CN116517298A - 一种管桁架现场施工拼装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种管桁架现场施工拼装方法，该方法具体步骤如下：S1：进行准备工作，对现场划分出拼装区域、吊装区域和滑移区域；S2：在拼接区域搭建拼装胎架；S3：搭建支撑胎架和滑移组件；S4：拼装一榀主桁架；S5：吊装一榀主桁架；S6：重复步骤S4和S5；S7：对主桁架进行预应力牵拉；S8：将相邻两榀主桁架连接在一起，分离主桁架与支撑胎架之间的连接；S9：对各榀主桁架同步滑移一个柱距；S10：重复步骤S6‑S9，直至所有主桁架拼好、滑移到位并完成预应力牵拉；S11：进行支座转换；S12：安装山墙桁架支撑结构，有利于同时进行各项工作，使得施工人员有理可循，能够合理地安排施工作业。
Description
技术领域
本发明涉及管桁架钢结构施工技术领域，具体涉及一种管桁架现场施工拼装方法。
背景技术
管桁架，是指用圆杆件在端部相互连接而组成的格子式结构，桁件使桁架结构用料经济、结构自重轻，易于构成各种外形以适应不同的用途，大跨度空间管桁架作为钢结构的一大分支也因其优越的特点在工业厂房、大型体育场馆、会展中心、大型商场及火车站台等建筑中被广泛使用。
公开号为CN113006497B的专利文件公开了一种用于大跨度钢桁架多曲面穹顶结构的施工方法，包括以下步骤：S1、管材切割：对桁架管材进行切割下料；S2、桁架预拼装；将切割下料的管材拼接成桁架主体；S3、桁架运输：将S2中拼装后的桁架主体切割成至少两段，然后将切割后的桁架主体分段运输到施工现场；S4、桁架现场吊装：将分段的桁架主体分段吊起，然后在空中对分断后的桁架进行拼接，拼接完成后将拼接后的桁架主体安装到桁架基座上，进而完成桁架施工，本发明使得穹顶屋面施工操作方便、工艺简单，质量可靠，施工速度快，解决了在钢结构施工过程中的穹顶曲面大跨度钢桁架的技术难题，同时也适用于其区域的钢结构施工。
上述方法存在以下不足，上述方法对于现场施工的具体步骤有所省略，容易引发施工人员的困惑，对于施工现场的调度工作有干扰，且上述方法对于超限大跨度管桁架没有介绍，对于分隔成多段的管桁架的现场拼接步骤有所省略，不适用于跨度超过一百六十米的超限大跨度管桁架的安装，同时上述方法对于支座转换步骤有所省略，对于支座转换的过程没有详细介绍，容易引发操作故障。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在的问题和不足，提供一种管桁架现场施工拼装方法，提升了整体的工作效率。
本发明所解决的技术问题为：
(1)上述方法对于现场施工的具体步骤有所省略，容易引发施工人员的困惑，对于施工现场的调度工作有干扰；
(2)上述方法对于超限大跨度管桁架没有介绍，对于分隔成多段的管桁架的现场拼接步骤有所省略，不适用于跨度超过一百六十米的超限大跨度管桁架的安装；
(3)上述方法对于支座转换步骤有所省略，对于支座转换的过程没有详细介绍，容易引发操作故障。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种管桁架现场施工拼装方法，该方法具体步骤如下：
S1：进行准备工作，对现场划分出拼装区域、吊装区域和滑移区域；
S2：在拼接区域搭建拼装胎架；
S3：在吊装区域搭建支撑胎架，在滑移区域搭建滑移组件；
S4：拼装一榀主桁架；
S5：吊装一榀主桁架；
S6：重复步骤S4和S5；
S7：对靠近滑移终点的主桁架进行预应力牵拉；
S8：通过连接次桁架将相邻两榀主桁架连接在一起，分离靠近滑移终点的主桁架与支撑胎架之间的连接；
S9：对连接在一起的各榀主桁架同步滑移一个柱距；
S10：重复步骤S6-S9，直至所有主桁架拼好、滑移到位并完成预应力牵拉；
S11：进行支座转换；
S12：安装山墙桁架支撑结构，完成所有管桁架的安装。
作为发明进一步的方案，S1包括以下步骤，对管桁架设计BIM模型，根据测量的场地数据和BIM模型建立对应的施工坐标系，对管桁架的结构进行合理、具体的深化设计，布置施工场地，在BIM软件中，完成各个杆件的标注和设计参数，在工厂中对管材加工和拼装，形成拼装件。
作为发明进一步的方案，S1包括以下步骤：对施工土地进行平整硬化，根据需求划分场地，在BIM软件中进行模拟施工，优化管桁架结构，使其符合实际施工要求和设计的功能要求，结合实际测量数据和软件模拟数据，设计施工计划，当设计中有土建结构时，先进行现场的土建结构施工，并将土建结构的数据结合到软件模拟施工过程中，优化施工计划。
作为发明进一步的方案，S1包括以下步骤：在BIM软件中，对管桁架分段，将管桁架分为主桁架和次桁架，其中主桁架设有若干个，主桁架相互之间的各项结构参数和形状保持一致，次桁架分类为连接次桁架和结构次桁架，连接次桁架是用于将各个主桁架和结构次桁架之间连接在一起的桁架，结构次桁架是基于设计方案安装在主桁架上的其他钢结构，并绘出各个桁架的总设计图，根据桁架的总设计图和设计参数，对各个桁架进行分段、分块直至分解为各个杆件，所有杆件设为圆管，并绘出各个分段、分块直至各个杆件的设计图纸，对杆件进行位置标号，标示绘出杆件上相贯线的位置，并对杆件的各项结构参数进行标注。
作为发明进一步的方案，S2包括以下步骤：硬化地面，在拼装区域对拼装胎架进行放线步骤，标定各个拼装胎架的位置，根据设计图纸对拼装胎架进行组装。
作为发明进一步的方案，S3包括以下步骤：根据设计，对每个支撑胎架设置若干个支撑柱，支撑柱由若干个杆件拼接而成支撑胎架采用螺栓球节点形式建造，在支撑胎架顶部设置钢轨滑道，作为主桁架滑移时的滑道，在钢轨滑道两侧设置挡板和挡块，限制滑轨的侧向位移，铺设滑移轨道，滑移轨道设有两条，在滑移轨道上安装对主桁架进行支撑的滑移底座，滑移底座与滑移轨道滑动连接，滑移底座的侧面且位于滑移轨道上安装有液压爬行器。
作为发明进一步的方案，S5包括以下步骤：设定吊装车辆移动区域，制定吊装计划，安排吊机，分段吊装，将各分段连接在一起，将滑移底座与主桁架连接在一起。
作为发明进一步的方案，S5包括以下步骤：根据主桁架结构，设计吊装工况，计算吊装设备加吊装分段后的总重量，检测吊装现场的地基承载压强，确保地基承载压强大于吊装作业时对地面的压强，设置吊点，对主桁架各分段的受力进行验算，吊点的位置设置在桁架的节点部位，且吊装时钢丝绳的夹角不能大于六十度，选择并装配好吊装索具。
作为发明进一步的方案，S11包括以下步骤：在主桁架的拱脚两侧焊接支撑块，在支撑块下侧安装千斤顶，准备好固定支座，并将固定支座放置在滑移支座一侧，通过千斤顶对支撑块进行顶升，分离拱脚和滑移支座，移出滑移支座，安装固定支座，连接拱脚和固定支座，对每个主桁架的每个拱脚均重复上述步骤，直至全部更换结束。
本发明的有益效果：
(1)通过对施工土地进行平整硬化，根据需求划分场地，在BIM软件中进行模拟施工，优化管桁架结构，使其符合实际施工要求和设计的功能要求，结合实际测量数据和软件模拟数据，设计施工计划，当设计中有土建结构时，先进行现场的土建结构施工，并将土建结构的数据结合到软件模拟施工过程中，优化施工计划，从而使得施工计划更加优化并且节约时间，使得施工方能够清楚明白地根据施工人数安排各自的工作，且由于划分了区域，不同区域的施工人员以及工况不会相互打扰，有利于同时进行各项工作，节省了工期，提高了效率，为之后的其他类似工作提供了经验；
(2)通过在BIM软件中，对管桁架分段，将管桁架分为主桁架和次桁架，其中主桁架设有若干个，主桁架相互之间的各项结构参数和形状保持一致，次桁架分类为连接次桁架和结构次桁架，连接次桁架是用于将各个主桁架和结构次桁架之间连接在一起的桁架，结构次桁架是基于设计方案安装在主桁架上的其他钢结构，并绘出各个桁架的总设计图，根据桁架的总设计图和设计参数，对各个桁架进行分段、分块直至分解为各个杆件，所有杆件设为圆管，并绘出各个分段、分块直至各个杆件的设计图纸，从而为超限大跨度管桁架的现场施工提供了理论基础和施工工序，使得施工人员有理可循，能够合理地安排施工作业；
(3)通过在主桁架的拱脚两侧焊接支撑块，在支撑块下侧安装千斤顶，准备好固定支座，并将固定支座放置在滑移支座一侧，通过千斤顶对支撑块进行顶升，分离拱脚和滑移支座，移出滑移支座，安装固定支座，连接拱脚和固定支座，对每个主桁架的每个拱脚均重复S11.1至S11.4的步骤，直至全部更换结束，从而迅速而有序地对固定支座进行更换，降低施工过程的错误率，同时提高整体的工作效率。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明流程示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
参阅图1所示：一种管桁架现场施工拼装方法，该方法具体步骤如下：
S1：进行准备工作，对现场划分出拼装区域、吊装区域和滑移区域；
S2：在拼接区域搭建拼装胎架；
S3：在吊装区域搭建支撑胎架，在滑移区域搭建滑移组件；
S4：拼装一榀主桁架；
S5：吊装一榀主桁架；
S6：重复步骤S4和S5；
S7：对靠近滑移终点的主桁架进行预应力牵拉；
S8：通过连接次桁架将相邻两榀主桁架连接在一起，分离靠近滑移终点的主桁架与支撑胎架之间的连接；
S9：对连接在一起的各榀主桁架同步滑移一个柱距；
S10：重复步骤S6-S9，直至所有主桁架拼好、滑移到位并完成预应力牵拉；
S11：进行支座转换；
S12：安装山墙桁架支撑结构，完成所有管桁架的安装。
根据计划，既可以将各榀主桁架依次向同一方向滑移并拼接成最终的管桁架整体，同时也可以将滑移区设立在支撑胎架的两侧，先向一侧方向完成一侧主桁架的滑移到位，再向另一侧方向完成另一侧主桁架的滑移到位，降低滑移难度，避免出现需要对三十榀甚至四十榀主桁架进行滑移。
S1包括以下步骤：
S1.1：对管桁架设计BIM模型，根据测量的场地数据和BIM模型建立对应的施工坐标系；
S1.2：对管桁架的结构进行合理、具体的深化设计，布置施工场地；
S1.3：在BIM软件中，完成各个杆件的标注和设计参数；
S1.4：在工厂中对管材加工和拼装，形成拼装件。
S1.2包括以下步骤：
S1.2.1对施工土地进行平整硬化；
S1.2.2根据需求划分场地，本实施例所述中，设有：接送货物、储存部件、内外转运、现场拼接、吊装滑移的场地；
S1.2.3在BIM软件中进行模拟施工，优化管桁架结构，使其符合实际施工要求和设计的功能要求，结合实际测量数据和软件模拟数据，设计施工计划；
S1.2.4当设计中有土建结构时，先进行现场的土建结构施工，并将土建结构的数据结合到软件模拟施工过程中，优化施工计划。
S1.3包括以下步骤：
S1.3.1在BIM软件中，对管桁架分段，将管桁架分为主桁架和次桁架，其中主桁架设有若干个，主桁架相互之间的各项结构参数和形状保持一致，次桁架分类为连接次桁架和结构次桁架，连接次桁架是用于将各个主桁架和结构次桁架之间连接在一起的桁架，结构次桁架是基于设计方案安装在主桁架上的其他钢结构，并绘出各个桁架的总设计图；
S1.3.2根据桁架的总设计图和设计参数，对各个桁架进行分段、分块直至分解为各个杆件，所有杆件设为圆管，并绘出各个分段、分块直至各个杆件的设计图纸；
S1.3.3对杆件进行位置标号，标示绘出杆件上相贯线的位置，并对杆件的各项结构参数进行标注。
S1.4包括以下步骤：
S1.4.1对照杆件的设计图纸，在工厂内采用数控相贯切割方法进行切割；
S1.4.2对需要的管材进行弯管，采用高频弯管技术对管材进行精确的弯弧，弯管后应对弯管进行工序自检，检测实际弯管角度、弯曲半径、减薄率、波浪度、椭圆度、表面有无裂纹等指标，并做好记录；
S1.4.3对照设计图纸，在工厂内采用相贯焊接方法进行焊接；
S1.4.4对照设计图纸，检测各个焊接拼装好的拼装件，对拼装件除锈、涂覆防锈层，除锈采用抛丸除锈，防锈层采用富锌漆；
S1.4.4固定并装箱，标注箱内拼装件的结构信息以及位置信息。
S2包括以下步骤：
S2.1硬化地面；
S2.2在拼装区域对拼装胎架进行放线步骤，标定各个拼装胎架的位置；
S2.3根据设计图纸对拼装胎架进行组装。
S3包括以下步骤：
S3.1根据设计，对每个支撑胎架设置若干个支撑柱，支撑柱由若干个杆件拼接而成；
本实施例所述中，设置四个支撑胎架，四个支撑胎架设置为一排并呈左右对称，每个支撑胎架设置两个支撑柱，每侧支撑柱的平面尺寸为5M*5M，通过若干个杆件将每对支撑柱连接在一起，并在外周设置锚定绳索，支撑胎架采用螺栓球节点形式建造；
S3.2根据设计，在支撑胎架顶部设置钢轨滑道，作为主桁架滑移时的滑道；
S3.3在钢轨滑道两侧设置挡板和挡块，限制滑轨的侧向位移；
S3.4铺设滑移轨道，滑移轨道设有两条，在滑移轨道上安装对主桁架进行支撑的滑移底座，滑移底座与滑移轨道滑动连接，滑移底座的侧面且位于滑移轨道上安装有液压爬行器。
S4包括以下步骤：
S4.1在各个分段的拼装胎架上将一榀主桁架的各个分段同步地拼装；
本实施例所述中，一榀主桁架分为五段；
S4.2将拼装胎架作为主桁架弦杆的支撑，根据弦杆位置微调拼装胎架的位置，对弦杆进行组拼；
S4.3将部分拼装胎架作为主桁架部分腹杆和拼接件的支撑，对腹杆和拼接件进行组拼。
S5包括以下步骤：
S5.1设定吊装车辆移动区域，制定吊装计划；
S5.2安排吊机，分段吊装；
S5.3将各分段连接在一起，将滑移底座与主桁架连接在一起。
S5.1包括以下步骤
S5.1.1根据主桁架结构，设计吊装工况，计算吊装设备加吊装分段后的总重量，检测吊装现场的地基承载压强，确保地基承载压强大于吊装作业时对地面的压强；
S5.1.2设置吊点，对主桁架各分段的受力进行验算，吊点的位置设置在桁架的节点部位，且吊装时钢丝绳的夹角不能大于六十度，选择并装配好吊装索具。
S5.2包括以下步骤：
将同一榀主桁架的各分段依次吊装，先吊装两侧的分段，再吊装中部的分段，吊装工作由两侧向中间依次进行，通过支撑胎架对主桁架的各个分段的端点进行支撑，通过滑移轨道上的滑移底座对主桁架两侧拱脚进行支撑；
S5.3将各分段连接在一起，将滑移底座与主桁架连接在一起；
S7包括以下步骤
S7.1预应力钢索张拉前标定张拉设备，根据设计提供的拉索预应力值，进行施工仿真计算，根据设计和预应力工艺要求的实际张拉力对千斤顶、油压传感器进行标定；
S7.2预应力钢索张拉采用双控，以索力控制为主、变形控制为辅。预应力钢索张拉完成后，应立即测量校对。如发现异常，应暂停张拉，待查明原因，并采取措施后，再继续张拉；
S7.3油泵启动供油正常后，开始加压，当压力达到钢索设计拉力时，超张拉5％，然后停止加压，完成预应力钢索张拉；
张拉时，要控制给油速度，给油时间不应低于0.5min。
S11包括以下步骤
S11.1在主桁架的拱脚两侧焊接支撑块，在支撑块下侧安装千斤顶；
S11.2准备好固定支座，并将固定支座放置在滑移支座一侧；
S11.3通过千斤顶对支撑块进行顶升，分离拱脚和滑移支座；
S11.4移出滑移支座，安装固定支座，连接拱脚和固定支座；
S11.5对每个主桁架的每个拱脚均重复S11.1至S11.4的步骤，直至全部更换结束。
本实施例所述中，S11.3中，顶升高度不超过五十毫米。
本发明在使用过程中，通过对施工土地进行平整硬化，根据需求划分场地，在BIM软件中进行模拟施工，优化管桁架结构，使其符合实际施工要求和设计的功能要求，结合实际测量数据和软件模拟数据，设计施工计划，当设计中有土建结构时，先进行现场的土建结构施工，并将土建结构的数据结合到软件模拟施工过程中，优化施工计划，从而使得施工计划更加优化并且节约时间，使得施工方能够清楚明白地根据施工人数安排各自的工作，且由于划分了区域，不同区域的施工人员以及工况不会相互打扰，有利于同时进行各项工作，节省了工期，提高了效率，为之后的其他类似工作提供了经验；
通过在BIM软件中，对管桁架分段，将管桁架分为主桁架和次桁架，其中主桁架设有若干个，主桁架相互之间的各项结构参数和形状保持一致，次桁架分类为连接次桁架和结构次桁架，连接次桁架是用于将各个主桁架和结构次桁架之间连接在一起的桁架，结构次桁架是基于设计方案安装在主桁架上的其他钢结构，并绘出各个桁架的总设计图，根据桁架的总设计图和设计参数，对各个桁架进行分段、分块直至分解为各个杆件，所有杆件设为圆管，并绘出各个分段、分块直至各个杆件的设计图纸，从而为超限大跨度管桁架的现场施工提供了理论基础和施工工序，使得施工人员有理可循，能够合理地安排施工作业；
通过在主桁架的拱脚两侧焊接支撑块，在支撑块下侧安装千斤顶，准备好固定支座，并将固定支座放置在滑移支座一侧，通过千斤顶对支撑块进行顶升，分离拱脚和滑移支座，移出滑移支座，安装固定支座，连接拱脚和固定支座，对每个主桁架的每个拱脚均重复S11.1至S11.4的步骤，直至全部更换结束，从而迅速而有序地对固定支座进行更换，降低施工过程的错误率，同时提高整体的工作效率。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种管桁架现场施工拼装方法，其特征在于，该方法具体步骤如下：
S1：进行准备工作，对现场划分出拼装区域、吊装区域和滑移区域；
S2：在拼接区域搭建拼装胎架；
S3：在吊装区域搭建支撑胎架，在滑移区域搭建滑移组件；
S4：拼装一榀主桁架；
S5：吊装一榀主桁架；
S6：重复步骤S4和S5；
S7：对靠近滑移终点的主桁架进行预应力牵拉；
S8：通过连接次桁架将相邻两榀主桁架连接在一起，分离靠近滑移终点的主桁架与支撑胎架之间的连接；
S9：对连接在一起的各榀主桁架同步滑移一个柱距；
S10：重复步骤S6-S9，直至所有主桁架拼好、滑移到位并完成预应力牵拉；
S11：进行支座转换；
S12：安装山墙桁架支撑结构，完成所有管桁架的安装。
2.根据权利要求1所述的一种管桁架现场施工拼装方法，其特征在于，S1包括以下步骤，对管桁架设计BIM模型，根据测量的场地数据和BIM模型建立对应的施工坐标系，对管桁架的结构进行合理、具体的深化设计，布置施工场地，在BIM软件中，完成各个杆件的标注和设计参数，在工厂中对管材加工和拼装，形成拼装件。
3.根据权利要求2所述的一种管桁架现场施工拼装方法，其特征在于，S1包括以下步骤：对施工土地进行平整硬化，根据需求划分场地，在BIM软件中进行模拟施工，优化管桁架结构，使其符合实际施工要求和设计的功能要求，结合实际测量数据和软件模拟数据，设计施工计划，当设计中有土建结构时，先进行现场的土建结构施工，并将土建结构的数据结合到软件模拟施工过程中，优化施工计划。
4.根据权利要求2所述的一种管桁架现场施工拼装方法，其特征在于，S1包括以下步骤：在BIM软件中，对管桁架分段，将管桁架分为主桁架和次桁架，其中主桁架设有若干个，主桁架相互之间的各项结构参数和形状保持一致，次桁架分类为连接次桁架和结构次桁架，连接次桁架是用于将各个主桁架和结构次桁架之间连接在一起的桁架，结构次桁架是基于设计方案安装在主桁架上的其他钢结构，并绘出各个桁架的总设计图，根据桁架的总设计图和设计参数，对各个桁架进行分段、分块直至分解为各个杆件，所有杆件设为圆管，并绘出各个分段、分块直至各个杆件的设计图纸，对杆件进行位置标号，标示绘出杆件上相贯线的位置，并对杆件的各项结构参数进行标注。
5.根据权利要求1所述的一种管桁架现场施工拼装方法，其特征在于，S2包括以下步骤：硬化地面，在拼装区域对拼装胎架进行放线步骤，标定各个拼装胎架的位置，根据设计图纸对拼装胎架进行组装。
6.根据权利要求1所述的一种管桁架现场施工拼装方法，其特征在于，S3包括以下步骤：根据设计，对每个支撑胎架设置若干个支撑柱，支撑柱由若干个杆件拼接而成支撑胎架采用螺栓球节点形式建造，在支撑胎架顶部设置钢轨滑道，作为主桁架滑移时的滑道，在钢轨滑道两侧设置挡板和挡块，限制滑轨的侧向位移，铺设滑移轨道，滑移轨道设有两条，在滑移轨道上安装对主桁架进行支撑的滑移底座，滑移底座与滑移轨道滑动连接，滑移底座的侧面且位于滑移轨道上安装有液压爬行器。
7.根据权利要求1所述的一种管桁架现场施工拼装方法，其特征在于，S5包括以下步骤：设定吊装车辆移动区域，制定吊装计划，安排吊机，分段吊装，将各分段连接在一起，将滑移底座与主桁架连接在一起。
8.根据权利要求7所述的一种管桁架现场施工拼装方法，其特征在于，S5包括以下步骤：根据主桁架结构，设计吊装工况，计算吊装设备加吊装分段后的总重量，检测吊装现场的地基承载压强，确保地基承载压强大于吊装作业时对地面的压强，设置吊点，对主桁架各分段的受力进行验算，吊点的位置设置在桁架的节点部位，且吊装时钢丝绳的夹角不能大于六十度，选择并装配好吊装索具。
9.根据权利要求1所述的一种管桁架现场施工拼装方法，其特征在于，S11包括以下步骤：在主桁架的拱脚两侧焊接支撑块，在支撑块下侧安装千斤顶，准备好固定支座，并将固定支座放置在滑移支座一侧，通过千斤顶对支撑块进行顶升，分离拱脚和滑移支座，移出滑移支座，安装固定支座，连接拱脚和固定支座，对每个主桁架的每个拱脚均重复上述步骤，直至全部更换结束。
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