CN101413291A - 索穹顶塔架提升索杆累积安装方法 - Google Patents

索穹顶塔架提升索杆累积安装方法 Download PDF

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索穹顶塔架提升索杆累积安装方法，是根据索穹顶的设计标高和中心承力构件的对应位置设置略高于索穹顶结构顶点安装高度的提升塔架，在塔架顶部设置多点同步提升设备，将脊索网内环索系与中心承力构件相连，外环索系用辅助牵引索与外环梁相连，塔架顶部的提升设备对中心承力构件进行均匀提升，提升过程中伴随着外环脊索的牵引和中心承力构件的提升，整个脊索网呈悬链线状随之同步提升，边提升边进行位于不同安装高度的各环环索、桅杆和斜索的扩展累积安装，待所有拉索和桅杆安装完毕后，对最外环斜索进行分阶段张拉成形。

Description

索穹顶塔架提升索杆累积安装方法
技术领域
本发明是一种用于土木工程施工中对新型索穹顶空间张力结构的施工进行索杆安装和预应力张拉成形的方法。属于索穹顶结构施工安装的技术领域。
背景技术
索穹顶结构是一种新型的全张力结构体系，由位于上弦的脊索、位于下弦的斜索和连系上下弦索之间的桅杆组成，必须通过张拉索，才能产生必要的结构刚度，形成稳定的承力体系。拉索可以是高强钢丝束半平行扭绞、多根钢绞线组装索或钢棒拉杆等多种形式。国内外公知的索穹顶结构施工安装成形方法，其主要步骤为：(1)放置中心承力构件；(2)悬挂脊索，一端与外环梁相连，一端与中心承力构件连接；(3)中心承力构件由中心临时塔架支撑或由吊机抬吊至某一高度；(4)逐环安装桅杆、环索和斜索；(5)分阶段或一次张拉斜索使结构最终成形。公知的索穹顶结构施工安装成形方法，均需对脊索进行较长距离的牵引或将中心环搁置一定高度并用较大牵引力才能使得脊索悬挂安装于外环梁上，这对牵引设备的能力和同步牵引技术要求高，同时脊索在被牵引过程中的牵引力过大且受力也较为复杂，最终导致施工难度加大，施工的安全风险加大，且工期较长。另外，由于公知的索穹顶结构施工安装成形中，中心搁置拉力环的支撑架高度或吊机抬吊的高度固定不变，不能方便地随意调节高度，如果中心承力构件支撑架或抬吊高度设计不合理，部分拉索的安装可能需要更大的外力进行强迫牵引就位，这对拉索、桅杆和节点的受力均不利，施工难度较大，安装施工作业的安全性不足。
发明内容
技术问题：为克服现有索穹顶结构施工中索杆安装成形存在的脊索和斜索牵引难度和牵引力加大，中心承力构件支撑高度固定不变，导致逐环索杆安装高空作业量加大和施工安全风险加大等不利因素，本发明提出了一种索穹顶塔架提升索杆累积安装方法，不仅能减少脊索牵引的距离和难度，而且能够通过中心承力构件的边提升边扩展安装各环索杆，可以随意调节中心承力构件的支撑高度，方便位于不同高度点的索杆安装和牵引张拉，使索穹顶结构的安装施工难度显著减小，增加了索杆安装施工过程中的安全性。
技术方案：本发明的索穹顶塔架提升索杆累积安装方法，是根据索穹顶的设计标高和中心承力构件的对应位置设置略高于索穹顶结构顶点安装高度的提升塔架，在塔架顶部设置多点同步提升设备，将脊索网内环索系与中心承力构件相连，外环索系用辅助牵引索与外环梁相连，塔架顶部的提升设备对中心承力构件进行均匀提升，提升过程中伴随着外环脊索的牵引和中心承力构件的提升，整个脊索网呈悬链线状随之同步提升，边提升边进行位于不同安装高度的各环环索、桅杆和斜索的扩展累积安装，待所有拉索和桅杆安装完毕后，对最外环斜索进行分阶段张拉成形。
该安装方法分为下列步骤：
第一步：将索穹顶的中心承力构件安装于预定位置；
第二步：搭设提升塔架，安装提升设备并经提升吊索与中心承力构件相连；
第三步：脊索索网的各构件组拼，并将内环脊索与中心承力构件相连，外环脊索经脊索牵引索与外环梁相连；
第四步：提升塔架顶部的提升设备带动提升吊索对中心承力构件进行提升，提升过程中，不断调整脊索索网悬链线垂度，同时经脊索牵引索牵引外环脊索；
第五步：跟随脊索索网的提升高度，分别安装内环斜索、中环斜索、中环桅杆和中环环索；
第六步：将外环脊索锚固于外环梁上；
第七步：安装外环桅杆和外环环索，并通过斜索牵引索将外环斜索与外环梁相连；
第八步：将外环斜索锚固于外环梁上；
第九步：提升中心承力构件至合理位置，分阶段张拉外环斜索至结构最终成形；
第十步：拆除提升塔架、提升设备和提升吊索。
第二步的具体操作方法为：根据索穹顶的设计标高和结构布置形式，在其中心承力构件对应位置搭设提升塔架，提升塔架搭设高度略高于索穹顶设计标高以满足中心承力构件的提升高度调节要求；在提升塔架顶部安装提升设备，其安装位置需与中心承力构件的吊点相对应，待提升设备安装并固定后，经提升吊索与中心承力构件相连，形成提升体系。
第四步的具体操作方法为：待索穹顶的脊索索网安装完毕、提升体系安装成形、外环脊索经脊索牵引索与外环梁连接后，通过提升设备对中心承力构件实施同步提升；提升过程中，由提升设备对中心承力构件的提升高度进行控制，实施脊索索网悬链线垂度的调整，同时，对外环脊索实施牵引。
第五步的具体操作方法为：根据中心承力构件的提升高度，调节脊索索网的悬链线垂度，当脊索索网的节点与看台或地面之间距离满足内环斜索、中环斜索或中环桅杆安装空间需求时，即对各索杆进行安装；各索杆安装顺序以满足安装空间为序。
第九步的具体操作方法为：张拉过程中，通过提升设备不断调整中心承力构件的提升高度，以满足外环斜索的张拉需求并调整外环斜索的张拉力；外环斜索最后一级张拉之前卸载提升吊索，在不与任何支撑构件相连的条件下，对索穹顶的外环斜索进行最终张拉。
有益效果：本发明的索穹顶塔架提升索杆累积安装方法，根据索穹顶的设计标高和中心承力构件的对应位置，设置略高于索穹顶顶点设计标高的提升塔架，并安装提升设备和提升吊索。通过对中心承力构件的提升，带动与之相连的脊索索网提升。安装过程中，可以方便地改变中心承力构件的提升高度，并与外环脊索和外环斜索的牵引索辅助牵引配合，不仅能显著减小牵引的距离和所需的牵引索力，降低了脊索和斜索牵引安装到位的施工难度，而且跟随中心承力构件和脊索索网的缓慢提升，在接近地面或看台面的高度范围内安装其他索杆，减少了高空安装工作量，并方便拉索的就位和张拉，保证了施工过程中的安全性。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明进一步详细说明：
图1～图6是本发明的索穹顶塔架提升索杆累积安装方法示意图。
图中有：内环脊索101、中环脊索102、外环脊索103、内环斜索201、中环斜索202、外环斜索203、中环桅杆301、外环桅杆302、中环环索401、外环环索402、中心承力构件501、提升塔架601、提升设备602、提升吊索603、脊索牵引索701、斜索牵引索702、外环梁801、看台901、地面902。
具体实施方式
本发明是根据索穹顶的设计标高和中心承力构件的对应位置，设置略高于索穹顶顶点设计标高的提升塔架，对中心承力构件进行均匀提升，提升过程中伴随着整个脊索索网的牵引和中心承力构件提升，同时整个脊索索网也在提升，并随之进行各环环索、桅杆和斜索的扩展累积安装，索杆安装顺序可以按各安装点离地面或台阶面的高度进行调整，待所有拉索和桅杆安装完毕后，对最外环斜索进行分阶段张拉成形。
具体为中心承力构件501放置于场地中心地面，安装提升塔架601和提升设备602，同时在地面进行外环脊索103、中环脊索102和内环脊索101的放索和连系节点安装，形成脊索索网，并利用脊索牵引索701把外环脊索103连接于外环梁801(图1)；提升塔架601顶部的提升设备602带动提升吊索603对中心承力构件501进行提升，同时脊索牵引索701牵引外环脊索103调整脊索网悬链线状垂度，根据脊索索网节点的不同高度，分别安装内环斜索201、中环斜索202、中环桅杆301和中环环索401；继续提升中心承力构件501，继续牵引脊索牵引索701，使外环脊索锚固于外环梁801(图2)；斜索牵引索702临时与外斜索203连接，安装外环桅杆302和外环环索402(图3)，位于各环安装点的索杆安装顺序可以随脊索索网的提升高度变化调整；斜索牵引索702牵引外斜索203到位，锚固于外环梁801，提升中心承力构件501到合理位置(图4)；分阶段张拉外斜索203(图5)；直到结构最终成形，并拆除提升塔架601、提升设备602和提升吊索603(图6)。

Claims (5)

1.一种索穹顶塔架提升索杆累积安装方法，其特征在于该安装方法分为下列步骤：
第一步：将索穹顶的中心承力构件(501)安装于预定位置；
第二步：搭设提升塔架(601)，安装提升设备(602)并经提升吊索(603)与中心承力构件(501)相连；
第三步：脊索索网的各构件组拼，并将内环脊索(101)与中心承力构件(501)相连，外环脊索(103)经脊索牵引索(701)与外环梁(801)相连；
第四步：提升塔架(601)顶部的提升设备(602)带动提升吊索(603)对中心承力构件(501)进行提升，提升过程中，不断调整脊索索网悬链线垂度，同时经脊索牵引索(701)牵引外环脊索(103)；
第五步：跟随脊索索网的提升高度，分别安装内环斜索(201)、中环斜索(202)、中环桅杆(301)和中环环索(401)；
第六步：将外环脊索(103)锚固于外环梁(801)上；
第七步：安装外环桅杆(302)和外环环索(402)，并通过斜索牵引索(702)将外环斜索(203)与外环梁(801)相连；
第八步：将外环斜索(203)锚固于外环梁(801)上；
第九步：提升中心承力构件(501)至合理位置，分阶段张拉外环斜索(203)至结构最终成形；
第十步：拆除提升塔架(601)、提升设备(602)和提升吊索(603)。
2.根据权利要求1所述的索穹顶塔架提升索杆累积安装方法，其特征在于第二步的具体操作方法为：根据索穹顶的设计标高和结构布置形式，在其中心承力构件(501)对应位置搭设提升塔架(601)，提升塔架(601)搭设高度略高于索穹顶设计标高以满足中心承力构件(501)的提升高度调节要求；在提升塔架(601)顶部安装提升设备(602)，其安装位置需与中心承力构件(501)的吊点相对应，待提升设备(602)安装并固定后，经提升吊索(603)与中心承力构件(501)相连，形成提升体系。
3.根据权利要求1所述的索穹顶塔架提升索杆累积安装方法，其特征在于第四步的具体操作方法为：待索穹顶的脊索索网安装完毕、提升体系安装成形、外环脊索(103)经脊索牵引索(701)与外环梁(801)连接后，通过提升设备(602)对中心承力构件(501)实施同步提升；提升过程中，由提升设备(602)对中心承力构件(501)的提升高度进行控制，实施脊索索网悬链线垂度的调整，同时，对外环脊索(103)实施牵引。
4.根据权利要求1所述的索穹顶塔架提升索杆累积安装方法，其特征在于第五步的具体操作方法为：根据中心承力构件(501)的提升高度，调节脊索索网的悬链线垂度，当脊索索网的节点与看台(901)或地面(902)之间距离满足内环斜索(201)、中环斜索(202)或中环桅杆(301)安装空间需求时，即对各索杆进行安装；各索杆安装顺序以满足安装空间为序。
5.根据权利要求1所述的索穹顶塔架提升索杆累积安装方法，其特征在于第九步的具体操作方法为：张拉过程中，通过提升设备(602)不断调整中心承力构件(501)的提升高度，以满足外环斜索(203)的张拉需求并调整外环斜索(203)的张拉力；外环斜索(203)最后一级张拉之前卸载提升吊索(603)，在不与任何支撑构件相连的条件下，对索穹顶的外环斜索(203)进行最终张拉。
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