CN105133841A - 空间曲面钢结构管桁架屋盖安装施工工法 - Google Patents

Abstract

空间曲面钢结构管桁架屋盖安装施工工法，涉及建筑施工方法的技术领域。本发明包括如下步骤：第一步施工方案评估；第二步施工准备；第三步测量放线；第四步整理预埋铁件；第五步安装钢构柱；第六步搭设满堂脚手架；第七步验收主、次桁架；第八步安装主、次桁架；第九步安装棱条以及应变片；第十步整体卸载；第十一步主体安装完成后验收；第十二步安装屋面板；第十三步整体验收。本发明实现了能够进行了非线性施工阶段的有限元模拟，通过模拟考察施工过程中各构件的应力和应变，评估施工方案安全性，指导实际安装施工过程，施工过程进行应变位移监测，且能够对构件设计进行实时调整，提高了施工精度，同时降低了建设成本的目的。

Description

空间曲面钢结构管桁架屋盖安装施工工法

技术领域

本发明涉及建筑施工方法的技术领域。

背景技术

空间曲面钢结构管桁架的安装与通常的钢结构相比，从构件详图深化设计、相贯线节点焊接、不规则屋面板的下料、管桁架的制作与安装等方面都具有相当高的难度。传统的空间曲面钢结构管桁架的安装具有以下缺点：1、施工需要搭设满堂脚手架，作业繁琐、工期长、质量不易保证；2、管桁架的拼装焊接都在高空进行，施工难度大，拼装焊接质量不易控制，施工人员安全保证较差，易发生高处坠落事故；3、管桁架构件在分解构件的制作、安装过程中所产生的累计误差较大，最后往往需要返工或对构件做较大改动才可以使结构能够顺利合拢，费时费力；4、空间曲面屋盖形状复杂，屋面板多为扇形且每块扇形板的形状尺寸不一，放样难度非常大，采用传统施工工艺往往会造成放样尺寸不精确、材料浪费等问题。

发明内容

本发明目的是提供一种能够进行了非线性施工阶段的有限元模拟，通过模拟考察施工过程中各构件的应力和应变，评估施工方案安全性，指导实际安装施工过程，施工过程进行应变位移监测，且能够对构件设计进行实时调整，提高了施工精度，同时降低了建设成本的空间曲面钢结构管桁架屋盖安装施工工法。

本发明的空间曲面钢结构管桁架屋盖安装施工工法，包括如下步骤：

第一步：施工方案评估：

正式施工前用MIDAS软件对施工方案进行了非线性施工阶段的有限元模拟，通过模拟考察施工过程中各构件的应力和应变，评估施工方案的安全性；模拟评估确认施工方案安全后方可进入施工阶段；施工阶段应根据模拟分析结果，对主要构件进行应力应变监测；

第二步：施工准备：

平整道路和安装场地，吊机行驶道路采用垫钢质路基箱或道木平整坚实，以保证吊机负荷行驶中安全；

第三步：测量放线：

选用Topcon电子全站仪和J2光学经纬仪、SD3水准仪，配合钢尺，角尺采用极坐标法进行管桁架柱脚、中间支座和格构柱的放样工作；在主桁架柱脚底板上标好主桁架上下弦杆的就位圆尺寸，在中间支座底板上弹出就位轴线位置，方便主桁架安装就位；

第四步：整理预埋铁件：

根据测量放线，复核管桁架柱脚、中间支座以及施工钢构柱的砼基础或看台上相应位置的预埋铁件位置；对轴线位置和标高不满足要求的铁件进行整理，使其偏差值在允许范围内；

第五步：安装钢构柱：

根据设计的钢结构主桁架悬臂端下弦杆下口至±0.000处的高度做好每榀主桁架的格构柱并进行标号处理。安装时，选用Topcon电子全站仪和J2光学经纬仪、SD3水准仪对格构柱的标高、角度、垂直度进行校正，校正后拉好揽风绳；

第六步：搭设满堂脚手架：

脚手架的搭设根据安装钢桁架的需求，搭设成阶梯形，第一层至7.5米标高搭设平台，第二层至11.5米标高搭设平台，第三层至15.2米标高搭设平台，第四层至17米标高搭设平台，最后搭设至标高20.6m，脚手架立杆纵横间距1000mm，步距1800mm；脚手架在弦形主桁架就位处应留出位置；

第七步：验收主、次桁架：

根据设计要求以及焊接质量验收等相应规范对主次桁架进行验收，通过验收方可进行吊装；

第八步：安装主、次桁架：

先进行两榀主桁架的安装，之后进行环形次桁架的分段安装，然后以打圈的方式逐榀安装主桁架并逐段进行环形次桁架的安装；在正式吊装前进行试吊，以确保吊装的安全；

第九步：安装棱条以及应变片：

验收合格后再进行檩条及屋面等安装；钢棱条分为主棱条和次棱条，型号分别为C250×80×20×3.0、C250×70×20×2.5，材质均为Q345B；

在监测过程中，应变测点传感器的安装将随着桁架安装的进度同步进行；为了避免应变仪的损坏，应变传感器的安装需要在各榀桁架的主檩条安装完成之后进行；振弦传感器采用AB胶粘贴方法固定在测点表面，为粘贴牢固，提高粘结力，钢结构表面需要先用磨光机磨平，然后用AB胶粘结，粘结时要求表面干燥，5～7min后即可牢固附着在结构表面，传递相应的局部变形；同时，为了防止在现场恶劣的自然条件对胶水性能的不利影响，在AB胶的外部使用硅胶与外部环境隔离；各测点的数据线需要集中捆绑，沿钢架表面而下，置于便于量测的位置，以便于集中读数，加快测试进程；

第十步：整体卸载：

格构式钢柱(以下简称钢构柱)采用整体卸载法撤除；钢结构管桁架的卸载方法：统一指挥12台液压千斤顶同时顶升，每次顶升高度为1mm，可以千斤顶活塞上的标志为依据。应在正式顶升前即主桁架悬臂端下千斤顶脱空时试验两次，以获得同步顶升的经验；第一次顶升1mm后，应检查千斤顶、垫片、钢构柱等情况是否良好；如发现千斤顶偏斜和基础沉降变形及其它异常情况，必须经处理后才能继续顶升工作；如发现基础沉降变形，可以加楔形垫铁处理；千斤顶分三次同步顶升，每次同步顶升1mm，累计顶升3mm即完成顶升工作，即每顶升1mm，应观察12榀主桁架的中间砼柱顶焊缝和次桁架与主桁架焊缝情况，防止焊缝拉裂破坏；第二次同步顶升后，发现钢管主桁架的下弦已脱离基座垫铁，则无需第三次同步顶升；

卸载过程中注意各检测点的应力应变值，如卸载过程中发现某监测点应力应变超过正常值，应立即停止卸载，检查相应部位的构件以及焊缝情况，分析应力应变超常原因，采取相应措施使得应力应变达到正常范围内后方可继续卸载；

第十一步：主体安装完成后验收：

自检合格后请监测单位、监理单位及业主按照相应验收标准对主体结构进行验收；各监测点的应力应变数值以及主桁架悬臂端的挠度数据作为验收依据之一；

第十二步：安装屋面板：

12.1、利用AUTOCAD、PRO-E软件，分别对椭圆型半球体的屋面板进行深化及分解，对得出的扇形板上下口尺寸进行比较确定，得出最终的扇形板上下口尺寸；

12.2、根据扇形板上下口尺寸确定购买屋面彩钢板的宽度尺寸，为了保证屋面板的内外观感一致，所有彩钢板都进行了双面贴膜；

12.3、待屋面板材料运至工地后，切割前，对屋面板加工进行了安全技术交底，采用屋面板自动分条机，把一块屋面板分成两块长度相等的扇形板材料；

12.4、把自动分条机加工好的屋面板材料放入屋面压型板成型机内，成型好屋面板；

12.5、先对压制好的屋面板进行试验局部滚圆，每局部滚圆一遍，复核一次屋面板的局部滚圆圆弧尺寸，并逐步调整好滚圆机滚圆尺寸，直到正确的屋面板局部滚圆尺寸后，复核无误后，固定好滚圆机的滚圆尺寸，然后进行大批量的滚圆；

12.6、为了保证屋面板的内外观感，制作和安装时，在各个环节中的尽量采取保护措施，保护好已经为成品的屋面板；

第十三步：整体验收：

屋面板安装完毕后读取各个屋盖体系安装完毕后先由施工单位进行自检，自检合格后请监测单位、监理单位及业主按照相应验收标准进行整体验收；各监测点的应力应变数值以及主桁架悬臂端的挠度数据作为验收依据之一。

比较好的是，本发明的第八步安装主、次桁架包括如下步骤；

8.1验算主桁架的吊装稳定性：

主桁架截面均为三角形，主桁架上、下弦杆的最小截面φ299×10的截面惯性矩I＝9490cm⁴，绑扎吊点在桁架上任何位置均能满足主桁架在平面的吊装稳定性要求；

8.2安装第一榀主桁架：

吊机就位后试吊一次弧形主桁架，应用4吊点起吊弧形主桁架，控制好主桁架不翻转，试吊时宜将主桁架吊离地面50cm左右；吊装过程中，通过控制使主桁架先满足格构柱顶端的标高，再满足主桁架柱脚处的标高，最后满足中间支座的标高；主桁架就位后，用全站仪测量标高、角度，用屋架校正器校正垂直度等各项指标；

8.3临时固定：

采用在主桁架两侧各设置两道缆风绳作为临时固定，用缆风绳将桁架作三角形状拉牢以避免桁架向两边倾斜，旋紧预埋螺栓螺母，然后吊车脱钩，主桁架安装完成；

8.4安装第二榀主桁架：

第二榀主桁架安装同第一榀主桁架安装程序相同，应在二榀主桁架之间安装好次桁架，吊钩方可脱钩；

8.5分段吊装环形次桁架：

第二榀主桁架安装完成后，为了保证结构的稳定性，立即进行环形次桁架的安装；由于次桁架是一榀变截面三角环形桁架，三根弦管两端都是一个相贯面U型切割口，主桁架安装完成呈倒V型，上面小下面大，所以为了方便安装，环形次桁架吊装按先上后下的顺序，即先安装上面一榀，后安装下面一榀；

8.6焊接：

吊装环形次桁架就位后焊接固定，依次进行；根据现场的焊接检验报告，施工中通过选择适当的焊接工艺流程、作业方式和作业顺序，并不断地调整工艺参数；

8.7超声波探伤：

焊接完毕后，待冷却至常温后进行超声波探伤检验；经探伤检验的焊缝接头质量须符合所有杆件对接焊缝为I级，支座II级，其它焊缝为III级质量标准；

8.8测量已安装结构空间坐标：

选用Topcon电子全站仪和J2光学经纬仪、SD3水准仪对已经安装的主次桁架关键点空间坐标进行测量，主要测量主桁架悬挑端、主次桁架焊接结点的空间坐标，并与设计值进行比对，得出施工误差；

8.9根据施工误差进行设计调整：

根据实际施工过程中的误差，用PRO-E软件对未安装构件重新进行深化设计，并根据新的深化设计图进行下料、焊接，使得主次桁架能够顺利拼装；

8.10依次进行其余主次桁架安装：

按照上述步骤进行其余主次桁架的安装；为了减小温度应力对结构的影响，选择傍晚安装最后几榀环形次桁架，实现屋盖管桁架钢结构体系的整体合拢。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：

1、施工前用MIDAS软件对施工方案进行安全评估，本工法在施工前用MIDAS软件对施工方案进行了非线性施工阶段的有限元模拟，通过模拟考察施工过程中各构件的应力和应变，从而评估施工方案安全性，指导实际安装施工过程。

2、施工过程进行应变位移监测，根据施工前MIDAS软件对屋盖施工方案的分析结果，本工法在施工过程中对各个关键位置进行了应力应变监测、对各主桁架悬臂端进行了位移监测，从而保证了施工阶段的各种杆件承受的应力及变形与设计模型相符。

3、根据施工误差对构件设计进行实时调整，由于管桁架构件在分解构件的制作、安装过程的精确度等方面均有可能存在误差，本工法在施工过程中严密监测已安装完成的主次桁架的位置坐标，与设计值进行比对，及时得到施工误差。然后利用PRO-E软件对未安装构件设计进行实时调整以纠正先前施工误差，使得屋盖结构能够顺利合拢。

4、利用AUTOCAD、PRO-E软件对各种不同形状屋面板进行放样，空间曲面屋盖体型复杂，屋面板多为扇形且每块扇形板的形状尺寸不一。而且，有些工程选用较硬的彩钢板作为屋面板材料，放样难度非常大。本工法根据现有市场材料，利用AUTOCAD、PRO-E软件，分别对圆型半球体的屋面板进行深化及分解，得出最终的扇形板上下口尺寸，不仅提高了施工精度，同时降低了建设成本。

附图说明

图1是本发明的施工方法框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的空间曲面钢结构管桁架屋盖安装施工工法包括如下步骤：

第一步：施工方案评估：

正式施工前用MIDAS软件对施工方案进行了非线性施工阶段的有限元模拟，通过模拟考察施工过程中各构件的应力和应变，从而评估施工方案的安全性。模拟评估确认施工方案安全后方可进入施工阶段。施工阶段应根据模拟分析结果，对主要构件进行应力应变监测。

第二步：施工准备：

平整道路和安装场地，吊机行驶道路必须平整坚实，可采用垫钢质路基箱或道木，以保证吊机负荷行驶中安全。

第三步：测量放线：

选用Topcon电子全站仪和J2光学经纬仪、SD3水准仪，配合钢尺，角尺等采用极坐标法进行管桁架柱脚、中间支座和格构柱的放样工作。在主桁架柱脚底板上标好主桁架上下弦杆的就位圆尺寸，在中间支座底板上弹出就位轴线位置，方便主桁架安装就位。

第四步：整理预埋铁件：

根据测量放线，复核管桁架柱脚、中间支座以及施工钢构柱的砼基础或看台上相应位置的预埋铁件位置。对轴线位置和标高不满足要求的铁件进行整理，使其偏差值在允许范围内。

第五步：安装钢构柱：

根据设计院提供的钢结构主桁架悬臂端下弦杆下口至±0.000处的高度做好每榀主桁架的格构柱并进行标号处理。安装时，选用Topcon电子全站仪和J2光学经纬仪、SD3水准仪对格构柱的标高、角度、垂直度进行校正，校正后拉好揽风绳。

第六步：搭设满堂脚手架：

脚手架的搭设根据中心网球场安装钢桁架的需求，搭设成阶梯形，第一层至7.5米标高搭设平台，第二层至11.5米标高搭设平台，第三层至15.2米标高搭设平台，第四层至17米标高搭设平台，最后搭设至标高20.6m，脚手架立杆纵横间距1000mm，步距1800mm。脚手架在弦形主桁架就位处应留出位置；

第七步：验收主、次桁架：

根据设计要求以及焊接质量验收等相应规范对主次桁架进行验收，通过验收方可进行吊装。

第八步：安装主、次桁架：

中心网球场由12榀主桁架和4圈次桁架围成球体运行中心，在半径为37米处有12个混凝土柱子作为整个球体的中间支撑柱，单榀主桁架重达15.7吨，吊机采用110吨汽车吊进行安装。

经过对这个由钢管桁架围成球体结构的分析后，决定安装步骤如下：先进行两榀主桁架的安装，之后进行环形次桁架的分段安装，然后以打圈的方式逐榀安装主桁架并逐段进行环形次桁架的安装。在正式吊装前进行试吊，以确保吊装的安全。

8.1验算主桁架的吊装稳定性：

由于主桁架的跨度大至40m余，由于吊装时在自重及动力作用下，故应保证主桁架的安装稳定性。主桁架上、下弦杆的最小截面φ299×10的截面惯性矩I＝9490cm⁴，绑扎吊点在桁架上任何位置均能满足主桁架在平面的吊装稳定性要求。对于主桁架出平面稳定性，因为本工程的主桁架截面均为三角形，故出平面稳定性无需验算均能满足。

8.2安装第一榀主桁架：

吊机就位后试吊一次弧形主桁架，应用4吊点起吊弧形主桁架，控制好主桁架不翻转，试吊时宜将主桁架吊离地面50cm左右。吊装过程中，通过控制使主桁架先满足格构柱顶端的标高，再满足主桁架柱脚处的标高，最后满足中间支座的标高。主桁架就位后，用全站仪测量标高、角度，用屋架校正器校正垂直度等各项指标。

8.3临时固定：

采用在桁架两侧各设置两道缆风绳作为临时固定，用缆凤绳将桁架作三角形状拉牢以避免桁架向两边倾斜，旋紧预埋螺栓螺母，然后吊车脱钩，主桁架安装完成。

8.4安装第二榀主桁架：

第二榀主桁架安装同第一榀主桁架安装程序相同，应在二榀主桁架之间安装好次桁架，吊钩方可脱钩。

8.5分段吊装环形次桁架：

第二榀主桁架安装完成后，为了保证结构的稳定性，立即进行环形次桁架(分段)的安装。由于次桁架是一榀变截面三角环形桁架，三根弦管两端都是一个相贯面U型切割口，主桁架安装完成呈倒V型，上面小下面大，所以为了方便安装，环形次桁架吊装按先上后下的顺序，即先安装上面一榀，后安装下面一榀。

8.6焊接：

吊装环形次桁架就位后焊接固定，依次进行。由于主次桁架间焊口集中，相贯线复杂，施焊时间长，因此，焊接热引起的构件变形将严重影响杵架的拼装质量。为了减少这一影响，根据现场的焊接检验报告，以科学的计算分析为指导，施工中通过选择适当的焊接工艺流程、作业方式和作业顺序，并不断地调整工艺参数。

8.7超声波探伤：

焊接完毕后，应待冷却至常温后进行超声波探伤检验。经探伤检验的焊缝接头质量必须符合所有杆件对接焊缝为I级，支座II级，其它焊缝为III级质量标准。

8.8测量已安装结构空间坐标：

选用Topcon电子全站仪和J2光学经纬仪、SD3水准仪对已经安装的主次桁架关键点空间坐标进行测量，主要测量主桁架悬挑端、主次桁架焊接结点的空间坐标，并与设计值进行比对，得出施工误差。

8.9根据施工误差进行设计调整：

根据实际施工过程中的误差，用PRO-E软件对未安装构件重新进行深化设计，并根据新的深化设计图进行下料、焊接，使得主次桁架能够顺利拼装。

8.10依次进行其余主次桁架安装：

按照上述步骤进行其余主次桁架的安装。为了减小温度应力对结构的影响，选择傍晚安装最后几榀环形次桁架，实现屋盖管桁架钢结构体系的整体合拢。

第九步：安装棱条以及应变片：

验收合格后再进行檩条及屋面板等安装。钢棱条分为主棱条和次棱条，型号分别为C250×80×20×3.0、C250×70×20×2.5，材质均为Q345B。

在监测过程中，应变测点传感器的安装将随着桁架安装的进度同步进行。为了避免应变仪的损坏，应变传感器的安装需要在各榀桁架的主檩条安装完成之后进行。振弦传感器采用AB胶粘贴方法固定在测点表面，为粘贴牢固，提高粘结力，钢结构表面需要先用磨光机磨平，然后用AB胶粘结，粘结时要求表面干燥，5～7min后即可牢固附着在结构表面，传递相应的局部变形。同时，为了防止在现场恶劣的自然条件(如淋雨、阳光强射)对胶水性能的不利影响，在AB胶的外部使用硅胶与外部环境隔离。各测点的数据线需要集中捆绑，沿钢架表面而下，置于便于量测的位置，以便于集中读数，加快测试进程。

第十步：整体卸载：

格构式钢柱(以下简称钢构柱)采用整体卸载法撤除。钢结构管桁架的卸载方法：统一指挥12台液压千斤顶同时顶升，每次顶升高度为1mm，可以千斤顶活塞上的标志为依据。应在正式顶升前即主桁架悬臂端下千斤顶脱空时试验两次，以获得同步顶升的经验。第一次顶升1mm后，应检查千斤顶、垫片、钢构柱等情况是否良好。如发现千斤顶偏斜和基础沉降变形及其它异常情况，必须经处理后才能继续顶升工作。如发现基础沉降变形，可以加楔形垫铁处理。千斤顶分三次同步顶升，每次同步顶升1mm，累计顶升3mm即完成顶升工作，即每顶升1mm，应观察12榀主桁架的中间砼柱顶焊缝和次桁架与主桁架焊缝情况，防止焊缝拉裂破坏。第二次同步顶升后，发现钢管主桁架的下弦已脱离基座垫铁，则无需第三次同步顶升。

卸载过程中注意各检测点的应力应变值，如卸载过程中发现某监测点应力应变超过正常值，应立即停止卸载，检查相应部位的构件以及焊缝情况，分析应力应变超常原因，采取相应措施使得应力应变达到正常范围内后方可继续卸载。

第十一步：主体安装完成后验收：

自检合格后请监测单位、监理单位及业主按照相应验收标准对主体结构进行验收。各监测点的应力应变数值以及主桁架悬臂端的挠度数据作为验收依据之一。

第十二步：安装屋面板：

12.1、根据现有市场材料，利用AUTOCAD、PRO-E软件，分别对椭圆型半球体的屋面板进行深化及分解，对得出的扇形板上下口尺寸进行比较确定，得出最终的扇形板上下口尺寸。

12.2、根据扇形板上下口尺寸确定购买屋面彩钢板的宽度尺寸，为了保证屋面板的内外观感一致，所有购买彩钢板都进行了双面贴膜。

12.3、待屋面板材料运至工地后，切割前，对屋面板加工进行了安全技术交底，采用屋面板自动分条机，把一块屋面板分成两块长度相等的扇形板材料。

12.4、把自动分条机加工好的屋面板材料放入屋面压型板成型机内，成型好屋面板。

12.5、先对压制好的屋面板进行试验局部滚圆，每局部滚圆一遍，复核一次屋面板的局部滚圆圆弧尺寸，并逐步调整好滚圆机滚圆尺寸，直到正确的屋面板局部滚圆尺寸后，复核无误后，固定好滚圆机的滚圆尺寸，然后进行大批量的滚圆。

12.6、为了保证屋面板的内外观感，制作和安装时，在各个环节中的尽量采取保护措施，保护好已经为成品的屋面板。

第十三步：整体验收：

屋面板安装完毕后读取各个屋盖体系安装完毕后先由施工单位进行自检，自检合格后请监测单位、监理单位及业主按照相应验收标准进行整体验收。各监测点的应力应变数值以及主桁架悬臂端的挠度数据作为验收依据之一。

Claims (2)

1.一种空间曲面钢结构管桁架屋盖安装施工工法，其特征在于包括如下步骤：

第一步：施工方案评估：

正式施工前用MIDAS软件对施工方案进行了非线性施工阶段的有限元模拟，通过模拟考察施工过程中各构件的应力和应变，评估施工方案的安全性；模拟评估确认施工方案安全后方可进入施工阶段；施工阶段应根据模拟分析结果，对主要构件进行应力应变监测；

第二步：施工准备：

平整道路和安装场地，吊机行驶道路采用垫钢质路基箱或道木平整坚实，以保证吊机负荷行驶中安全；

第三步：测量放线：

选用Topcon电子全站仪和J2光学经纬仪、SD3水准仪，配合钢尺，角尺采用极坐标法进行管桁架柱脚、中间支座和格构柱的放样工作；在主桁架柱脚底板上标好主桁架上下弦杆的就位圆尺寸，在中间支座底板上弹出就位轴线位置，方便主桁架安装就位；

第四步：整理预埋铁件：

根据测量放线，复核管桁架柱脚、中间支座以及施工钢构柱的砼基础或看台上相应位置的预埋铁件位置；对轴线位置和标高不满足要求的铁件进行整理，使其偏差值在允许范围内；

第五步：安装钢构柱：

根据设计的钢结构主桁架悬臂端下弦杆下口至±0.000处的高度做好每榀主桁架的格构柱并进行标号处理。安装时，选用Topcon电子全站仪和J2光学经纬仪、SD3水准仪对格构柱的标高、角度、垂直度进行校正，校正后拉好揽风绳；

第六步：搭设满堂脚手架：

脚手架的搭设根据安装钢桁架的需求，搭设成阶梯形，第一层至7.5米标高搭设平台，第二层至11.5米标高搭设平台，第三层至15.2米标高搭设平台，第四层至17米标高搭设平台，最后搭设至标高20.6m，脚手架立杆纵横间距1000mm，步距1800mm；脚手架在弦形主桁架就位处应留出位置；

第七步：验收主、次桁架：

根据设计要求以及焊接质量验收的相应规范对主次桁架进行验收，通过验收方可进行吊装；

第八步：安装主、次桁架：

先进行两榀主桁架的安装，之后进行环形次桁架的分段安装，然后以打圈的方式逐榀安装主桁架并逐段进行环形次桁架的安装；在正式吊装前进行试吊，以确保吊装的安全；

第九步：安装棱条以及应变片：

验收合格后再进行檩条及屋面等安装；钢棱条分为主棱条和次棱条，型号分别为C250×80×20×3.0、C250×70×20×2.5，材质均为Q345B；

在监测过程中，应变测点传感器的安装将随着桁架安装的进度同步进行；为了避免应变仪的损坏，应变传感器的安装需要在各榀桁架的主檩条安装完成之后进行；振弦传感器采用AB胶粘贴方法固定在测点表面，为粘贴牢固，提高粘结力，钢结构表面需要先用磨光机磨平，然后用AB胶粘结，粘结时要求表面干燥，5～7min后即可牢固附着在结构表面，传递相应的局部变形；同时，为了防止在现场恶劣的自然条件对胶水性能的不利影响，在AB胶的外部使用硅胶与外部环境隔离；各测点的数据线需要集中捆绑，沿钢架表面而下，置于便于量测的位置，以便于集中读数，加快测试进程；

第十步：整体卸载：

格构式钢柱(以下简称钢构柱)采用整体卸载法撤除；钢结构管桁架的卸载方法：统一指挥12台液压千斤顶同时顶升，每次顶升高度为1mm，可以千斤顶活塞上的标志为依据。应在正式顶升前即主桁架悬臂端下千斤顶脱空时试验两次，以获得同步顶升的经验；第一次顶升1mm后，应检查千斤顶、垫片、钢构柱等情况是否良好；如发现千斤顶偏斜和基础沉降变形及其它异常情况，必须经处理后才能继续顶升工作；如发现基础沉降变形，可以加楔形垫铁处理；千斤顶分三次同步顶升，每次同步顶升1mm，累计顶升3mm即完成顶升工作，即每顶升1mm，应观察12榀主桁架的中间砼柱顶焊缝和次桁架与主桁架焊缝情况，防止焊缝拉裂破坏；第二次同步顶升后，发现钢管主桁架的下弦已脱离基座垫铁，则无需第三次同步顶升；

卸载过程中注意各检测点的应力应变值，如卸载过程中发现某监测点应力应变超过正常值，应立即停止卸载，检查相应部位的构件以及焊缝情况，分析应力应变超常原因，采取相应措施使得应力应变达到正常范围内后方可继续卸载；

第十一步：主体安装完成后验收：

自检合格后请监测单位、监理单位及业主按照相应验收标准对主体结构进行验收；各监测点的应力应变数值以及主桁架悬臂端的挠度数据作为验收依据之一；

第十二步：安装屋面板：

12.1、利用AUTOCAD、PRO-E软件，分别对椭圆型半球体的屋面板进行深化及分解，对得出的扇形板上下口尺寸进行比较确定，得出最终的扇形板上下口尺寸；

12.2、根据扇形板上下口尺寸确定购买屋面彩钢板的宽度尺寸，为了保证屋面板的内外观感一致，所有彩钢板都进行了双面贴膜；

12.3、待屋面板材料运至工地后，切割前，对屋面板加工进行了安全技术交底，采用屋面板自动分条机，把一块屋面板分成两块长度相等的扇形板材料；

12.4、把自动分条机加工好的屋面板材料放入屋面压型板成型机内，成型好屋面板；

12.5、先对压制好的屋面板进行试验局部滚圆，每局部滚圆一遍，复核一次屋面板的局部滚圆圆弧尺寸，并逐步调整好滚圆机滚圆尺寸，直到正确的屋面板局部滚圆尺寸后，复核无误后，固定好滚圆机的滚圆尺寸，然后进行大批量的滚圆；

12.6、为了保证屋面板的内外观感，制作和安装时，在各个环节中的尽量采取保护措施，保护好已经为成品的屋面板；

第十三步：整体验收：

屋面板安装完毕后读取各个屋盖体系安装完毕后先由施工单位进行自检，自检合格后请监测单位、监理单位及业主按照相应验收标准进行整体验收；各监测点的应力应变数值以及主桁架悬臂端的挠度数据作为验收依据之一。

2.根据权利要求1所述的空间曲面钢结构管桁架屋盖安装施工工法，其特征在于上述第八步安装主、次桁架包括如下步骤：

8.1验算主桁架的吊装稳定性：

主桁架截面均为三角形，主桁架上、下弦杆的最小截面φ299×10的截面惯性矩I＝9490cm⁴，绑扎吊点在桁架上任何位置均能满足主桁架在平面的吊装稳定性要求；

8.2安装第一榀主桁架：

吊机就位后试吊一次弧形主桁架，应用4吊点起吊弧形主桁架，控制好主桁架不翻转，试吊时宜将主桁架吊离地面50cm左右；吊装过程中，通过控制使主桁架先满足格构柱顶端的标高，再满足主桁架柱脚处的标高，最后满足中间支座的标高；主桁架就位后，用全站仪测量标高、角度，用屋架校正器校正垂直度等各项指标；

8.3临时固定：

采用在主桁架两侧各设置两道缆风绳作为临时固定，用缆风绳将桁架作三角形状拉牢以避免桁架向两边倾斜，旋紧预埋螺栓螺母，然后吊车脱钩，主桁架安装完成；

8.4安装第二榀主桁架：

第二榀主桁架安装同第一榀主桁架安装程序相同，应在二榀主桁架之间安装好次桁架，吊钩方可脱钩；

8.5分段吊装环形次桁架：

第二榀主桁架安装完成后，为了保证结构的稳定性，立即进行环形次桁架的安装；由于次桁架是一榀变截面三角环形桁架，三根弦管两端都是一个相贯面U型切割口，主桁架安装完成呈倒V型，上面小下面大，所以为了方便安装，环形次桁架吊装按先上后下的顺序，即先安装上面一榀，后安装下面一榀；

8.6焊接：

吊装环形次桁架就位后焊接固定，依次进行；根据现场的焊接检验报告，施工中通过选择适当的焊接工艺流程、作业方式和作业顺序，并不断地调整工艺参数；

8.7超声波探伤：

焊接完毕后，待冷却至常温后进行超声波探伤检验；经探伤检验的焊缝接头质量须符合所有杆件对接焊缝为I级，支座II级，其它焊缝为III级质量标准；

8.8测量已安装结构空间坐标：

选用Topcon电子全站仪和J2光学经纬仪、SD3水准仪对已经安装的主次桁架关键点空间坐标进行测量，主要测量主桁架悬挑端、主次桁架焊接结点的空间坐标，并与设计值进行比对，得出施工误差；

8.9根据施工误差进行设计调整：

根据实际施工过程中的误差，用PRO-E软件对未安装构件重新进行深化设计，并根据新的深化设计图进行下料、焊接，使得主次桁架能够顺利拼装；

8.10依次进行其余主次桁架安装：

按照上述步骤进行其余主次桁架的安装；为了减小温度应力对结构的影响，选择傍晚安装最后几榀环形次桁架，实现屋盖管桁架钢结构体系的整体合拢。