CN115370019A - 大跨度单层球面网壳高空安装及整体提升组合安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大跨度单层球面网壳高空安装及整体提升组合安装方法，将球面网壳结构分为提升部分和非提升部分，将提升部分和非提升部分的所有网壳结构均划分为若干小拼单元，并进行地面拼装；依次将非提升部分小拼单元吊装至安装位置并借助高空安装胎架进行高空安装，将提升部分小拼单元吊装至组装位置并借助预先安装好的组装胎架进行提升部分网壳的组装；利用提升系统液压提升器将提升部分网壳整体提升至安装位置，并与非提升部分网壳合拢连接，形成球面网壳整体；对安装完毕的网壳进行卸载。该方案所采用的大跨度单层球面网壳高空拼装和整体提升组合安装方法，大大减少搭设满堂脚手架或钢结构支撑平台的施工措施费用，有效降低了成本。

Description

大跨度单层球面网壳高空安装及整体提升组合安装方法

技术领域

本发明属于建筑施工行业钢结构施工领域，具体涉及一种大跨度单层球面网壳高空安装及整体提升组合安装方法。

背景技术

网壳结构为建筑结果提供了一种新颖合理的结构形式，网壳结构兼有杆件结构和薄壳结构的主要特性，受力合理，可以跨越较大的跨度。网壳结构是典型的空间结构，合理的曲面可以使结构力流均匀，结构具有较大的刚度，结构变形小，稳定性高，节省材料。

在建筑平面上可以适应多种形状，如圆形、矩形、多边形、扇形以及各种不规则的平面。在建筑外形上可以形成多种曲面。

网壳结构主要应对使用阶段的外荷载(包括竖向和水平向)进行内力和位移计算，对单层网壳通常要进行稳定性计算，并据此进行杆件设计。

网壳整体提升技术在施工效率、质量、安全、经济方面有较大优势，在一些单层网壳结构的施工中，由于穹顶结构为单层球面网壳结构，跨度大，矢跨比大，整体刚度偏弱，安装高度高，安装难度大。大跨度网壳结构常规的安装方法是搭设满堂脚手架或钢结构支撑平台进行高空散装。因此，如何控制网壳提升过程中结构体系的应力、应变，提升过程中的同步性，在安装单层球面网壳的施工中尤其重要。

综上所述，在单层网壳提升的施工中，需要一种安全稳定高效经济的安装方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种大跨度单层球面网壳高空安装及整体提升组合安装方法，解决了现有技术中单层网壳结构安装及穹顶提升稳定性难保证的问题。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

大跨度单层球面网壳高空安装及整体提升组合安装方法，包括如下步骤：

第一步，将球面网壳结构分为提升部分和非提升部分，球面网壳结构环状区域与竖向垂直交通盒区域为非提升部分，中庭部位网壳为提升部分；

第二步，将提升部分和非提升部分的所有网壳结构均划分为若干小拼单元，并进行地面拼装；

第三步，依次将非提升部分小拼单元吊装至安装位置并借助高空安装胎架进行高空安装，将提升部分小拼单元吊装至组装位置并借助预先安装好的组装胎架进行提升部分网壳的组装；

第四步，利用提升系统液压提升器将提升部分网壳整体提升至安装位置，并与非提升部分网壳合拢连接，形成球面网壳整体；

第五步，对安装完毕的网壳进行卸载。

非提升部分网壳安装包括高空胎架安装及网壳高空安装，具体的施工过程包括：

胎架安装：在球面网壳结构环状区域，沿内环梁布置若干支撑胎架，相邻支撑胎架之间设置横梁，形成闭合的环形安装胎架整体；

竖向垂直交通盒区域，设置若干支撑胎架，其中部分下部悬空的区域预先设置转换梁，在转换梁上设置支撑胎架，支撑胎架之间设置横梁，形成闭合的交通盒安装胎架整体；

网壳高空安装：依次将小拼单元吊装至相应的胎架上进行高空安装。

所述非提升部分网壳安装的具体过程如下：

首先，安装环状区域的网壳，再安装竖向垂直交通盒区域的网壳；待两部分网壳结构安装就位后，对两个区域之间的杆件进行高空补杆，形成完整的非提升部分网壳结构。

所述网壳小拼单元采用起重机吊装到安装位置，对小拼单元的空间坐标进行校正后临时固定；随后分别向两侧进行小拼单元的顺序安装就位；当相邻两个小拼单元网壳安装确认无误后，对之间的后补杆件进行安装就位；再次确认安装无误后对相邻小拼单元杆件进行焊接连接。

提升部分网壳组装包括胎架安装、网壳组装、网壳整体加固；其中，

胎架安装：提升部分网壳在低层楼面上的投影位置进行组装，共设置三道支撑胎架，在组装层中心位置设置第一道转换桁架支撑架，在组装层中空部分下方环向设置若干组装支撑架组成第二道支撑胎架整体，在组装层投影边缘位置依次设置若干胎架组成第三道支撑胎架整体；

网壳组装：将小拼单元吊装至楼面安装位置，依次从中庭中心转换桁架支撑架向周边安装小拼单元，直至提升部分网壳结构组装完成；

网壳整体加固：在组装完成的提升部分网壳结构的中心圆环处下方设置中撑杆，中撑杆下端设置加固钢绞线连接件，在网壳下提升点处设置受拉连接件，在加固钢绞线连接件和受拉连接件之间拉设预应力钢绞线拉索并进行张拉，对提升部分网壳进行加固，使之形成弦支自平衡网壳结构。

网壳组装的具体过程如下：

首先，将第一个小拼单元吊装至中庭中心转换桁架支撑架上，调整就位后，对其空间坐标进行校正后临时固定；然后，分别向两侧进行小拼单元的顺序安装就位，并对相邻两个小拼单元进行补杆连接；最后，确认安装无误后焊接固定。

提升部分网壳整体提升包括提升系统安装、提升部分网壳整体提升；其中，提升系统安装包括提升支架安装、提升上下吊点安装、控制系统安装；

提升支架和上吊点安装：在顶层平台主结构上提升点处设置提升架、在提升架上安装提升上吊点；

提升下吊点安装：提升下吊点与上吊点一一对应设置，在所有提升下吊点位置的网壳结构上表面安装提升下吊点三角提升架，并将三角提升架的竖向杆件作为主受力杆件，竖向杆件的上端连接下提升点，下端与提升单元外环梁连接，下提升点通过下提升连接件与提升钢绞线的下端连接；提升钢绞线上下两端分别与提升上、下吊点连接固定；

提升控制系统安装：提升控制系统包括液压提升器、液压泵站、传感监测及计算机控制四部分；分别将四部分安装在相应的位置；

整体提升：通过整体提升控制系统对提升部分网壳进行整体同步提升，提升至安装位置后，进行水平方向调整并临时固定，与非提升部分网壳之间补杆合拢，形成球面网壳整体。

在竖向杆件的两侧与提升单元外环梁之间各拉设一根钢丝绳并收紧；用于保持下提升点三角提升架受力体系的稳定。

所述整体提升的具体过程如下：

调试提升设备，使得所有提升钢绞线均匀受力；首先，进行试提升，控制提升部分网壳脱离胎架一段距离后锁定，观察一段时间，测量提升单元的变形量，并再次调整至正常状态；然后，开始正式提升，提升过程中，分级施加荷载控制提升速度，并实时观测提升单元的位移及标高，控制所有提升点同步提升；最后，连续提升至目标位置。

提升部分与非提升部分合拢形成球面网壳整体后，进行整体卸载，具体过程如下：

首先，对预应力钢绞线拉索进行分批次卸载；其次，对提升系统采取各吊点同步分级、卸载，使提升部分网壳单元结构的自重转移至拼装网壳单元上，形成整体受力；然后，对非提升部分支撑胎架进行卸载；最后，拆除辅助设备。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、该方案所采用的大跨度单层球面网壳高空拼装和弦支自平衡整体提升组合安装方法，大大减少搭设满堂脚手架或钢结构支撑平台的施工措施费用，施工措施成本较低。

2、大量减少高空作业，施工安全、高效。

3、有效提高了施工技术水平，符合国家提倡的智能建造和绿色施工。

附图说明

图1为本发明主体结构断面图。

图2为本发明穹顶网壳结构分区示意图。

图3为本发明穹顶网壳结构小拼单元分块图。

图4为本发明组装胎架结构示意图。

图5为本发明网壳结构提升系统立面图。

图6为本发明提升部分网壳结构安装完成剖面图一。

图7为本发明提升部分网壳结构安装完成剖面图二。

图8为本发明提升部分网壳组装支撑架安装示意图。

图9为本发明提升部分网壳加固后俯视图。

图10为本发明提升部分网壳加固后立体示意图。

其中，图中的标识为：1-第三层楼板；2-第四层楼板；3-第19层平台；4-非提升部分；5-提升部分；6-后补杆件；7-环状区域分块；8-中庭区域分块；9-竖直交通盒区域分块；10-垫板；11-竖撑；12-横梁；13-斜撑；14-下吊点；15下提升点；16-支撑架立柱；17-中撑杆；18钢绞线拉索；19-斜撑杆；20-支撑架斜撑；21-第一道支撑架；22-第二道支撑架；23-第三道支撑架；24-三角支撑件斜向杆件；25-钢丝绳。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

大跨度单层球面网壳高空安装及整体提升组合安装方法，包括如下步骤：

第一步，将球面网壳结构分为提升部分和非提升部分，球面网壳结构环状区域与竖向垂直交通盒区域为非提升部分，中庭部位网壳为提升部分；

第二步，将提升部分和非提升部分的所有网壳结构均划分为若干小拼单元，并进行地面拼装；

第三步，依次将非提升部分小拼单元吊装至安装位置并借助高空安装胎架进行高空安装，将提升部分小拼单元吊装至组装位置并借助预先安装好的组装胎架进行提升部分网壳的组装；

第四步，利用提升系统液压提升器将提升部分网壳整体提升至安装位置，并与非提升部分网壳合拢连接，形成球面网壳整体；

第五步，对安装完毕的网壳进行卸载。

具体实施例，如图1至图10所示，

该实施例以某工程为例进行说明，主楼是一个外形如“太阳”的空心球体钢结构建筑，地上19层，建筑高度97.8m，是世界上最大的球体单体建筑。主楼主体结构是以极坐标系为主轴方向的大直径空心球体高层异形框架支撑钢结构，3层及以下主体结构呈圆柱形，结构外径为74.4m；4层及以上主体结构呈球壳形(内部中庭空间为球形)，最大水平外径为97.2m，结构高度为87m；主楼标准建筑平面由环状区域与竖向垂直交通盒组成，环状区域沿环向均分为44个主要开间；中庭上部屋面穹顶结构为联方-凯威特混合型单层球面网壳，跨度58.8m，矢高10.1m，由焊接节点和箱型杆件组成，连接方式为焊接连接。

由于穹顶结构为单层球面网壳结构，跨度大，矢跨比大，整体刚度偏弱，安装高度高，安装难度大。

本申请的技术方案是在经多方案比较且通过软件模拟计算后提出的大跨度单层球面网壳高空拼装和弦支自平衡整体提升组合安装方法，能够保证穹顶单层球面网壳结构安全、稳定、高效、最低费用安装到位。

大跨度单层球面网壳高空安装及整体提升组合安装方法，即在球体结构顶层环状区域与竖向垂直交通盒区域采用高空拼装、中庭部位采用弦支自平衡整体提升的组合安装方法。穹顶单层球面网壳结构安装采取“结构分块地面小拼，球体部位高空拼装，中庭部位整体提升，高空补杆后整体卸载”的施工技术路线，具体实施分为以下四个主要施工工序：

第一步，将球面网壳结构分为提升部分5和非提升部分4，球面网壳结构环状区域与竖向垂直交通盒区域为非提升部分，中庭部位网壳为提升部分。

第二步，将提升部分和非提升部分的所有网壳结构均划分为若干小拼单元，并进行地面拼装；

第三步，依次将非提升部分小拼单元吊装至安装位置并借助高空安装胎架进行高空安装，将提升部分小拼单元吊装至组装位置并借助预先安装好的组装胎架进行提升部分网壳的组装；中庭部分网壳在第三层楼板1、第四层楼板2上网壳投影区域设置胎架拼装并对结构进行预应力张拉加固为弦支自平衡网壳结构，在机房层/电梯间(即第19层平台3)设置6个提升架和6台液压千斤顶作为提升设备，整体提升到安装位置，提升高度75.2m，提升重量约为116t。

第四步，利用提升系统液压提升器将提升部分网壳整体提升至安装位置，并与非提升部分网壳合拢连接，形成球面网壳整体；

第五步，对安装完毕的网壳进行卸载，高空对接补杆后分三步进行卸载，首先对预应力张拉弦支结构进行卸载，然后对提升系统进行卸载，最后对高空拼装部分支撑结构进行卸载。

一、网壳结构在地面胎架上进行小拼单元组拼。

(1)网壳结构分块采用地面胎架小拼的方式，球体结构环状区域分块7与竖向垂直交通盒区域分块9非提升部分网壳部位分共20片小拼单元，中庭区域分块8提升部分网壳共分为18片小拼单元。

(2)网壳结构小拼采用卧式拼装，通过坐标转换将小拼单元网壳空间坐标转换为拼装坐标，尽量减少拼装胎架的高度。

拼装区域地面进行硬化处理，在焊接节点处和悬挑部位设置拼装胎架(见图4)，拼装胎架包括两块垫板10，两块垫板10上面分别焊接一个竖撑11，两个竖撑11的顶端跨接横梁12，每个竖撑11的两侧与垫板10之间焊接斜撑13，拼装胎架设置好后，首先将小拼单元焊接节点吊装上拼装胎架，并对其标高和空间位置进行精准对位，然后吊装、对位焊接节点之间的杆件，确认无误后进行点焊固定；待所有的小拼单元杆件安装到位并检查无误后进行焊接。

(3)小拼单元之间的部分杆件不拼装，待小拼单元安装时进行补杆安装。

二、非提升部分网壳安装包括高空胎架安装及网壳高空安装，具体的施工过程包括：

1、胎架安装：在球面网壳结构环状区域，沿内环梁布置支撑胎架，每个安装胎架由一根支撑架和一根斜撑杆组成，共设置27个支撑胎架，相邻支撑胎架之间设置横梁，使之形成闭合的安装胎架整体，增加胎架的牢固性，胎架顶端高度按安装位置网壳结构下表面低50mm进行设计和控制；

2、竖向垂直交通盒区域，安装胎架共设置6个支撑胎架；由于部分支撑架下部悬空，故应在84.12m结构上预先设置转换梁，然后在转换梁上设置安装胎架，胎架形式与环状区域胎架相同，形成闭合的交通盒安装胎架整体；胎架的高度比安装位置网壳结构下表面低50mm；

3、网壳高空安装：依次将小拼单元吊装至相应的胎架上进行高空安装。非提升部分网壳结构高空胎架安装的具体过程如下：

非提升部分网壳安装分为球体结构环状区域网壳安装和竖向垂直交通盒区域网壳安装两部分，先安装球体结构环状区域网壳，后安装竖向垂直交通盒区域网壳；待两部分网壳结构安装就位后，对两个区域之间的杆件进行高空补杆，使之形成完整、稳定的非提升部分网壳结构；具体的过程如下：

(1)网壳小拼单元采用起重机吊装到安装位置，对小拼单元的空间坐标进行校正后临时固定；随后分别向两侧进行小拼单元的顺序安装就位；

(2)当相邻两个小拼单元网壳安装确认无误后，对之间的后补杆件进行安装就位；再次确认无误后对相邻小拼单元杆件进行焊接连接；

(3)当球体结构环状区域网壳安装和竖向垂直交通盒区域网壳安装完毕后，对两区域之间的杆件进行后补安装。

三、提升部分网壳组装，包括胎架安装、网壳组装、网壳整体加固；其中，

1、楼面胎架安装：提升部分网壳在低层楼面上的投影位置进行组装，共设置三道支撑胎架，在组装层中心位置设置第一道转换桁架支撑架21，在组装层中空部分下方环向设置若干组装支撑架(包括支撑架立柱16和支撑架斜撑20)组成第二道支撑胎架22整体，在组装层投影边缘位置依次设置若干胎架组成第三道支撑胎架23整体。

2、网壳结构组装：将网壳小拼单元采用塔吊从中庭顶端吊装至楼面安装位置，首先，安装中庭部分中心转换桁架支撑架上的小拼单元，然后，吊装周边的小拼单元；

将第一个小拼单元吊装至中庭中心转换桁架支撑架上，调整就位后，对其空间坐标进行校正后临时固定，随后分别向两侧进行小拼单元的顺序安装就位，并对相邻两个小拼单元进行补杆连接；最后，确认安装无误后焊接固定；这部分安装方法同球体结构顶部网壳安装，直至提升部分网壳结构组装完成。

3、提升部分网壳预应力钢绞线拉索整体加固：

由于提升部分网壳为异形结构，未形成完整的网壳结构，刚度较差，在提升状态下易产生较大变形，故需对提升网壳进行加固。加固方法为在提升网壳中心圆环处下方设置中撑杆17和钢绞线拉索18，使得单层球面网壳结构转换为弦支自平衡网壳结构。具体做法如下：

(1)在网壳中心圆环处下方设置规格为P203×8的圆管竖向中撑杆17和斜向撑杆19；

(2)在中撑杆底端与对应6个提升点处设置加固钢绞线连接件，在网壳下提升点处设置受拉连接件，在加固钢绞线连接件和受拉连接件之间拉设Φ15.2mm钢绞线拉索18，并进行张拉，对提升部分网壳进行加固，用以调节提升网壳部分在提升过程中的变形和内力；使之形成弦支自平衡网壳结构。

(3)对所有钢绞线索分批次施加预应力，达到计算要求的索力。将6条钢绞线拉索分为三组，对称的两条分为一组，分别为A，B，D钢绞线拉索组；具体分批次张拉过程为：

第1批次，将所有A，B，D钢绞线拉索初步预紧到10％索力；

第2批次，张拉A钢绞线拉索到50％索力；

第3批次，张拉B钢绞线拉索到50％索力；

第4批次，张拉D钢绞线拉索到50％索力；

第5批次，张拉D钢绞线拉索到90％索力；

第6批次，张拉B钢绞线拉索到90％索力；

第7批次，张拉A钢绞线拉索到90％索力；

第8批次，张拉A钢绞线拉索到100％索力；

第9批次，张拉B钢绞线拉索到100％索力；

第10批次，张拉D钢绞线拉索到100％索力。

四、提升部分网壳整体提升，包括提升系统安装、提升部分网壳整体提升；其中，提升系统安装包括提升支架安装、提升上下吊点安装、控制系统安装；

1、提升支架和上吊点安装：在顶层平台(第19层平台)主结构上提升点处设置提升架及提升钢梁牛腿(提升上吊点)，提升上吊点与下吊点一一对应，提升架需避开已安装的非提升部分网壳杆件；

2、提升下吊点14安装：提升部分网壳共设置6个提升点进行网壳结构的提升，提升下吊点14与上吊点一一对应设置，在所有提升下吊点位置的网壳结构上表面安装提升下吊点三角提升架，焊接设置1根P100×6的竖向杆件作为提升下吊点主受力构件，同时焊接2根P100×6的斜向杆件24作为提升下吊点次受力杆件，并与竖向杆件组成较为牢固的三角支撑体系；在竖向受力杆件的两侧再拉设2根钢丝绳25，并用手拉葫芦收紧，以增加下提升点三角提升架受力体系的稳定性。竖向杆件的上端连接下提升点15，下端与提升单元外环梁连接，下提升点通过下提升连接件与提升钢绞线的下端连接；提升钢绞线上下两端分别与提升上、下吊点连接固定；提升钢绞线下端穿过下提升点连接件中的下锚固板并进行紧固，通过Ф50的销轴将下提升点连接件与下提升点竖向受力杆件连接。

3、提升控制系统安装：提升控制系统包括液压提升器、液压泵站、传感监测及计算机控制四部分；分别将四部分安装在相应的位置；

(1)提升系统安装：本工程设置6个提升点，选用6台60t的液压提升器作为提升牵引设备，2台液压泵站分别各控制3台液压提升器，1个PLC控制系统控制2台液压泵站，对同步提升进行控制；一台液压泵站通过管路同时给三台液压提升器提供液压动力，传感监测主要用来获得液压油缸的行程信息、载荷信息和整个被提升构件的状态信息，并将这些信息通过现场实时网络传输给主控计算机；计算机控制系统通过数据反馈和控制指令传递，全自动实现同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能。

(2)安装液压提升器和液压泵站，每台液压提升器穿过4根Φ15.2的1860级钢绞线作为提升索，每个下提升点有一个4孔锚盘，锚板采用防松装置。

(3)调试设备，试张拉提升钢绞线提升索，保证所有钢绞线提升索均匀受力。

(4)将6个提升下吊点分为三组，每组两个，分别为E、F、G，调整E、F、G下吊点处斜向钢丝绳，控制挠度。检查钢结构提升单元以及同步提升的所有临时措施是否满足设计要求。

4、整体提升：通过整体提升控制系统对提升部分网壳进行整体同步提升，提升至安装位置后，进行水平方向调整并临时固定，与非提升部分网壳之间补杆合拢，形成球面网壳整体。

(1)进行试提升，控制提升部分网壳脱离胎架200mm后锁定，观察2～4小时，测量提升单元的变形量，并再次调整E、F、G下吊点处斜向钢丝绳至正常状态。

(2)确认无异常情况后，开始正式提升，提升过程中，分级施加荷载控制提升速度，

在提升过程中，除了PLC控制系统对提升进行同步控制外，应配备经纬仪、水准仪、全站仪随时观测提升单元的位移及标高情况，确保所有提升点同步，确保提升过程的安全。

(3)连续提升至目标位置，锁定千斤顶，然后进行水平方向的调整并加临时固定，进行网壳对接补档合拢。

五、网壳卸载，提升部分与非提升部分合拢形成球面网壳整体后，进行整体卸载，钢结构网壳对接工作及构件补缺焊接完毕后，对结构进行卸载。卸载分三步进行，首先对预应力钢拉索进行卸载，然后对提升系统进行卸载，最后对非提升部分支撑胎架进行卸载；具体过程如下：

1、对钢绞线拉索A、B、D、进行分批次卸载，当钢绞线拉索的索力为0时，可拆除提升网壳单元的加固措施。

以单束钢绞线索为例，先放松可调节张拉钢棒，然后拆除张拉转换横梁处的防松夹片锚具，让钢绞线索脱离张拉转换横梁并缓慢下垂，拆除张拉转换横梁，再拆除可调节张拉钢棒。当A、B、D钢绞线拉索全部放松下垂时，再用吊机配合，到中撑杆下节点处，依次拆除钢绞线索和连接件，拆除斜撑杆，再拆除中撑杆及下节点。

A、B、D钢绞线拉索进行分批次卸载，具体分批次为：

第1批次，卸载A钢绞线拉索到85％索力；

第2批次，卸载B钢绞线拉索到85％索力；

第3批次，卸载D钢绞线拉索到85％索力，继续卸载C钢绞线拉索到60％索力；

第4批次，卸载B钢绞线拉索到60％索力；

第5批次，卸载A钢绞线拉索到60％索力，继续卸载A钢绞线拉索到30％索力；

第6批次，卸载B钢绞线拉索到30％索力；

第7批次，卸载D钢绞线拉索到30％索力，继续卸载C钢绞线拉索到0索力；

第8批次，卸载B钢绞线拉索到0索力；

第9批次，卸载A钢绞线拉索到0索力。

2、提升系统卸载，应采取各吊点同步分级缓慢卸载，使提升网壳单元结构自重转移至拼装网壳单元上，形成整体受力。

3、对非提升部分网壳结构进行卸载。

4、卸载完毕后，采用现场塔吊拆除提升架、提升设备及加固措施等辅助设备，提升安装完毕。

传统的大跨度网壳结构常规的安装方法是搭设满堂脚手架或钢结构支撑平台进行高空散装。本申请所采用的大跨度单层球面网壳高空拼装和弦支自平衡整体提升组合安装方法，具有以下优点：

1、大大减少搭设满堂脚手架或钢结构支撑平台的施工措施费用，施工措施成本较低；

2、大量减少高空作业，施工安全、高效；

3、施工技术水平高，符合国家提倡的智能建造和绿色施工。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

涉及到电路和电子元器件和设备均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本申请保护的内容也不涉及对于软件的改进。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.大跨度单层球面网壳高空安装及整体提升组合安装方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，将球面网壳结构分为提升部分和非提升部分，球面网壳结构环状区域与竖向垂直交通盒区域为非提升部分，中庭部位网壳为提升部分；

第二步，将提升部分和非提升部分的所有网壳结构均划分为若干小拼单元，并进行地面拼装；

第三步，依次将非提升部分小拼单元吊装至安装位置并借助高空安装胎架进行高空安装，将提升部分小拼单元吊装至组装位置并借助预先安装好的组装胎架进行提升部分网壳的组装；

第四步，利用提升系统液压提升器将提升部分网壳整体提升至安装位置，并与非提升部分网壳合拢连接，形成球面网壳整体；

第五步，对安装完毕的网壳进行卸载。

2.根据权利要求1所述的大跨度单层球面网壳高空安装及整体提升组合安装方法，其特征在于：非提升部分网壳安装包括高空胎架安装及网壳高空安装，具体的施工过程包括：

胎架安装：在球面网壳结构环状区域，沿内环梁布置若干支撑胎架，相邻支撑胎架之间设置横梁，形成闭合的环形安装胎架整体；

竖向垂直交通盒区域，设置若干支撑胎架，其中部分下部悬空的区域预先设置转换梁，在转换梁上设置支撑胎架，支撑胎架之间设置横梁，形成闭合的交通盒安装胎架整体；

网壳高空安装：依次将小拼单元吊装至相应的胎架上进行高空安装。

3.根据权利要求2所述的大跨度单层球面网壳高空安装及整体提升组合安装方法，其特征在于：所述非提升部分网壳安装的具体过程如下：

首先，安装环状区域的网壳，再安装竖向垂直交通盒区域的网壳；待两部分网壳结构安装就位后，对两个区域之间的杆件进行高空补杆，形成完整的非提升部分网壳结构。

4.根据权利要求3所述的大跨度单层球面网壳高空安装及整体提升组合安装方法，其特征在于：所述网壳小拼单元采用起重机吊装到安装位置，对小拼单元的空间坐标进行校正后临时固定；随后分别向两侧进行小拼单元的顺序安装就位；当相邻两个小拼单元网壳安装确认无误后，对之间的后补杆件进行安装就位；再次确认安装无误后对相邻小拼单元杆件进行焊接连接。

5.根据权利要求1所述的大跨度单层球面网壳高空安装及整体提升组合安装方法，其特征在于：提升部分网壳组装包括胎架安装、网壳组装、网壳整体加固；其中，

胎架安装：提升部分网壳在低层楼面上的投影位置进行组装，共设置三道支撑胎架，在组装层中心位置设置第一道转换桁架支撑架，在组装层中空部分下方环向设置若干组装支撑架组成第二道支撑胎架整体，在组装层投影边缘位置依次设置若干胎架组成第三道支撑胎架整体；

网壳组装：将小拼单元吊装至楼面安装位置，依次从中庭中心转换桁架支撑架向周边安装小拼单元，直至提升部分网壳结构组装完成；

网壳整体加固：在组装完成的提升部分网壳结构的中心圆环处下方设置中撑杆，中撑杆下端设置加固钢绞线连接件，在网壳下提升点处设置受拉连接件，在加固钢绞线连接件和受拉连接件之间拉设预应力钢绞线拉索并进行张拉，对提升部分网壳进行加固，使之形成弦支自平衡网壳结构。

6.根据权利要求5所述的大跨度单层球面网壳高空安装及整体提升组合安装方法，其特征在于：网壳组装的具体过程如下：

首先，将第一个小拼单元吊装至中庭中心转换桁架支撑架上，调整就位后，对其空间坐标进行校正后临时固定；然后，分别向两侧进行小拼单元的顺序安装就位，并对相邻两个小拼单元进行补杆连接；最后，确认安装无误后焊接固定。

7.根据权利要求1所述的大跨度单层球面网壳高空安装及整体提升组合安装方法，其特征在于：提升部分网壳整体提升包括提升系统安装、提升部分网壳整体提升；其中，提升系统安装包括提升支架安装、提升上下吊点安装、控制系统安装；

提升支架和上吊点安装：在顶层平台主结构上提升点处设置提升架、在提升架上安装提升上吊点；

提升下吊点安装：提升下吊点与上吊点一一对应设置，在所有提升下吊点位置的网壳结构上表面安装提升下吊点三角提升架，并将三角提升架的竖向杆件作为主受力杆件，竖向杆件的上端连接下提升点，下端与提升单元外环梁连接，下提升点通过下提升连接件与提升钢绞线的下端连接；提升钢绞线上下两端分别与提升上、下吊点连接固定；

提升控制系统安装：提升控制系统包括液压提升器、液压泵站、传感监测及计算机控制四部分；分别将四部分安装在相应的位置；

整体提升：通过整体提升控制系统对提升部分网壳进行整体同步提升，提升至安装位置后，进行水平方向调整并临时固定，与非提升部分网壳之间补杆合拢，形成球面网壳整体。

8.根据权利要求7所述的大跨度单层球面网壳高空安装及整体提升组合安装方法，其特征在于：在竖向杆件的两侧与提升单元外环梁之间各拉设一根钢丝绳并收紧；用于保持下提升点三角提升架受力体系的稳定。

9.根据权利要求7所述的大跨度单层球面网壳高空安装及整体提升组合安装方法，其特征在于：所述整体提升的具体过程如下：

调试提升设备，使得所有提升钢绞线均匀受力；首先，进行试提升，控制提升部分网壳脱离胎架一段距离后锁定，观察一段时间，测量提升单元的变形量，并再次调整至正常状态；然后，开始正式提升，提升过程中，分级施加荷载控制提升速度，并实时观测提升单元的位移及标高，控制所有提升点同步提升；最后，连续提升至目标位置。

10.根据权利要求7所述的大跨度单层球面网壳高空安装及整体提升组合安装方法，其特征在于：提升部分与非提升部分合拢形成球面网壳整体后，进行整体卸载，具体过程如下：

首先，对预应力钢绞线拉索进行分批次卸载；其次，对提升系统采取各吊点同步分级、卸载，使提升部分网壳单元结构的自重转移至拼装网壳单元上，形成整体受力；然后，对非提升部分支撑胎架进行卸载；最后，拆除辅助设备。

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