工厂拼装好后再运输至现场直接吊装。
S10、使用塔吊内环片811和外环片812在满堂脚手架上对接成分片单元81，并将分片单元81的两端分别连接于中心环1和开花柱7的顶环。
S11、安装完一个分片单元81后，在该分片单元81的一侧安装另一分片单元81。
S12、在相邻两个分片单元81之间吊装散件82，使两个分片单元81形成整体。
S13、两塔塔吊在开花柱7的两侧同时作业，分两个区域安装分片单元81，重复S10-S12的步骤，将两个区域内的分片单元81及相应散件82吊装完成。
S14、区域内的分片单元81安装结束后，相邻两个区域之间设置有合拢缝，最后在安装合拢缝处的杆件，将多个区域的分片单元81连成整体。
本申请实施例一种圆形钢结构穹顶施工方法的实施原理为：将操作平台3安装在基础节21上，便于工作人员调节限位杆62的位置，从而预先设置中心环1在安装平台5上的位置；工作人员将操作平台3安装在支撑架2顶端后调节顶升机构4，便于工作人员控制中心环1的高度，然后在将环向杆11在预先设定好位置的卡位组件6上焊接成中心环1，从而固定中心环1的位置。相比于相关技术，本申请的一种圆形钢结构穹顶施工方法，提高了中心环1的定位的准确性。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种圆形钢结构穹顶辅助安装设备，用于安装中心环(1)，所述中心环(1)包括多节环向杆(11)，其特征在于：包括多个用于支撑中心环(1)的定位装置，多个所述定位装置周向布设在地面上；所述定位装置包括竖向设置在地面上的支撑架(2)、设置在支撑架(2)顶端的操作平台(3)、设置在操作平台(3)顶端的顶升机构(4)、设置在顶升机构(4)顶端的安装平台(5)和设置在安装平台(5)顶端的多组用于夹持环向杆(11)的卡位组件(6)；所述支撑架(2)包括用于固定于地面的基础节(21)和多节设置在基础节(21)上方的增高节(22)，所述操作平台(3)设置在最高一节的增高节(22)顶端。
2.根据权利要求1所述的一种圆形钢结构穹顶辅助安装设备，其特征在于：所述卡位组件(6)，包括至少两个用于夹持在环向杆(11)内外两侧的限位杆(62)，所述限位杆(62)底端设置有滑块(61)，所述安装平台(5)上设置有供滑块(61)滑移的滑槽(51)，所述滑槽(51)的长度方向朝向安装圆心，所述卡位组件(6)还包括锁紧件(63)，所述限位杆(62)通过锁紧件(63)锁紧在安装平台(5)上。
3.根据权利要求2所述的一种圆形钢结构穹顶辅助安装设备，其特征在于：所述锁紧件(63)为螺母，所述限位杆(62)靠近安装平台(5)的一端设置有外螺纹，所述锁紧件(63)螺纹连接于限位件上。
4.根据权利要求1所述的一种圆形钢结构穹顶辅助安装设备，其特征在于：所述卡位组件(6)设置有两组，两组卡位组件(6)分别用于夹持两个环向杆(11)，两组所述卡位组件(6)之间设置有供工作人员连接两个环向杆(11)的操作空间。
5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的一种圆形钢结构穹顶辅助安装设备，其特征在于：所述顶升机构(4)包括提供顶升力的液压缸(41)，所述液压缸(41)的缸筒安装在操作平台(3)上，所述液压缸(41)的活塞杆朝上设置，所述液压缸(41)的活塞杆连接在安装平台(5)上。
6.根据权利要求5所述的一种圆形钢结构穹顶辅助安装设备，其特征在于：所述缸筒安装在操作平台(3)底面，所述活塞杆穿设于操作平台(3)。
7.根据权利要求6所述的一种圆形钢结构穹顶辅助安装设备，其特征在于：所述安装平台(5)底端设置有多个导向杆(42)，多个所述导向杆(42)均平行于活塞杆，所述导向杆(42)滑移穿设于操作平台(3)；
或所述操作平台(3)顶端设置有多个导向杆(42)，多个所述导向杆(42)均平行于活塞杆，所述导向杆(42)滑移穿设于安装平台(5)。
8.一种圆形钢结构穹顶施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、使用全站仪确定安装基础节(21)的位置，将多个定位装置的基础节(21)安装在地面上；
S2、将多个操作平台(3)对应安装在多个基础节(21)上，调节卡位组件(6)的位置，并将卡位组件(6)固定在安装平台(5)上；
S3、将操作平台(3)从基础节(21)上拆卸下来；
S4、将多个增高节(22)依次叠加在基础节(21)上方；
S5、将操作平台(3)吊装在位于最上方的增高节(22)顶端；
S6、启动顶升机构(4)，调节安装平台(5)的高度；
S7、吊装环向杆(11)，使相邻的两个环向杆(11)在安装平台(5)上焊接，并使环向杆(11)卡设于卡位组件(6)上；
S8、重复S7，直至将多个环向杆(11)组成中心环(1)，从而将中心环(1)固定在多个卡位组件(6)上；
S9、安装满堂脚手架；
S10、使用吊架将多个分片单元(81)安装在中心环(1)和外环之间，并嵌补相邻两个分片单元(81)间的散件(82)，使多个分片单元(81)形成整体。
9.根据权利要求8所述的一种圆形钢结构穹顶施工方法，其特征在于：安装分片单元(81)时，使用多台塔吊同时作业，分区域安装分片单元(81)，区域内的分片单元(81)安装结束后，相邻两个区域之间预留有合拢缝，最后在安装合拢缝处的杆件，将多个区域的分片单元(81)连成整体。
10.根据权利要求9所述的一种圆形钢结构穹顶施工方法，其特征在于：每个所述分片单元(81)在工厂拼装好后再运输至现场直接吊装。
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