CN104060840A - 使用螺栓球桁架提升机提升大跨度穹顶网架的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使用螺栓球桁架提升机提升大跨度穹顶网架的施工方法，包括以下步骤：通过螺栓球和杆件拼接出大跨度穹顶网架的中心网架；将大跨度穹顶网架的中心网架由构筑物底部提升至构筑物顶部预定位置，并进行临时固定；围绕中心网架并使用螺栓球和杆件续拼大跨度穹顶网架的***网架，使***网架连接中心网架和构筑物顶端。该方法有利于实现大跨度穹顶网架提升过程中的受力均衡和稳定，有利于缩短施工工期，节约施工成本，并有利于更好地对施工质量进行控制，工程质量一次成优。

Description

使用螺栓球桁架提升机提升大跨度穹顶网架的施工方法

技术领域

本发明涉及一种大跨度穹顶网架的施工方法，尤其涉及一种使用螺栓球桁架提升机提升大跨度穹顶网架的施工方法。

背景技术

网壳结构为大跨度空间结构的优秀代表，其得到了广泛的应用。以螺栓球节点联结的球形钢网壳具有造型新颖美观、富于变化、雄伟、高大、杆件规律性强、网格划一、空间刚度大和整体性好等优点。

然而，现有的大跨度穹顶网架基本上都是以高空散装法进行施工，即是在高空作业将杆件和螺栓球逐个联结。该方法施工工期长、施工成本大、高空作业质量不容易控制。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种使用螺栓球桁架提升机提升大跨度穹顶网架的施工方法，该方法有利于缩短施工工期，节约施工成本，并有利于更好地对施工质量进行控制，工程质量一次成优。

其技术方案如下：

一种使用螺栓球桁架提升机提升大跨度穹顶网架的施工方法，包括以下步骤：

通过杆件拼接出大跨度穹顶网架的中心网架；

使用螺栓球桁架提升机将所述中心网架由构筑物底部提升至构筑物顶部预定位置，并进行临时固定；

围绕中心网架并使用杆件续拼大跨度穹顶网架的***网架，使***网架连接中心网架和构筑物顶端。

由于中心网架的拼接可在地面作业完成，中心网架在拼接完成后再提升至构筑物顶部预定位置续拼***网架，则与传统的高空散装法相比，施工难度降低，从而能够提高施工效率，节约施工成本，也更有利于控制施工质量。而通过使用螺栓球桁架提升机来提升所述中心网架或大跨度穹顶网架，可以实现中心网架各吊点的受力均衡和稳定，可以较好地控制中心网架或大跨度穹顶网架的提升，这有利于避免中心网架在提升过程中出现故障，从而更有利于提高施工效率和控制施工质量。

进一步地，所述中心网架通过多台螺栓球桁架提升机由构筑物底部中央同步提升至构筑物顶部预定位置，在提升所述中心网架前，预先在构筑物顶端安装多台所述的螺栓球桁架提升机，并使该多台螺栓球桁架提升机绕构筑物的周向等间隔设置。因而，有利于实现中心网架上各吊点的受力均衡。

进一步地，所述的螺栓球桁架提升机包括有螺栓球桁架、吊重装置以及动力装置，所述的螺栓球桁架包括底座、架身以及吊臂架，所述的架身固定安装在所述的底座上，所述的吊臂架固定连接在所述的架身上，且吊臂架相对于架身具有倾斜角度而使该吊臂架的下方形成吊载空间，所述的吊重装置安装在所述的螺栓球桁架上，该吊重装置与所述的动力装置相配合，使该吊重装置能在吊载空间内吊起物料。因而，所述的动力装置、吊重装置以及螺栓球桁架之间的配合，使得该螺栓球桁架提升机在提升所述中心网架时还具有操作方便、容易控制和安全可靠等优点，从而可以更好地控制中心网架的提升，这有助于提高施工质量和施工效率；另外，由于使用了螺栓球桁架，可以使该螺栓球桁架提升机能够更好的受力，更能中心网架的重量，使中心网架可以更好地提升。

进一步地，所述的螺栓球桁架包括多个三角形单元，所述的架身和吊臂架均由三角形单元搭建而成，该三角形单元包括螺栓杆和螺栓球，相邻的两个螺栓杆之间通过所述的螺栓球固定相连，所述螺栓杆为直线型螺栓杆，该直线型螺栓杆的两端均设有螺栓端头，螺栓端头上设有螺牙，所述的螺栓球上设有螺孔，螺栓端头通过旋入所述的螺孔中而使螺栓杆与螺栓球固定连接。因而，该结构设计除了使螺栓球桁架提升机能够承受更大的重量外，还能够便于螺栓球桁架提升机在构筑物顶部的安装。

进一步地，所述的吊重装置包括有导向定滑轮、钢丝绳和吊钩，所述的动力装置为卷扬机，所述吊钩设有动滑轮，所述导向定滑轮固定安装在所述的螺栓球桁架上，所述的钢丝绳的一端固定在所述吊臂架的前端，钢丝绳的另一端在穿绕所述动滑轮和导向定滑轮后连接在所述的卷扬机上，所述导向定滑轮设为三个，三个导向定滑轮分别固定安装在架身与底座的连接处、架身与吊臂架的转角处以及吊臂架前端部的顶点处。因而，该结构设置具体实现了螺栓球桁架提升机的提升功能，该提升功能的实现方便控制，易于操作。

进一步地，在提升中心网架的步骤中，先用螺栓球桁架提升机对中心网架进行试吊，然后再正式起吊。其目的在于中心网架能够稳定且受力均衡地提升至构筑物顶部预定位置。

进一步地，所述试吊的高度设为300mm，且在试吊高度为200mm时，测量各吊点的高度，并调整各吊点的高度在同一高度上。通过试吊，有利于避免在正式起吊过程中发生中心网架提升不平衡等异常情况，且在试吊过程中若出现异常情况能更方便进行调整。

进一步地，在试吊后，先暂时停止提升中心网架，并对吊索的连接状态、螺栓球桁架提升机的受力情况以及吊点的受力状态进行检查，且在检查无误后再正式起吊。

进一步地，在正式起吊的步骤中，中心网架每提升50cm作为一个阶段，且在每个阶段均对吊索的连接状态、螺栓球桁架提升机的受力情况以及吊点的受力状态进行检查，并根据实际情况对吊点的状态进行调整。其目的在于确保中心网架能够稳定平衡地提升至构筑物顶部预定位置。

进一步地，在正式起吊的步骤中，在每一个提升阶段均确保中心网架上各吊点以100mm/min的速度同步提升，并确保中心网架相邻两个吊点的高度差小于或等于100mm。即是确保中心网架以稳定平衡的状态进行提升。

进一步地，在中心网架上悬挂有线锤和钢卷尺，在对中心网架进行提升的过程中，通过观察悬线锤的悬挂状态，并通过钢卷尺观测吊点的高度，观测中心网架提升的平衡状态，并据此调整中心网架的平衡状态。

进一步地，在中心网架提升前，通过钢丝绳对中心网架底部节点进行对拉。因而，能够控制中心网架底部的径向尺寸，能够防止中心网架在提升过程中产生整体变形。

进一步地，在中心网架提升前，对中心网架的吊点处进行加固。因而，能够使中心网架的吊点位置更加牢靠，使吊索能够更牢靠地与吊点连接。

本发明的有益效果在于：本发明能够提高施工效率，缩短施工工期，节约施工成本，并有利于更好地对施工质量进行控制，工程质量一次成优。

附图说明

图1是本发明实施例所述的使用螺栓球桁架提升机提升大跨度穹顶网架的施工方法的流程图。

图2是本发明实施例所述的螺栓球桁架提升机的整体结构示意图。

图3是本发明实施例所述的螺栓球桁架提升机的侧视图。

图4是本发明实施例所述的中心网架组装好后正要进行提升的施工示意图。

图5是本发明实施例所述的中心网架被提升后完成***网架拼接的施工示意图。

附图标记：

1、底座，2、架身，3、吊臂架，4、吊钩，5、导向定滑轮，6、钢丝绳，7、卷扬机，8、中心网架，9、***网架，10、构筑物，20、螺栓球桁架提升机。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细说明：

如图4和图5所示，一种使用螺栓球桁架提升机提升大跨度穹顶网架的施工方法，包括以下步骤：

通过螺栓球和杆件拼接出大跨度穹顶网架的中心网架；

使用螺栓球桁架提升机将大跨度穹顶网架的中心网架由构筑物底部提升至构筑物顶部预定位置，并进行临时固定；

围绕中心网架并使用螺栓球和杆件续拼大跨度穹顶网架的***网架，使***网架连接中心网架和构筑物顶端。

上述中心网架通过八台螺栓球桁架提升机由构筑物底部中央同步提升至构筑物顶部预定位置，八台螺栓球桁架提升机安装在构筑物顶端，并绕构筑物的周向等间隔设置。螺栓球桁架提升机具体可见图2和图3，其包括有螺栓球桁架、吊重装置以及动力装置，螺栓球桁架包括底座1、架身2以及吊臂架3，架身2固定安装在所述的底座1上，吊臂架3固定连接在所述的架身2上，且吊臂架3相对于架身2具有倾斜角度而使该吊臂架3的下方形成吊载空间，吊重装置安装在螺栓球桁架上，该吊重装置与所述的动力装置相配合，使该吊重装置能在吊载空间内吊起物料。其中，螺栓球桁架包括多个三角形单元，架身2和吊臂架3均由三角形单元搭建而成，该三角形单元包括螺栓杆和螺栓球，相邻的两个螺栓杆之间通过所述的螺栓球固定相连，所述螺栓杆为直线型螺栓杆，该直线型螺栓杆的两端均设有螺栓端头，螺栓端头上设有螺牙，螺栓球上设有螺孔，螺栓端头通过旋入所述的螺孔中而使螺栓杆与螺栓球固定连接。上述的吊重装置包括有导向定滑轮4、钢丝绳6和吊钩，上述的动力装置为卷扬机7，所述吊钩设有动滑轮，所述导向定滑轮4固定安装在螺栓球桁架上，所述钢丝绳6的一端固定在吊臂架3的前端，钢丝绳6的另一端在穿绕动滑轮和导向定滑轮4后连接在卷扬机7上，上述导向定滑轮4设为三个，三个导向定滑轮4分别固定安装在架身2与底座1的连接处、架身2与吊臂架3的转角处以及吊臂架3前端部的顶点处。

需要说明的是，图4和图5的中心网架和构筑物仅仅示意出其中的一部分，螺栓球桁架提升机仅仅示意出其中的一台。

上述方法具体包括以下步骤：

S101：在将中心网架提升前，先选定吊点。吊点的选定遵循以下原则：(1)确保中心网架整体受力满足设计要求；(2)吊装支承体系应满足结构强度要求；(3)严格控制提升过程中中心网架的变形。(4)根据吊点布置设计合理的提升体系及安全储备；(5)中心网架杆件应力、稳定性及吊点受力按初吊、终吊及完成三个状态采用结构分析软件进行计算分析。

S102：对中心网架的吊点进行加固保护。在吊点处的相邻节点球使用加固杆件和加固球进行加固。

S103：为防止中心网架在提升过程中产生整体变形，在提升前，用8根直径15mm钢丝绳6将网架底部节点对拉，控制中心网架底部径向尺寸。

S104：根据现场施工条件及螺栓球桁架提升机结构特点，可采用人工散装及塔吊配合小单元吊装的施工方法进行安装螺栓球桁架提升机。

先用塔吊将桁架材料吊至楼面安装位置，将桁架支座放在下部底座1结构上，然后人工进行垂直桁架部分的散装，在确保桁架支座定位无误后将其与下部底座1结构焊接牢固。按图拼装桁架锥体单元，每个单元为一个螺栓球和四根杆件。安装时，在已安装的桁架节点上设四名安装队员，待塔吊把所有拼装的小单元吊至安装位置时，他们迅速把各自杆件上的高强螺栓拧入相应的螺栓球孔内，且保证螺栓拧入深度。第一个小单元安装结束后，用同样的方法将其余小单元安装到位，直至桁架安装完成。

S105：对中心网架进行试吊。备节点、吊具安装就绪，提升过程障碍物全部清除后，则进行中心网架试吊。试吊的高度设为300mm，且在整个中心网架提升离开支承点200mm高时，测量吊点高度，并将各吊点的高度调整到一致，然后锚固各活动点并卡牢。其中，在将吊索捆绑吊点时，在吊点焊接球及与吊索相交的杆件上加垫木块或者麻布，防止对成品构件的损坏；而吊点高度的测量方法为：在吊点处以同一种绑扎法各挂一把30m的钢卷尺，在对应的地面插一根圆钢，然后用水准仪测出一个水准点即可。

S106：初步试吊后，暂时停吊且停吊的时间不少于0.5小时，在该时间内对吊具以及中心网架的受力情况进行检查，确定没问题后再进行正式起吊。

S107：对中心网架进行正式起吊。正式起吊时，由提升总指挥发出正式起吊信号，操作人员启动控制开关，提升开始。各个吊点运行要同步，提升速度100mm/min。相邻吊点的高度差不得大于100mm。提升至高度后(就位标高+400mm)，将牵引绳与导向滑轮卡固，卷扬机7的卷筒用插锁锁固。

需要进行说明的是，中心网架的提升，同步控制是关键环节。在提升过程中，中心网架的偏移和倾斜对螺栓球桁架的受力状态都有不同程度的影响，还会影响中心网架结构自身的受力状况，使构件应力产生重新分布，对结构提升和结构自身都极为不利。因此，必须保证在提升过程中同步提升，相邻吊点间的高差不得大于100mm。

上述中心网架提升必须八台卷扬机7同步吊装，在网架提升过程中，当监测点汇报来的信息显示起吊不平衡(即不同步)，接近高差允许限量值时，指挥员可根据现场具体情况作出相应调整。

第一种办法为将最高点对应的螺栓球桁架提升机暂停，其它提升机跟进到同一高度，然后再同速度同时运行。

第二种办法为将最高点对应的螺栓球桁架提升机保持档位不变，其它机组由最低点对应提升机变快1个档位，依次赶上最高点档位后换回原档(此只适用于整体倾斜状况)。

在上述正式起吊的过程中，中心网架每提升50cm作为一个阶段，在每个阶段均对吊索的连接状态、螺栓球桁架提升机的受力情况以及吊点的受力状态进行检查，并根据实际情况对吊点的状态随时进行调整。

另外，在中心网架上悬挂有线锤和钢卷尺，在对中心网架进行提升的过程中，通过观察悬线锤的悬挂状态，并通过钢卷尺观测吊点的高度，观测中心网架提升的平衡状态，并据此调整中心网架的平衡状态。

S108：在构筑物的施工平台上沿中心网架的周围进行***网架的拼装和整体网架支座部分安装。

***网架的高空续拼和支座部分安装，均利用脚手架进行高空散装，顺序由支座向两边分步进行。穹顶网架整体焊接结束后，对网架后续杆件结点进行打磨补漆。

本实施例具有以下优点或原理：

1、由于中心网架的拼接可在地面作业完成，中心网架在拼接完成后再提升至构筑物顶部预定位置续拼***网架，则与传统的高空散装法相比，施工难度降低，从而能够提高施工效率，更有利于控制施工质量。而通过使用螺栓球桁架提升机来提升所述中心网架或大跨度穹顶网架，可以实现中心网架各吊点较好或较为均匀的受力，可以较好地控制中心网架或大跨度穹顶网架的提升，这有利于避免中心网架在提升过程中出现故障，从而更有利于提高施工效率和控制施工质量，工程质量一次成优，因而也能节约施工成本。

2、预先在构筑物顶端安装多台所述的螺栓球桁架提升机，并使该多台螺栓球桁架提升机绕构筑物的周向等间隔设置。这有利于实现提升中心网架时各吊点的受力均衡和稳定。

3、上述的动力装置、吊重装置以及螺栓球桁架之间的配合，使得该螺栓球桁架提升机在提升所述中心网架时还具有操作方便、容易控制和安全可靠等优点，从而可以更好地控制中心网架的提升，这有助于提高施工质量和施工效率；另外，由于使用了螺栓球桁架，可以使该螺栓球桁架提升机能够更好的受力，更能中心网架的重量，使中心网架可以更好地提升。

4、上述螺栓球桁架的结构设计除了使螺栓球桁架提升机能够承受更大的重量外，还能够便于螺栓球桁架提升机在构筑物顶部的安装。

5、吊载装置、动力装置和螺栓球桁架具体结构上的配合实现了螺栓球桁架提升机的提升功能，并使该提升功能的实现方便控制，易于操作。

6、先对中心网架进行试吊，再正式起吊。其目的在于中心网架能够稳定且受力均衡地提升至构筑物顶部预定位置。

7、通过试吊，有利于避免在正式起吊过程中发生中心网架提升不平衡等异常情况，且在试吊过程中若出现异常情况能更方便进行调整。

8、中心网架每提升50cm作为一个阶段，且在每个阶段均对吊索的连接状态、螺栓球桁架提升机的受力情况以及吊点的受力状态进行检查，并根据实际情况对吊点的状态进行调整。其目的在于确保中心网架能够稳定平衡地提升至构筑物顶部预定位置。

9、在中心网架提升前，通过钢丝绳6对中心网架底部节点进行对拉。因而，能够控制中心网架底部的径向尺寸，能够防止中心网架在提升过程中产生整体变形。

10、在中心网架提升前，对中心网架的吊点处进行加固。因而，能够使中心网架的吊点位置更加牢靠，使吊索能够更牢靠地与吊点连接。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种使用螺栓球桁架提升机提升大跨度穹顶网架的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过杆件拼接出大跨度穹顶网架的中心网架；

使用螺栓球桁架提升机将所述中心网架由构筑物底部提升至构筑物顶部预定位置，并进行临时固定；

围绕中心网架并使用杆件续拼大跨度穹顶网架的***网架，使***网架连接中心网架和构筑物顶端。

2.根据权利要求1所述的使用螺栓球桁架提升机提升大跨度穹顶网架的施工方法，其特征在于，所述中心网架通过多台螺栓球桁架提升机由构筑物底部中央同步提升至构筑物顶部预定位置，在提升所述中心网架前，预先在构筑物顶端安装多台所述的螺栓球桁架提升机，并使该多台螺栓球桁架提升机绕构筑物的周向等间隔设置。

3.根据权利要求1或2所述的使用螺栓球桁架提升机提升大跨度穹顶网架的施工方法，其特征在于，所述的螺栓球桁架提升机包括有螺栓球桁架、吊重装置以及动力装置，所述的螺栓球桁架包括底座、架身以及吊臂架，所述的架身固定安装在所述的底座上，所述的吊臂架固定连接在所述的架身上，且吊臂架相对于架身具有倾斜角度而使该吊臂架的下方形成吊载空间，所述的吊重装置安装在所述的螺栓球桁架上，该吊重装置与所述的动力装置相配合，使该吊重装置能在吊载空间内吊起物料。

4.根据权利要求3所述的使用螺栓球桁架提升机提升大跨度穹顶网架的施工方法，其特征在于，所述的螺栓球桁架包括多个三角形单元，所述的架身和吊臂架均由三角形单元搭建而成，该三角形单元包括螺栓杆和螺栓球，相邻的两个螺栓杆之间通过所述的螺栓球固定相连，所述螺栓杆为直线型螺栓杆，该直线型螺栓杆的两端均设有螺栓端头，螺栓端头上设有螺牙，所述的螺栓球上设有螺孔，螺栓端头通过旋入所述的螺孔中而使螺栓杆与螺栓球固定连接。

5.根据权利要求3所述的使用螺栓球桁架提升机提升大跨度穹顶网架的施工方法，其特征在于，所述的吊重装置包括有导向定滑轮、钢丝绳和吊钩，所述的动力装置为卷扬机，所述吊钩设有动滑轮，所述导向定滑轮固定安装在所述的螺栓球桁架上，所述的钢丝绳的一端固定在所述吊臂架的前端，钢丝绳的另一端在穿绕所述动滑轮和导向定滑轮后连接在所述的卷扬机上，所述导向定滑轮设为三个，三个导向定滑轮分别固定安装在架身与底座的连接处、架身与吊臂架的转角处以及吊臂架前端部的顶点处。

6.根据权利要求1所述的使用螺栓球桁架提升机提升大跨度穹顶网架的施工方法，其特征在于，在提升中心网架的步骤中，先用螺栓球桁架提升机对中心网架进行试吊，然后再正式起吊。

7.根据权利要求6所述的使用螺栓球桁架提升机提升大跨度穹顶网架的施工方法，其特征在于，所述试吊的高度设为300mm，且在试吊高度为200mm时，测量各吊点的高度，并调整各吊点的高度在同一高度上。

8.根据权利要求7所述的使用螺栓球桁架提升机提升大跨度穹顶网架的施工方法，其特征在于，在试吊后，先暂时停止提升中心网架，并对吊索的连接状态、螺栓球桁架提升机的受力情况以及吊点的受力状态进行检查，且在检查无误后再正式起吊。

9.根据权利要求6所述的使用螺栓球桁架提升机提升大跨度穹顶网架的施工方法，其特征在于，在正式起吊的步骤中，中心网架每提升50cm作为一个阶段，且在每个阶段均对吊索的连接状态、螺栓球桁架提升机的受力情况以及吊点的受力状态进行检查，并根据实际情况对吊点的状态进行调整。

10.根据权利要求9所述的使用螺栓球桁架提升机提升大跨度穹顶网架的施工方法，其特征在于，在正式起吊的步骤中，在每一个提升阶段均确保中心网架上各吊点以100mm/min的速度同步提升，并确保中心网架相邻两个吊点的高度差小于或等于100mm。