CN107386460A - 一种大跨度网壳螺栓球节点安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大跨度网壳螺栓球节点安装方法，包括如下步骤：埋件安装；网架杆件分类、装配节点；网架单体划分及吊装顺序；根据起步单元的大小及传递给支撑平台荷载的大小；分块地面拼装支撑平台；网架单体地面拼装；吊点、吊带、钢丝绳选择、试吊；首榀网架单体吊装；高空“散拼法”安装小单元等。本发明设计下部螺栓球网壳支撑平台，施工操作方便，易于调整精度偏差，保证安装质量，减少了高空作业安全隐患，且可有效 降低施工成本，具有良好的经济效益和社会效益。

Description

一种大跨度网壳螺栓球节点安装方法

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种大跨度网壳螺栓球节点安装方法。

背景技术

在人类社会的发展历程中，大跨度空间结构常常是建筑人员追求的梦想和目标。古代的人类通过详细观察，发现自然界中存在着大量受力特性良好、形式简洁美观的天然空间结构，如蛋壳、蜂窝、鸟类的头颅、肥皂泡、山洞等。利用仿生原理人类得以更好地理解和发展空间结构，网壳结构技术的发明使穹顶网壳结构的力学合理性与生产经济性完美结合起来，使大跨度空间网壳结构的广泛应用成为现实。

近半个世纪以来，网壳结构作为大跨度空间结构的优秀代表，得到了广泛应用和快速发展。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、整体性好、空间刚度大、抗震性能好、曲面外形形成天然排水功能等优点，因而广泛应用于体育馆、展览厅、大型储罐等屋盖承重结构。我国从八十年代开始研制开发和推广应用钢网壳技术，并取得了显著的经济效益和社会效益。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术中的不足，提出一种大跨度网壳螺栓球节点安装方法，施工操作方便，易于调整精度偏差，保证安装质量，减少了高空作业安全隐患，且可有效 降低施工成本，具有良好的经济效益和社会效益。

技术方案：本发明所述的一种大跨度网壳螺栓球节点安装方法，包括如下步骤：

(1) 埋件安装、复测标高网架支座埋件采用预埋进钢筋混凝土支座柱中，埋件铁板与锚筋在加工厂焊接连接， 检查就位正确和校正垂直度，调整好埋件平整度后安装下槽；

(2) 网架杆件分类、装配节点

①杆件堆放场地平整、垫高，节点严禁进入泥砂，避免杆件发生挠度变形；

②进场材料严格对照施工图，按杆件和螺母编号进行分类拼装；

③校对杆件两端高强螺栓与封板锥头是否有误，严禁混装、漏装或装错方向，发现有误立即纠正 ；

④节点装配前严格控制其空间角度及位置关系，严格控制部件对接错边量；

(3) 网架单体划分及吊装顺序

①为保证网架单体安装的整体稳定性，网架以两跨三个支点作为一个单体，按安装图编号，在地面进行预拼装；

②为了减少安装误差，采取对称安装方式，在环形直径的任意两端点作为安装起始点， 采用两台吊机依次起吊安装，形成闭合圈；

（4）根据起步单元的大小及传递给支撑平台荷载的大小来设计下部螺栓球网壳支撑平台，支撑平台宽度方向每侧各长出起步单元网壳1m左右，以方便安装人员行走；

（5）分块地面拼装支撑平台，空中对接就位后，安装操作平台，并用全站仪进行支撑点位的放样；设置好支撑点位后，将拼装好的起步单元分块吊装至设计点位，空中对接就 位；当起步单元安装完成后，对起步单元的卸载过程进行仿真验算，按照仿真验算结果，分批逐步卸载支撑千斤顶；

(6) 网架单体地面拼装

①下弦杆与球的组装：垫实下弦球平面，把下弦杆与螺栓球节点连接并一次拧紧到位；

②腹杆与上弦球的组装 ：腹杆与上弦球应形成一个向下的四角锥，腹杆与上弦球的连接必须一次拧紧到位，为安装上弦杆起松口服务，腹杆与下弦球的连接不能一次拧紧到位；

③上弦杆与球的组装 ：上弦杆安装顺序由内向外传，上弦杆与球拧紧应与腹杆和下弦球拧紧一次到位；

(7) 吊点、吊带、钢丝绳选择、试吊

①确定吊装图：根据地面拼装的每个网架单体构件尺寸和重量，经过设计计算确定选择满足吊装要求型号的汽车吊配合吊装；

②吊点、吊带及钢丝绳的选择；

1) 待第一榀单体网架地面组装好后，经过计算确定单体重心和平衡吊点，用吊车在地面进行试吊，

2) 吊带选用由丙纶、杜邦丝、进口尼龙材质制作的扁平吊装带，两头扣柔性环形吊装带，

3) 吊钩选用 YTQ082 型双轮滑车安全吊钩，

4) 钢丝绳选用 8×K25WS-IWRC 优质工程起重钢丝绳，

③试吊：采用双钩四点挂法吊装验证最佳试吊点，保持起吊平稳，避免网架挠度变形，使下面的 吊装顺利完成；

(8) 首榀网架单体吊装

①确定平衡吊点后，在圈梁内侧摆好吊车的位置，进行首榀单体网架吊装；

②每榀单体网架跨支座两跨，利用每两跨单椎体网架的重心力矩相互平衡，在两跨间距内首先形成首榀小范围内空间自平衡结构体系；

③在空中确定好支座位置后，将过渡钢板与埋件钢板焊接牢固，支座钢板与过渡钢板临时焊接固定，螺栓球支座与支座钢板通过大六角头高强螺栓连接成绞支结构；

④采用钢丝绳在网架两侧对称设置揽风绳固定单体网架，防止网架扰度变形出现偏移，保持网架单体几何尺寸不变，以首榀为起点，重复上述过程；

(9) 第一圈单体网架拼装安装人员以已安装在网架单体上的钢挂梯为支撑作业面，以首榀为起点，重复以上方法，沿圈梁进行单体网架多跨连续逐块空中对接拼装，直至整体网架最下层单体网架的首 尾连接，利用每榀单体网架自平衡结构体系，形成首圈整体结构自平衡体系；

(10) 地面拼三角锥小单元第一圈单体网架安装完成后，在地面拼装三角架小单元，小单元起吊前需除锈，然后安 装支托，紧固紧定螺钉，刷干净杆件螺栓丝口处可能滞留的污垢、积质、泥砂等；

(11) 高空“散拼法”安装小单元

①将钢挂梯挂在穹顶网架外沿水平下弦杆上，安装人员通过钢挂梯上到自平衡结构体系的顶部作业面进行安装，随安装高度增加不断增加接长钢挂梯；

②根据网架的安装顺序，将网架分成许多小单元，两个单元为一个网格，吊车或安装在网架上的导链吊具将事先在地面拼装好的三角架小单元一次吊至设计位置，由高空安装人员完成节点的连接，高空安装人员以网架已形成的小单元三角架、弦杆为支撑点操作面，沿圈梁在空中逐排拼装三角架小单元；

③安装过程包括将杆件与球之间的螺栓拧紧到位，安装下弦杆和下弦球，此项工作完成后安装人员以三角架和腹杆为支撑点沿水平弦杆以坐姿移位再装另一根上弦杆，找准球孔，拧紧螺栓，重复以上安装步骤；

(12) 逐块拼接、网架合拢 高空散拼采用上弦倒三角锥、下弦正三角锥小单元，从已拼装好的条状单元由中间向 两端扩展，每次扩展一排网格，按此工艺直至网架全部拼装完毕，每排网格拼装完成后，对 该排网格的位置、标高、矢高、几何尺寸、螺栓拧紧程度、挠度以及支座位置、标高进行校核， 不符合要求的及时调整校正；

(13) 屋面压型钢板安装 屋面板安装 ：球体屋面按设计分为若干区，屋面板安装分区进行：

①按球壳弧度要求对网架支托进行找平调整；

②按图纸设计的上弦网格尺寸进行放线，焊接屋面檩条；

③屋面板安装顺序为先从网架底圈开始一圈圈逐步向上安装，即最下面一圈屋面板安装完毕后再进行上面一圈屋面的安装，同一圈屋面安装时先从每区的中间向两侧安装；

④安装屋脊盖板和边口包角板；

⑤安装完毕及时清理屋面铁屑或杂物；

(14) 检查挠度及中心偏移

①网架在拼装过程中要随时检查基准轴线位置、标高及垂直偏差，并应及时调整，防止挠度变形超出规范允许范围；

②网架总拼成形及屋面板施工完后，分别测量其挠度值，所测的挠度值不大于相应设计值的 15％；

③测量网架支撑点的中心偏移和高度偏差；

(15) 验收

①网架结构的制作、拼装和安装的每道工序均应进行检查验收，安装完成后必须进行交工检查验收，并作出质量验收记录；

②网架安装完，用钢卷尺、经纬仪、全站仪及辅助量具检查验收，其检测标准应符合网架穹顶屋面质量要求；

③质量检验资料、试验报告、总拼就位后几何尺寸误差和挠度记录等资料齐全。

有益效果：本发明设计下部螺栓球网壳支撑平台，施工操作方便，易于调整精度偏差，保证安装质量，减少了高空作业安全隐患，且可有效 降低施工成本，具有良好的经济效益和社会效益。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

一种大跨度网壳螺栓球节点安装方法，包括如下步骤：

(1) 埋件安装、复测标高网架支座埋件采用预埋进钢筋混凝土支座柱中，埋件铁板与锚筋在加工厂焊接连接， 检查就位正确和校正垂直度，调整好埋件平整度后安装下槽；

(2) 网架杆件分类、装配节点

①杆件堆放场地平整、垫高，节点严禁进入泥砂，避免杆件发生挠度变形；

②进场材料严格对照施工图，按杆件和螺母编号进行分类拼装；

③校对杆件两端高强螺栓与封板锥头是否有误，严禁混装、漏装或装错方向，发现有误立即纠正 ；

④节点装配前严格控制其空间角度及位置关系，严格控制部件对接错边量；

(3) 网架单体划分及吊装顺序

①为保证网架单体安装的整体稳定性，网架以两跨三个支点作为一个单体，按安装图编号，在地面进行预拼装；

②为了减少安装误差，采取对称安装方式，在环形直径的任意两端点作为安装起始点， 采用两台吊机依次起吊安装，形成闭合圈；

（4）根据起步单元的大小及传递给支撑平台荷载的大小来设计下部螺栓球网壳支撑平台，支撑平台宽度方向每侧各长出起步单元网壳1m左右，以方便安装人员行走；

（5）分块地面拼装支撑平台，空中对接就位后，安装操作平台，并用全站仪进行支撑点位的放样；设置好支撑点位后，将拼装好的起步单元分块吊装至设计点位，空中对接就 位；当起步单元安装完成后，对起步单元的卸载过程进行仿真验算，按照仿真验算结果，分批逐步卸载支撑千斤顶；

(6) 网架单体地面拼装

①下弦杆与球的组装：垫实下弦球平面，把下弦杆与螺栓球节点连接并一次拧紧到位；

②腹杆与上弦球的组装 ：腹杆与上弦球应形成一个向下的四角锥，腹杆与上弦球的连接必须一次拧紧到位，为安装上弦杆起松口服务，腹杆与下弦球的连接不能一次拧紧到位；

③上弦杆与球的组装 ：上弦杆安装顺序由内向外传，上弦杆与球拧紧应与腹杆和下弦球拧紧一次到位；

(7) 吊点、吊带、钢丝绳选择、试吊

①确定吊装图：根据地面拼装的每个网架单体构件尺寸和重量，经过设计计算确定选择满足吊装要求型号的汽车吊配合吊装；

②吊点、吊带及钢丝绳的选择；

1) 待第一榀单体网架地面组装好后，经过计算确定单体重心和平衡吊点，用吊车在地面进行试吊，

2) 吊带选用由丙纶、杜邦丝、进口尼龙材质制作的扁平吊装带，两头扣柔性环形吊装带，

3) 吊钩选用 YTQ082 型双轮滑车安全吊钩，

4) 钢丝绳选用 8×K25WS-IWRC 优质工程起重钢丝绳，

③试吊：采用双钩四点挂法吊装验证最佳试吊点，保持起吊平稳，避免网架挠度变形，使下面的 吊装顺利完成；

(8) 首榀网架单体吊装

①确定平衡吊点后，在圈梁内侧摆好吊车的位置，进行首榀单体网架吊装；

②每榀单体网架跨支座两跨，利用每两跨单椎体网架的重心力矩相互平衡，在两跨间距内首先形成首榀小范围内空间自平衡结构体系；

③在空中确定好支座位置后，将过渡钢板与埋件钢板焊接牢固，支座钢板与过渡钢板临时焊接固定，螺栓球支座与支座钢板通过大六角头高强螺栓连接成绞支结构；

④采用钢丝绳在网架两侧对称设置揽风绳固定单体网架，防止网架扰度变形出现偏移，保持网架单体几何尺寸不变，以首榀为起点，重复上述过程；

(9) 第一圈单体网架拼装安装人员以已安装在网架单体上的钢挂梯为支撑作业面，以首榀为起点，重复以上方法，沿圈梁进行单体网架多跨连续逐块空中对接拼装，直至整体网架最下层单体网架的首 尾连接，利用每榀单体网架自平衡结构体系，形成首圈整体结构自平衡体系；

(10) 地面拼三角锥小单元第一圈单体网架安装完成后，在地面拼装三角架小单元，小单元起吊前需除锈，然后安 装支托，紧固紧定螺钉，刷干净杆件螺栓丝口处可能滞留的污垢、积质、泥砂等；

(11) 高空“散拼法”安装小单元

①将钢挂梯挂在穹顶网架外沿水平下弦杆上，安装人员通过钢挂梯上到自平衡结构体系的顶部作业面进行安装，随安装高度增加不断增加接长钢挂梯；

②根据网架的安装顺序，将网架分成许多小单元，两个单元为一个网格，吊车或安装在网架上的导链吊具将事先在地面拼装好的三角架小单元一次吊至设计位置，由高空安装人员完成节点的连接，高空安装人员以网架已形成的小单元三角架、弦杆为支撑点操作面，沿圈梁在空中逐排拼装三角架小单元；

③安装过程包括将杆件与球之间的螺栓拧紧到位，安装下弦杆和下弦球，此项工作完成后安装人员以三角架和腹杆为支撑点沿水平弦杆以坐姿移位再装另一根上弦杆，找准球孔，拧紧螺栓，重复以上安装步骤；

(12) 逐块拼接、网架合拢 高空散拼采用上弦倒三角锥、下弦正三角锥小单元，从已拼装好的条状单元由中间向 两端扩展，每次扩展一排网格，按此工艺直至网架全部拼装完毕，每排网格拼装完成后，对 该排网格的位置、标高、矢高、几何尺寸、螺栓拧紧程度、挠度以及支座位置、标高进行校核， 不符合要求的及时调整校正；

(13) 屋面压型钢板安装 屋面板安装 ：球体屋面按设计分为若干区，屋面板安装分区进行：

①按球壳弧度要求对网架支托进行找平调整；

②按图纸设计的上弦网格尺寸进行放线，焊接屋面檩条；

③屋面板安装顺序为先从网架底圈开始一圈圈逐步向上安装，即最下面一圈屋面板安装完毕后再进行上面一圈屋面的安装，同一圈屋面安装时先从每区的中间向两侧安装；

④安装屋脊盖板和边口包角板；

⑤安装完毕及时清理屋面铁屑或杂物；

(14) 检查挠度及中心偏移

①网架在拼装过程中要随时检查基准轴线位置、标高及垂直偏差，并应及时调整，防止挠度变形超出规范允许范围；

②网架总拼成形及屋面板施工完后，分别测量其挠度值，所测的挠度值不大于相应设计值的 15％；

③测量网架支撑点的中心偏移和高度偏差；

(15) 验收

①网架结构的制作、拼装和安装的每道工序均应进行检查验收，安装完成后必须进行交工检查验收，并作出质量验收记录；

②网架安装完，用钢卷尺、经纬仪、全站仪及辅助量具检查验收，其检测标准应符合网架穹顶屋面质量要求；

③质量检验资料、试验报告、总拼就位后几何尺寸误差和挠度记录等资料齐全。

本发明设计下部螺栓球网壳支撑平台，施工操作方便，易于调整精度偏差，保证安装质量，减少了高空作业安全隐患，且可有效 降低施工成本，具有良好的经济效益和社会效益。

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露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，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作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的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种大跨度网壳螺栓球节点安装方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1) 埋件安装、复测标高网架支座埋件采用预埋进钢筋混凝土支座柱中，埋件铁板与锚筋在加工厂焊接连接， 检查就位正确和校正垂直度，调整好埋件平整度后安装下槽；

(2) 网架杆件分类、装配节点

①杆件堆放场地平整、垫高，节点严禁进入泥砂，避免杆件发生挠度变形；

②进场材料严格对照施工图，按杆件和螺母编号进行分类拼装；

③校对杆件两端高强螺栓与封板锥头是否有误，严禁混装、漏装或装错方向，发现有误立即纠正 ；

④节点装配前严格控制其空间角度及位置关系，严格控制部件对接错边量；

(3) 网架单体划分及吊装顺序

①为保证网架单体安装的整体稳定性，网架以两跨三个支点作为一个单体，按安装图编号，在地面进行预拼装；

②为了减少安装误差，采取对称安装方式，在环形直径的任意两端点作为安装起始点， 采用两台吊机依次起吊安装，形成闭合圈；

（4）根据起步单元的大小及传递给支撑平台荷载的大小来设计下部螺栓球网壳支撑平台，支撑平台宽度方向每侧各长出起步单元网壳1m左右，以方便安装人员行走；

（5）分块地面拼装支撑平台，空中对接就位后，安装操作平台，并用全站仪进行支撑点位的放样；设置好支撑点位后，将拼装好的起步单元分块吊装至设计点位，空中对接就 位；当起步单元安装完成后，对起步单元的卸载过程进行仿真验算，按照仿真验算结果，分批逐步卸载支撑千斤顶；

(6) 网架单体地面拼装

①下弦杆与球的组装：垫实下弦球平面，把下弦杆与螺栓球节点连接并一次拧紧到位；

②腹杆与上弦球的组装 ：腹杆与上弦球应形成一个向下的四角锥，腹杆与上弦球的连接必须一次拧紧到位，为安装上弦杆起松口服务，腹杆与下弦球的连接不能一次拧紧到位；

③上弦杆与球的组装 ：上弦杆安装顺序由内向外传，上弦杆与球拧紧应与腹杆和下弦球拧紧一次到位；

(7) 吊点、吊带、钢丝绳选择、试吊

①确定吊装图：根据地面拼装的每个网架单体构件尺寸和重量，经过设计计算确定选择满足吊装要求型号的汽车吊配合吊装；

②吊点、吊带及钢丝绳的选择；

1) 待第一榀单体网架地面组装好后，经过计算确定单体重心和平衡吊点，用吊车在地面进行试吊，

2) 吊带选用由丙纶、杜邦丝、进口尼龙材质制作的扁平吊装带，两头扣柔性环形吊装带，

3) 吊钩选用 YTQ082 型双轮滑车安全吊钩，

4) 钢丝绳选用 8×K25WS-IWRC 优质工程起重钢丝绳，

③试吊：采用双钩四点挂法吊装验证最佳试吊点，保持起吊平稳，避免网架挠度变形，使下面的 吊装顺利完成；

(8) 首榀网架单体吊装

①确定平衡吊点后，在圈梁内侧摆好吊车的位置，进行首榀单体网架吊装；

②每榀单体网架跨支座两跨，利用每两跨单椎体网架的重心力矩相互平衡，在两跨间距内首先形成首榀小范围内空间自平衡结构体系；

③在空中确定好支座位置后，将过渡钢板与埋件钢板焊接牢固，支座钢板与过渡钢板临时焊接固定，螺栓球支座与支座钢板通过大六角头高强螺栓连接成绞支结构；

④采用钢丝绳在网架两侧对称设置揽风绳固定单体网架，防止网架扰度变形出现偏移，保持网架单体几何尺寸不变，以首榀为起点，重复上述过程；

(9) 第一圈单体网架拼装安装人员以已安装在网架单体上的钢挂梯为支撑作业面，以首榀为起点，重复以上方法，沿圈梁进行单体网架多跨连续逐块空中对接拼装，直至整体网架最下层单体网架的首 尾连接，利用每榀单体网架自平衡结构体系，形成首圈整体结构自平衡体系；

(10) 地面拼三角锥小单元第一圈单体网架安装完成后，在地面拼装三角架小单元，小单元起吊前需除锈，然后安 装支托，紧固紧定螺钉，刷干净杆件螺栓丝口处可能滞留的污垢、积质、泥砂等；

(11) 高空“散拼法”安装小单元

①将钢挂梯挂在穹顶网架外沿水平下弦杆上，安装人员通过钢挂梯上到自平衡结构体系的顶部作业面进行安装，随安装高度增加不断增加接长钢挂梯；

②根据网架的安装顺序，将网架分成许多小单元，两个单元为一个网格，吊车或安装在网架上的导链吊具将事先在地面拼装好的三角架小单元一次吊至设计位置，由高空安装人员完成节点的连接，高空安装人员以网架已形成的小单元三角架、弦杆为支撑点操作面，沿圈梁在空中逐排拼装三角架小单元；

③安装过程包括将杆件与球之间的螺栓拧紧到位，安装下弦杆和下弦球，此项工作完成后安装人员以三角架和腹杆为支撑点沿水平弦杆以坐姿移位再装另一根上弦杆，找准球孔，拧紧螺栓，重复以上安装步骤；

(12) 逐块拼接、网架合拢 高空散拼采用上弦倒三角锥、下弦正三角锥小单元，从已拼装好的条状单元由中间向 两端扩展，每次扩展一排网格，按此工艺直至网架全部拼装完毕，每排网格拼装完成后，对 该排网格的位置、标高、矢高、几何尺寸、螺栓拧紧程度、挠度以及支座位置、标高进行校核， 不符合要求的及时调整校正；

(13) 屋面压型钢板安装 屋面板安装 ：球体屋面按设计分为若干区，屋面板安装分区进行：

①按球壳弧度要求对网架支托进行找平调整；

②按图纸设计的上弦网格尺寸进行放线，焊接屋面檩条；

③屋面板安装顺序为先从网架底圈开始一圈圈逐步向上安装，即最下面一圈屋面板安装完毕后再进行上面一圈屋面的安装，同一圈屋面安装时先从每区的中间向两侧安装；

④安装屋脊盖板和边口包角板；

⑤安装完毕及时清理屋面铁屑或杂物；

(14) 检查挠度及中心偏移

①网架在拼装过程中要随时检查基准轴线位置、标高及垂直偏差，并应及时调整，防止挠度变形超出规范允许范围；

②网架总拼成形及屋面板施工完后，分别测量其挠度值，所测的挠度值不大于相应设计值的 15％；

③测量网架支撑点的中心偏移和高度偏差；

(15) 验收

①网架结构的制作、拼装和安装的每道工序均应进行检查验收，安装完成后必须进行交工检查验收，并作出质量验收记录；

②网架安装完，用钢卷尺、经纬仪、全站仪及辅助量具检查验收，其检测标准应符合网架穹顶屋面质量要求；

③质量检验资料、试验报告、总拼就位后几何尺寸误差和挠度记录等资料齐全。