CN114908968A - 体育馆大跨度鱼腹式管桁架施工方法 - Google Patents

体育馆大跨度鱼腹式管桁架施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种体育馆大跨度鱼腹式管桁架施工方法，包括：a.对体育馆的主体框架以及看台进行施工，预留吊车出入口。b.使用BIM对主桁架和屋面次桁架进行拆分。c.搭设临时支架，临时支架位于分段桁架的对接处。d.端部主桁架以及屋脊主桁架的分段桁架移送至场馆内依次进行吊装，利用临时支架对接。e.将所有临时支架卸载并拆除。f.吊装边缘主桁架的分段桁架。g.连接形成主桁架框架。h.将屋面次桁架移送至场馆内，并使用汽车吊在场馆内依次吊装。i.安装相邻屋面次桁架之间的杆件，完成整个体育馆的屋面桁架结构的拼接。j.进行体育馆围护结构的封闭施工。本发明解决了施工现场空间受限的问题，桁架结构拼接精度高，施工效率高，且施工安全性高。

Description

体育馆大跨度鱼腹式管桁架施工方法
技术领域
本发明涉及一种管桁架施工方法，具体地说是一种体育馆大跨度鱼腹式管桁架施工方法。
背景技术
鱼腹式管桁架具有设计合理、结构简单、易于加工、承载力大等特点，为体育馆常用的屋面结构。鱼腹式管桁架在施工时，管桁架屋面的主桁架跨度以及重量均较大，但由于体育馆场地外四周为在建建筑，场地内空间相对狭窄，大型吊机无法进入，如果采用场地内吊装的方式，只能使用小型吊机，在场地内进行散件的拼装，高空作业多，高空焊接量大，焊接变形大，质量不易控制，安全隐患多；而如果采用跨外吊装的方式，需要多台大型吊装设备协同吊装，成本较高，且操作困难，安全隐患多发。
发明内容
本发明的目的就是提供一种体育馆大跨度鱼腹式管桁架施工方法，以解决现在体育馆的鱼腹式管桁架施工困难、安全隐患多的问题。
本发明是这样实现的：一种体育馆大跨度鱼腹式管桁架施工方法，包括以下步骤。
a.对体育馆的主体框架以及看台进行施工，围护结构暂不施工，并在远离副馆的一侧预留吊车出入口。
b.使用BIM对主桁架和屋面次桁架进行拆分，在场馆外两侧对主桁架以及屋面次桁架进行组对焊接，其中两个端部主桁架和屋脊主桁架分别分为三段分段桁架，两个边缘主桁架分别分为四段分段桁架，屋面次桁架拆分为能够横跨在屋脊主桁架和端部主桁架之间的多个分段。
c.在屋脊主桁架位置的下方地面上和两个端部主桁架位置的下方地面上各搭设两个临时支架，临时支架位于分段桁架的对接处。
d.使用汽车吊将两个端部主桁架以及屋脊主桁架的分段桁架移送至场馆内，并使用汽车吊依次进行吊装，利用临时支架作为支点在高空进行分段桁架的对接。
e.屋面主桁架和端部主桁架对接完成后，将所有临时支架卸载并拆除。
f.两个边缘主桁架的分段桁架在场馆外的地面上两两拼接，然后再分别吊装于屋脊主桁架和端部主桁架之间。
g.将两个边缘主桁架和屋脊主桁架以及两个端部主桁架连接形成主桁架框架。
h.将屋面次桁架移送至场馆内，并使用汽车吊在场馆内依次吊装。
i.安装相邻屋面次桁架之间的杆件，完成整个体育馆的屋面桁架结构的拼接。
j.进行体育馆围护结构的封闭施工。
进一步地，所述临时支架包括混凝土底板，在所述混凝土底板中设置有预埋螺栓，在所述混凝土底板上固定连接有钢管柱，所述钢管柱共有若干节，相邻两节钢管柱之间通过法兰盘连接，在位于最上方的钢管柱的顶部设置有支架平台，在所述支架平台上成列布置有标高凳。
进一步地，根据临时支架所要支撑的分段桁架在拼接位置的高度确定所述钢管柱的个数，并通过标高凳调节临时支架的总高度。
进一步地，在吊装分段桁架时，使用4个吊索通过4个吊耳进行吊装，吊点绑扎前对每根吊索的长度进行模拟计算，确定每根吊索的实际长度，在四4根吊索的下端外侧均设置有倒链，必要时通过倒链来调节吊索的长度，平衡各根吊索的受力。
进一步地，分段桁架之间在进行拼接时，在拼接点使用安装耳板，并在拼接点加设内衬，分段桁架之间拼接并焊接完成后，去除安装耳板。
进一步地，预留吊车入口时，场地内吊车入口处的框架梁不浇筑，待整个体育馆的屋面桁架结构吊装完成后浇筑。
进一步地，屋脊处的分段桁架吊装完成后，使用缆风绳对分段桁架进行临时固定，然后进行焊接打磨。
本发明大跨度体育馆鱼腹式管桁架利用BIM的拆分构件制作技术，对主桁架和屋面次桁架进行拆分制作，可充分现场空间进行最大构件的散体拼接，利用临时支架对分段桁架进行支撑，便于分段桁架之间的拼接并保证拼接精度。吊装设备不需要采用大型吊机就能完成拼装，同时节省脚手架及脚手架搭拆人员，降低了措施费。桁架的吊装、组对、焊接、测量校正、油漆等工序都可在低空进行，即可提高屋盖的安装质量、改善施工操作条件，又可以增加施工过程中的安全性。本发明有效解决场地受限、工期紧、安全性等问题，达到了预期效果。
附图说明
图1是本发明施工现场平面布置图。
图2是本发明临时支架的结构图。
图3是本发明屋脊主桁架的结构图。
图4是本发明端部主桁架的结构图。
图5是本发明侧边主桁架的结构图。
图6是本发明屋面次桁架的结构图。
图7是本发明主桁架框架的拼接示意图。
图8是本发明屋面次桁架的拼装示意图。
图9是本发明整个体育馆的屋面桁架结构示意图。
图中：1、端部主桁架；2、侧边主桁架；3、屋脊主桁架；4、屋面次桁架；5、临时支架；5-1、混凝土底板；5-2、钢管柱；5-3、法兰盘；5-4、支架平台；5-5、标高凳。
具体实施方式
如图1所示，结合具体实施例对本发明的体育馆大跨度鱼腹式管桁架施工方法进行说明，该方法包括以下步骤。
a.对体育馆的主体框架以及看台进行施工，围护结构暂不施工，并在远离副馆的一侧预留吊车出入口。
体育馆主体框架为长方形，主体框架用于支撑大跨度鱼腹式管桁架，即体育馆的屋面结结构，屋面结构的主桁架框架包括两个端部主框架（14轴和25轴）、两个侧边主框架（B轴和J轴）以及一个屋脊主框架（19轴-20轴之间），如图3、图4以及图5所示，屋脊主框架位于侧边主框架的中间。两个侧边主框架下方对应的体育馆主体框架部分对主桁架框架起支撑作用。
预留吊车入口时，场地内吊车入口处的框架梁不浇筑，具体的，标高正负零处3支框架梁（23轴/D-E轴、24轴/D-E轴、25轴/D-E轴）不进行浇筑预留吊车通道，待整个体育馆的屋面桁架结构吊装完成后浇筑。
b.使用BIM对主桁架和屋面次桁架4进行拆分，在场馆外两侧对主桁架以及屋面次桁架4进行组对焊接，其中两个端部主桁架1和屋脊主桁架3分别分为三段分段桁架，两个边缘主桁架分别分为四段分段桁架。屋面次桁架4拆分为能够横跨在屋脊主桁架3和端部主桁架1之间的多个分段，如图6所示。
各分段桁架和屋面次桁架4采取整体胎架法制造，确保制造精度。
c.在屋脊主桁架3位置的下方地面上和两个端部主桁架1位置的下方地面上各搭设两个临时支架5，临时支架5位于分段桁架的对接处。
端部主桁架1和屋脊主桁架3的两端需要搭在B轴和J轴的主体框架上，但由于端部主桁架1和屋脊主桁架3被拆分为三段进行吊装拼接，各分段桁架之间在高空拼接时需要临时支架5支撑，所以在14轴和25轴以及19轴-20轴之间的位置需要布置两个临时支架5，且两个临时支架5分别位于分段桁架的对接处。
位于两侧的分段桁架一端放置于B轴或J轴的主体框架上，另一端放置于临时支架5上，位于中间的分段桁架两端都放置于临时桁架上，通过临时桁架支撑三段分段桁架以便于进行拼接。
其中，如图2所示，临时支架5包括混凝土底板5-1，在混凝土底板5-1中设置有预埋螺栓，在混凝土底板5-1上固定连接有钢管柱5-2，钢管柱5-2共有若干节，相邻两节钢管柱5-2之间通过法兰盘5-3连接，在位于最上方的钢管柱5-2的顶部设置有支架平台5-4，在支架平台5-4上成列布置有标高凳5-5。
混凝土底板5-1需要在现场进行浇筑，浇筑时在混凝土底板5-1中设置预埋螺栓，混凝土底板5-1凝固后，在预埋螺栓上安装钢管柱5-2，并根据该位置所要支撑的分段桁架在拼接位置的高度确定钢管柱5-2的个数，并通过标高凳5-5调节临时支架5的总高度，使分段桁架端部放置于标高凳5-5上后，其高度符合设计要求。标高凳5-5一般由型钢制作，由型钢支撑分段桁架。
同时在临时支架5的三个不同方向，或四个方向布置缆风绳，三方布置的缆风绳需形成一个锐角三角形。
d.使用汽车吊将两个端部主桁架1以及屋脊主桁架3的分段桁架移送至场馆内，并使用汽车吊依次进行吊装，利用临时支架5作为支点在高空进行分段桁架的对接。
首先将14轴端部主桁架1的三个分段桁架使用500t汽车吊运送进入场地内部，分三次吊装，然后及那个屋脊主桁架3的三个分段桁架使用500t汽车吊运送进入场地内部，分三次吊装，最后将25轴端部主桁架1的三个分段桁架使用500t汽车吊运送进入场地内部，分三次吊装。
屋脊处的分段桁架吊装完成后，使用缆风绳对分段桁架进行临时固定，然后进行焊接打磨。
e.屋面主桁架和端部主桁架1对接完成后，将所有临时支架5卸载并拆除，使屋面主桁架和端部主桁架1完全坐落于两端的主体框架上。
f.两个边缘主桁架的分段桁架在场馆外的地面上两两拼接，然后再分别吊装于屋脊主桁架3和端部主桁架1之间。
吊装B轴处的侧边主桁架2，先吊装B轴/14轴-屋脊处，共分为2段，在场地外拼接好后，使用500t汽车吊一次性吊装。继续吊装B轴/屋脊处-25轴，共分为2段，在场地外拼接好后，使用500t汽车吊一次性吊装。
吊装J轴处的侧边主桁架2，先吊装J轴/14轴-屋脊处，共分为2段，在场地外拼接好后，使用500t汽车吊一次性吊装。继续吊装J轴/屋脊处-25轴，共分为2段，在场地外拼接好后，使用500t汽车吊一次性吊装。
g.将两个边缘主桁架和屋脊主桁架3以及两个端部主桁架1连接形成主桁架框架，如图7所示。
主桁架框架吊装完成后，进行焊接打磨，并进行超声波探伤，焊缝满足设计要求后，进行防腐作业。
h.如图8所示，将屋面次桁架4移送至场馆内，并使用汽车吊在场馆内依次吊装。
500t汽车吊在场地依次吊装屋面次桁架4，屋面次桁架4为双片单层桁架。
i.所有的屋面次桁架4吊装完毕后，安装相邻屋面次桁架4之间的杆件，完成整个体育馆的屋面桁架结构的拼接，如图9所示。
j.进行体育馆围护结构的封闭施工。
其中，在吊装分段桁架时，使用4个吊索通过4个吊耳进行吊装，吊点绑扎前对每根吊索的长度进行模拟计算，确定每根吊索的实际长度，在四4根吊索的下端外侧均设置有倒链，必要时通过倒链来调节吊索的长度，平衡各根吊索的受力。
对于单个的分段桁架，在吊装时，在分段桁架的长度方向上设置两排并排双吊耳；对于在地面经过二次拼接的分段桁架，沿分段桁架的长度方向设置四个单吊耳。
分段桁架之间在进行拼接时，在拼接点使用安装耳板，并在拼接点加设内衬，分段桁架之间拼接并焊接完成后，去除安装耳板。
本发明大跨度体育馆鱼腹式管桁架利用BIM的拆分构件制作技术，对主桁架和屋面次桁架4进行拆分制作，可充分现场空间进行最大构件的散体拼接，利用临时支架5对分段桁架进行支撑，便于分段桁架之间的拼接并保证拼接精度。
本发明合理确定分段桁架的长度，进而控制每段分段桁架的质量，不需要大型吊装设备便可完成吊装和拼接，同时节省脚手架及脚手架搭拆人员，降低了措施费。
合理确定吊装顺序，能够快速完成施工，桁架的吊装、组对、焊接、测量校正、油漆等工序都可在低空进行，即可提高屋盖的安装质量、改善施工操作条件，又可以增加施工过程中的安全性。
本发明能够有效解决体育场施工场地受限、工期紧、安全性等问题，达到了预期效果。

Claims (7)

1.一种体育馆大跨度鱼腹式管桁架施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.对体育馆的主体框架以及看台进行施工，围护结构暂不施工，并在远离副馆的一侧预留吊车出入口；
b.使用BIM对主桁架和屋面次桁架进行拆分，在场馆外两侧对主桁架以及屋面次桁架进行组对焊接，其中两个端部主桁架和屋脊主桁架分别分为三段分段桁架，两个边缘主桁架分别分为四段分段桁架，屋面次桁架拆分为能够横跨在屋脊主桁架和端部主桁架之间的多个分段；
c.在屋脊主桁架位置的下方地面上和两个端部主桁架位置的下方地面上各搭设两个临时支架，临时支架位于分段桁架的对接处；
d.使用汽车吊将两个端部主桁架以及屋脊主桁架的分段桁架移送至场馆内，并使用汽车吊依次进行吊装，利用临时支架作为支点在高空进行分段桁架的对接；
e.屋面主桁架和端部主桁架对接完成后，将所有临时支架卸载并拆除；
f.两个边缘主桁架的分段桁架在场馆外的地面上两两拼接，然后再分别吊装于屋脊主桁架和端部主桁架之间；
g.将两个边缘主桁架和屋脊主桁架以及两个端部主桁架连接形成主桁架框架；
h.将屋面次桁架移送至场馆内，并使用汽车吊在场馆内依次吊装；
i.安装相邻屋面次桁架之间的杆件，完成整个体育馆的屋面桁架结构的拼接；
j.进行体育馆围护结构的封闭施工。
2.根据权利要求1所述的体育馆大跨度鱼腹式管桁架施工方法，其特征在于，所述临时支架包括混凝土底板，在所述混凝土底板中设置有预埋螺栓，在所述混凝土底板上固定连接有钢管柱，所述钢管柱共有若干节，相邻两节钢管柱之间通过法兰盘连接，在位于最上方的钢管柱的顶部设置有支架平台，在所述支架平台上成列布置有标高凳。
3.根据权利要求2所述的体育馆大跨度鱼腹式管桁架施工方法，其特征在于，根据临时支架所要支撑的分段桁架在拼接位置的高度确定所述钢管柱的个数，并通过标高凳调节临时支架的总高度。
4.根据权利要求1所述的体育馆大跨度鱼腹式管桁架施工方法，其特征在于，在吊装分段桁架时，使用4个吊索通过4个吊耳进行吊装，吊点绑扎前对每根吊索的长度进行模拟计算，确定每根吊索的实际长度，在四4根吊索的下端外侧均设置有倒链，必要时通过倒链来调节吊索的长度，平衡各根吊索的受力。
5.根据权利要求1所述的体育馆大跨度鱼腹式管桁架施工方法，其特征在于，分段桁架之间在进行拼接时，在拼接点使用安装耳板，并在拼接点加设内衬，分段桁架之间拼接并焊接完成后，去除安装耳板。
6.根据权利要求1所述的体育馆大跨度鱼腹式管桁架施工方法，其特征在于，预留吊车入口时，场地内吊车入口处的框架梁不浇筑，待整个体育馆的屋面桁架结构吊装完成后浇筑。
7.根据权利要求1所述的体育馆大跨度鱼腹式管桁架施工方法，其特征在于，屋脊处的分段桁架吊装完成后，使用缆风绳对分段桁架进行临时固定，然后进行焊接打磨。
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