CN110886423B - 基于bim技术的钢结构张拉梁屋盖施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于BIM技术的钢结构张拉梁屋盖施工方法，属于建筑物施工技术领域，它在轮辐式张弦梁结构屋盖施工过程中运用BIM技术，事先通过BIM建立虚拟的轮辐式张弦梁结构屋盖，下弦梁为预应力拉索，拉索分三组两阶段循环张拉，运用BIM技术进行虚拟拉索张拉施工全过程的仿真分析，动态追踪张拉过程中各下弦梁索力及关键点位移。本发明运用BIM技术，事先通过BIM三维动态模拟，将所有张弦梁分三批两阶段循环张拉，在确保不同组张弦梁进行拉索张拉施工时对相邻组张弦梁的影响最小的前提下，最大限度的降低了施工周期。共需投入的千斤顶为张弦梁数量的1/3，减少了2/3的千斤顶设备投入，经济效益好，且施工质量控制较好，有成熟的可操作性，施工过程安全性高。

Description

基于BIM技术的钢结构张拉梁屋盖施工方法

技术领域

本发明涉及建筑物施工技术领域，尤其涉及基于BIM技术的钢结构张拉梁屋盖施工方法。

背景技术

张弦梁是一种区别于传统结构的新型杂交屋盖体系。张弦梁结构是一种由刚性构件上弦、柔性拉索、中间连以竖向撑杆形成的混合结构体系，其结构组成是一种新型自平衡体系，是一种大跨度预应力空间结构体系，也是混合结构体系发展中的一个比较成功的创造。张弦梁结构体系简单、受力明确、结构形式多样、充分发挥了刚柔两种材料的优势，并且制造、运输、施工简捷方便，因此具有良好的应用前景。

轮辐式张弦梁结构屋盖施工中，普遍存在张拉设备投入大、张拉费用大的缺点。

BIM（Building Information Modeling）技术是Autodesk公司在2002年率先提出，目前已经在全球范围内得到业界的广泛认可，它可以帮助实现建筑信息的集成，从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中，设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等各方人员可以基于BIM进行协同工作，有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展。

发明内容

本发明旨在提供基于BIM技术的钢结构张拉梁屋盖施工方法，可在确保不同组张弦梁进行拉索张拉施工时对相邻组张弦梁的影响最小的前提下，最大限度的降低了施工周期，减少千斤顶设备投入。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

基于BIM技术的钢结构张拉梁屋盖施工方法，在轮辐式张弦梁结构屋盖施工过程中运用BIM技术，事先通过BIM建立虚拟的轮辐式张弦梁结构屋盖，上、下弦梁通过竖向撑杆支撑组成张弦梁结构，设中央刚性环连接各张弦梁形成屋盖；

设下弦梁为预应力拉索，运用BIM技术进行虚拟拉索张拉施工全过程的仿真分析，张弦梁拉索分三组两阶段循环张拉，动态追踪张拉过程中各下弦梁索力及关键点位移。

其中，第一阶段以三组张弦梁均脱离胎架的临界点为完成标志，然后再一次对三组张弦梁进行第二阶段张拉。

优选的，第一组张拉时分为两个阶段共5级：0－>初始张拉力25％－>初始张拉力50％－>初始张拉力72％为第一阶段，第一阶段以张弦梁脱离胎架的临界点为完成标志；第二阶段张拉先对对一组进行初始张拉力72%－>90%的拉索张拉；再轮换至第二组进行同样的操作，直至三组全部张拉至90%的初始张拉力，最后再进行一次循环操作，全部拉索张拉至初始张拉力的105%。

优选地，屋盖径向共布置30榀张弦箱型梁。

进一步的，上弦梁和竖向撑杆吊装完毕后，再安装拉索；拉索安装步骤如下；

步骤1，拉索沿张弦梁轴线方向展开，下索头在中央刚性环下方，上索头在***环梁下方，在地面按索体表面的标记安装螺栓球；用吊机将下索头吊起，与中央刚性环连接；

步骤2，利用上弦梁上的多台葫芦将拉索中间拎起，缩短索端直线距离，同时葫芦作为临时固定吊住拉索，在上索头安装牵引装置，在牵引装置及吊机和葫芦的辅助下，将上索头牵引穿过***环梁的索孔；

步骤3，从内向外依次将拉索上的螺栓球与竖向撑杆下端固定。

进一步的，各榀上弦梁及竖向撑杆在地面完成拼装，采用辅助吊索具来进行上弦梁的吊装；辅助吊索具包括扁担、与扁担连接的两根钢丝绳，以及至少两根吊索；两根钢丝绳的下端均与扁担连接，两根钢丝绳的上端可与同一个吊环连接，吊索上端连接扁担，吊索的下端与上弦梁连接。

进一步的，张拉过程中每榀张弦梁均监测变形，每个竖向撑杆上方上弦梁的上表面均设一监测点，中央刚性环顶部中央设一监测点；上弦梁与***环梁的连接处设一监测点。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明运用BIM技术，事先通过BIM三维动态模拟，将所有张弦梁分三批两阶段循环张拉，在确保不同组张弦梁进行拉索张拉施工时对相邻组张弦梁的影响最小的前提下，最大限度的降低了施工周期。共需投入的千斤顶为张弦梁数量的1/3，减少了2/3的千斤顶设备投入，经济效益好，且施工质量控制较好，有成熟的可操作性，整个施工过程安全性高。

附图说明

图1是轮辐式张弦梁的三维图；

图2是柱脚结构的主视图；

图3是图2中A处的剖视图；

图4是外抗风柱的分段点示意图；

图5是外抗风柱楔形段的吊装示意图；

图6是外抗风柱曲线段的吊装示意图；

图7是张弦梁安装示意图；

图8是中央刚性环的结构示意图；

图9是上弦梁的吊装示意图；

图10是扁担的结构示意图；

图11是下弦梁下索头安装的示意图；

图12是挂索的示意图；

图13是拉索安装完成的示意图；

图14是拉索的结构示意图；

图15是张弦梁支撑胎架的结构示意图；

图16是张弦梁周线图；

图17是第一阶段张拉完成示意图；

图18是单榀张弦梁监测点的位置示意图；

图19是张拉时跨中竖向位移和滑动支座水平位移随张拉力变化曲线图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。

本发明公开的基于BIM技术的钢结构张拉梁屋盖施工方法，在轮辐式张弦梁结构屋盖施工过程中运用BIM技术，通过BIM三维动态模拟施工全过程，预计工程完成时间。

事先通过BIM建立虚拟的轮辐式张弦梁结构屋盖，如图1所示，屋盖径向共布置30榀张弦箱型梁，每榀张弦梁5包括一上弦梁和一下弦梁，上弦梁和下弦梁通过竖向撑杆支撑组成张弦梁结构，设中央刚性环3连接各张弦梁5形成屋盖，屋盖结构支撑于混泥土墙1上。混泥土墙1外侧设有抗风柱11，抗风柱11顶部与***环梁2连接，抗风柱11底部与基础连接，抗风柱11中部与混泥土墙1连接。

屋盖主要杆件截面为箱型和H型。屋盖跨度为100m，中央矢高为9.5m,张弦梁上弦为箱型截面,下弦为预应力拉索,用钢量2100T。

施工阶段拉索采用OVM 系列的PES5-199拉索，钢丝束面积为3905mm²，钢丝束直径为77mm ，钢丝束理论重量为30.7kg/m，破断荷载为6525kN，含双层拉索直径为93mm。拉索采用高强度钢丝束，抗拉强度≥1670MPa,松弛率≤2.5%，屈服强度≥1410MPa，弹性模量E=（1.95~2.1）×10⁵MPa。

锚具采用与此拉索配套的冷铸锚系列，编号为OVMLZM5-199。张弦梁竖向撑杆端部采用销栓连接，销栓采用40Cr钢材，销孔直径比栓径大0.5mm，销栓采用精加工制作。

拉索通过刚性的竖向撑杆给刚性的上弦梁提供弹性支撑，减小梁跨度，减少刚性梁的弯矩峰值，进而起到增加刚度，减小挠度的作用。竖向撑杆的数量根据需要设置，竖向撑的作用是为上弦梁提供弹性支座。通常情况下，随着竖向撑杆数量增加，上弦梁弯矩与剪力逐渐减小。但当竖向撑杆的数量增加到一定数量后构件受力的改善不再明显。

施工工艺流程主要包括：外圈抗风柱安装→中心刚性环安装→吊装上弦梁及拉索→张拉拉索→临时支撑拆除。步骤如下。

步骤1，外圈抗风柱的安装。

柱脚结构如图2、3所示，包括预埋钢筋113、基础梁12、钢筋混凝土短柱13、埋板14、底板15和靴梁17。埋板14埋在钢筋混凝土短柱13中并通过多个预埋钢筋113与钢筋混凝土短柱13锚固连接，预埋钢筋113锚入钢筋混凝土短柱13和基础梁12内。预埋钢筋113的数量和尺寸根据需要设置，本实施例中预埋钢筋113有6个，预埋钢筋113直径为32mm。

底板15通过过渡板19与埋板14固接，过渡板19设于埋板14与底板15之间，过渡板19与埋板14焊接，底板15与过渡板19通过多个高强螺栓20联接。高强螺栓20的数量根据需要设置，本实施方式中高强螺栓20有8个，靴梁17的两侧分别有4个高强螺栓20。

底板15和过渡板19上有与预埋钢筋113匹配的预留孔，预埋钢筋113上端从预留孔处穿出。靴梁17底部与底板15焊接固定。预埋钢筋113的数量和尺寸根据需要设置，本实施例中预埋钢筋113有6个，预埋钢筋113直径为32mm。靴梁17的两侧分别有3个预埋钢筋113。预埋钢筋113也可用高强螺杆替换。靴梁17倾斜，靴梁17两侧设有紧靠的加劲肋16，加劲肋16与靴梁17焊接固定。底板15、加劲肋16、过渡板19、预埋钢筋113的伸出部分和靴梁17底部均埋在外包混凝土18内。

靴梁17与底板15焊接在一起的，再通过两侧的加劲肋16焊接加强固定，底板15通过高强螺栓和预埋基础连接固定，可将柱子压力传给底板15，由底板15扩散并传递给基础。在底板15上设置有靴梁17和加劲肋16，底板15被分隔成若干小的区格；底板15上的靴梁17和加劲肋16相当于这些小区格的边界支座，改变了底板15的支承条件，在基础反力作用下，底板的最大弯矩变小了；同时，靴梁17和加劲肋16使柱子轴力向两个方向扩散，底板15下方又设置有钢筋混凝土短柱13，可有效防止柱脚下沉，提高结构体系的可靠性。

施工方法如下：（1）外圈抗风柱锚栓预埋安装：安装定位螺栓，由角钢整体固定→绑扎底板钢筋→矩形型钢板调平→浇底板混凝土至距柱脚板底面50mm处→柱脚安装→柱脚标高调整→锚栓螺帽固定→焊接过渡板→浇C50微膨胀混凝土至底板面。

（2）外圈抗风柱锚栓定位架：各锚栓需用上下两层角钢固定相对位置，角钢与锚栓需焊接成垂直的状态。

（3）外圈抗风柱预埋和柱脚安装：利用斜撑及垫块控制锚栓标高，斜撑要将锚栓整体固定牢固。在锚栓固定后，用钢筋将锚栓和周围钢筋焊接牢固。浇注混凝土之前，应对锚栓进行复测，出现位置和标高偏差应立即校正。浇注混凝土时，防止混凝土下落冲击锚栓，造成偏位，做好预埋件保护工作。二次灌浆支座底板调整完毕后进行承压灌浆，二次灌浆材料为C50微膨胀混凝土。焊接过渡板与预埋板，整个柱脚施工完毕。

（4）外圈抗风柱安装

轮辐式张弦梁结构屋盖的外抗风柱长度长，重量重，约6.2t；而且它包括曲线段111与楔形段112。如果采用整体吊装，长度长导致其在吊装过程中摆动幅度大，会对吊装安全性造成影响；重量重使得吊装难度较大。因而，如图4、5、6所示，本发明中外圈抗风柱安装采用分段吊装施工方法，分段吊装重量轻，便于操作；吊装长度减小了，吊装过程摆幅也减小了，便于控制摆幅，吊装过程更加安全。

步骤2，中心刚性环安装。吊装张弦梁前完成中央刚性环和屋盖***梁的的施工。如图7所示，中央刚性环3采用中央刚性环支撑胎架4进行支撑，中央刚性环3与中央刚性环支撑胎架4之间设有滑动支座，可有效防止张拉过程中胎架歪斜，利于施工安全。

中央刚性环3由不等截面的方钢管焊接而成，共设置14榀格构柱作为中央刚性换的主受力支撑，采用80T吊车分散吊装的方式进行组装。如图8所示，中央刚性环3包括上环梁31和下环梁32，上环梁31的直径大于下环梁32的直径，上环梁31、下环梁32和***环梁2上均预留有孔作为张拉节点，张拉节点处安装有预应力锚固件。

中央刚性环3安装采用设置格构造柱、脚手架高空散装的施工方法。中央刚性环3刚性环拼装流程：格构柱设置，为便于操作，搭设脚手架至离内环底部约1m位置，拼装内环主圈钢梁→拼装内环侧立面，随侧立面拼装，脚手架逐级上升→内环侧立面拼装完成，脚手架搭设至离外环底面约1m位置，为中性环顶部外圈施工做准备→顶部内外环主圈钢梁拼装→顶部外环主圈钢梁拼装→整个中央刚性环拼装完成。

步骤3，吊装上弦梁。

各榀上弦梁及竖向撑杆均在地面完成拼装，共30榀，由满足施工性能要求的吊车吊装就位。

为减小张弦梁吊装过程中的下挠变形，本发明采用辅助吊索具来进行上弦梁51的吊装，如图9所示，辅助吊索具包括扁担9、与扁担9连接的两根钢丝绳101，以及至少两根吊索103。

两根钢丝绳101的下端均与扁担9连接，两根钢丝绳101的上端可与同一个吊环连接以便于与吊车连接。吊索103的上端均与扁担9连接，吊索103的下端均与上弦梁连接。

如图10所示，扁担9的顶面焊接有两个吊耳10，扁担9的底面焊接有至少两个吊耳10，扁担9的底面的吊耳10数量与吊索103的数量相等。吊耳10有吊孔102。钢丝绳101与顶面的吊耳10连接；吊索103与底面的吊耳10连接。耳板采用Q235B材质，厚度t=14mm，单耳板受力约70KN。为减小绳子直径，钢丝绳101采用绳套形式，选用6×37钢丝绳，直径选用Φ26，断拉力为426.5KN。

吊装时增加两根加强斜撑7。找到张弦梁5重心处的那根竖向撑杆53。将两个加强斜撑7分别安装在该竖向撑杆53的两侧。加强斜撑7下端与重心处的那根竖向撑杆53的下端连接，加强斜撑7上端与旁侧的竖向撑杆53的上端连接，连接节点处螺栓锚固。

上弦梁51上连接有竖向撑杆53的位置作为吊点511，吊索103在上弦梁51上的吊点511处缠绕一圈实现与上弦梁51的连接。吊索103设置两根时，吊索103连接的吊点511为重心处的那根竖向撑杆53两侧的吊点511。为方便起吊后调整上弦梁51的安装位置，扁担9连接有手拉葫芦8。扁担作为辅助吊具，可以增加上弦梁的受力点，使上弦梁受力均匀，可防止上弦梁在吊装过程中下挠变形；而且还能提高吊装过程中稳定性。

如图7所示，上弦梁51的一端与中央刚性环3刚接，另一端与屋盖***环梁上的滑动支座可靠连接，上弦梁51中部由张弦梁支撑胎架6支撑，张弦梁支撑胎架6的数量根据需要设置，张弦梁5由两个张弦梁支撑胎架6支撑。中央刚性环支撑胎架4和张弦梁支撑胎架6均固定在基础上。上弦梁按轴线顺时针或逆时针吊装就位，并同步安装张弦梁之间的环梁和环向支撑，逐步安装完成全部环梁和环向支撑。

其他小型杆件包括内环张弦梁间次杆件、外圈抗风柱间连梁等，该部分杆件重量轻，可采用现场吊车进行安装。

步骤4，安装拉索。

本发明中上弦梁和竖向撑杆吊装完毕后，再安装拉索。因此，安装拉索时，在屋盖***环梁2的支座处搭设施工平台。如图14所示，在拉索52外套设多节段套管54，同时完成螺栓球55安装，拉索52穿过螺栓球55，拉索52上装有多个螺栓球55。套管54多节套设置，不仅使拉索52保持原有的特性，不影响其张拉，而且又能对拉索52进行有效保护。

如图15所示，张弦梁支撑胎架6上预留有拉索避让空间61。张弦梁支撑胎架6由多个第一支撑框架62和两个第二支撑框架63组成，多个第一支撑框架62上下设置。两个第二支撑框架63间隔设于其中两个第一支撑框架62之间，两个第二支撑框架63之间的间隔形成拉索避让空间61。本发明中的张弦梁支撑胎架6组装和拆卸方便，拉索张拉完成后，无需割断胎架，只需从上往下挨个拆除即可，可重复利用。

拉索安装，具体包括以下步骤：

（1）拉索吊装

吊机将拉索从运输设备卸下，沿张弦梁轴线方向展开。下索头在中央刚性环3下方，上索头在***环梁2下方，在地面按索体表面的标记安装螺栓球。用吊机将下索头吊起，与中央刚性环3连接；

（2）穿索

利用上弦梁51上的多台葫芦8将拉索52中间拎起，缩短索端直线距离，同时葫芦8作为临时固定吊住拉索52。在上索头安装牵引装置，在牵引装置及吊机和葫芦8的辅助下，将上索头牵引穿过***环梁2的索孔。

（3）索夹定位安装

拉索穿过上索头的调节长度应尽量放长，从内向外依次将螺栓球55与竖向撑杆53下端固定。安装就位后，预紧拉索，准备张拉。

步骤5，张拉拉索。

在中央刚性环3、张弦梁主体（上弦梁51、竖向撑杆53、拉索52）以及支撑安装完毕后进行张拉作业。在张拉时每榀张弦梁会对其它张弦梁产生影响，尤其是对相邻的张弦梁影响较大。因而本发明运用BIM技术进行虚拟拉索张拉施工全过程的仿真分析，并对张拉过程中各索索力及关键点位移进行了动态追踪，对拉索分析数据进行比较，选出张拉方案。

张弦梁张拉控制的原则，一般分为力和形两部分，其中力主要为索力，形主要为梁的矢高和跨度等。

本发明中单根拉索一端张拉，张拉端设置在***环梁处，拉索在中央刚性环处断开，同一榀张弦梁拉索的索力易出现索力不均匀的可能性。因此，本发明采用同步分级张拉，并且每一级张拉阶段都要以索力值为控制指标，最后一级同时考虑索力值和监测点位移值为控制指标，利于保证各索段索力均匀。

本发明张弦梁拉索分三组两阶段循环张拉，每组10榀。如图16所示，即第1、4、7、10、13、15、16、19、22、25、28轴为一组，第2、5、8、11、14、17、20、23、26、29轴为二组，第3、6、9、12、15、18、21、24、27、30轴为三组。

第一阶段以三组张弦梁均脱离胎架的临界点为完成标志，然后再一次对三组张弦梁进行第二阶段张拉。具体的，第一组张拉时分为两个阶段共5级：0－>初始张拉力25％－>初始张拉力50％－>初始张拉力72％为第一阶段，第一阶段以张弦梁脱离胎架的临界点为完成标志，如图17所示；第二阶段张拉先对对一组进行初始张拉力72%－>90%的拉索张拉；再轮换至第二组进行同样的操作，直至三组全部张拉至90%的初始张拉力，最后再进行一次循环操作，全部拉索张拉至初始张拉力的105%。

预应力施工过程中采用标定的千斤顶监测索力，采用全站仪监测位移监。索力控制采用配套标定的千斤顶，现场张拉的千斤顶在有资质的实验室与油压表进行配套标定。全站仪放样用的主要平面控制网点应纳入高程控制网，统一联测平差，高程控制网的基本网和加密网精度保持一致，复测精度与建网精度相同。并对放样和观测的控制点设强制对中固定观测墩座；对于其他控制点也应尽量设强制对中固定标志杆，以便于精确照准。采用全站仪由控制点进行三维放样，达到很高的精度效果。

张弦梁间设有檩条，檩条通过高强螺栓与张弦梁相连。檩条在张拉后再安装，在安装过程中使用“带防坠落装置的快速扳手”。

根据施工方案，跟踪施工全过程，分析结构的关键响应随施工过程的变化数据。按照以下11步进行施工过程分析：

（1）搭设支撑架，结构的构件安装就位；

（2）张拉第一组拉索，张拉分3级加载，张拉值分别为初始张拉力的25％、50％、72％；

（3）张拉第二组拉索，张拉分3级加载，张拉值分别为初始张拉力的25％、50％、72％；

（4）张拉第三组拉索，张拉分3级加载，张拉值分别为初始张拉力的25％、50％、72％；

（5）张拉第一组拉索，张拉值为初始张拉力的90%；

（6）张拉第二组拉索，张拉值为初始张拉力的90%；

（7）张拉第三组拉索，张拉值为初始张拉力的90%；

（8）张拉第一组拉索，张拉值为初始张拉力的105%；

（9）张拉第二组拉索，张拉值为初始张拉力的105%；

（10）张拉第三组拉索，张拉值为初始张拉力的105%，结构成形；

（11）安装屋面***和永久性马道，屋盖成形。

表1：张弦梁索力值表

张弦梁变形监控位置如图18所示：7轴支座水平滑移以及梁上若干点的竖向位移，单榀张弦梁上共15个点，每个竖向撑杆53上方上弦梁51的上表面均设一监测点。中央刚性环3顶部中央设一监测点；上弦梁51与***环梁2的连接处设一监测点，监测点处安装棱镜14。每榀张弦梁均监测变形。

监测点设置在上弦梁的梁交叉节点位置，同时这里也是支座的支撑点，这个部位的受力最集中，又在下弦梁张拉过程中心，上弦梁位移随张拉变动，而这些节点就是变动最明显的位置；此外，通过支座调整位移也是在这个节点完成，也就是通过调整监测点的位置到达整体梁在设计的位置。张弦梁监测点位移见表2、表3。

表2：张弦梁监测点竖向位移值表

表3：张弦梁水平位移值表

单榀张弦梁张拉过程中，随着张拉力的逐渐增大，结构的跨中竖向位移和滑动支座水平位移也随着变化。

本发明对典型张弦梁的张拉过程进行分析，绘制跨中竖向位移和滑动支座水平位移随张拉力变化曲线，如图19所示。可见，由于张拉过程中张弦梁逐渐脱架，位移－张拉力关系曲线是非线性的。当拉索（单根）张拉力达到约940kN时，中央刚性环脱离支撑胎架，之后，跨中竖向位移随张拉力的增加而迅速增加。鉴于当张拉力较大时，中央刚性环跨中位移对于张拉力较为敏感，因此张拉过程中应对跨中位移予以监控，在张拉后期应根据梁变形情况，对最终张拉力予以适当调整，即张拉后期应以变形控制为主，索力控制为辅。

其中，放线、定位测量方法如下：

（1）布网方案设计：以场内中心点、控制线作为测站，以场外点作为方向点布设钢结构工程施工用测量控制网。体育馆中布设12个控制点。

（2）高程测量控制网布设：在施工前期，平面测量控制点兼作高程控制点。水准测量作业用高空差法，中丝测微器读数法进行往返施测，水准尺选用铟钢尺，并在控制点间控制测量站数为偶数，以消除“零点差”的影响，观测顺序为“后-前-前-后”。

用Ⅱ等水准方法，Ⅲ等水准精度要求，闭合水准路线确定各高程点的高程。

（3）锚固件测量：根据所建立的平面控制网和高程控制网，检查上工序提交的混凝土柱测量资料和锚固件的测量资料。测量资料应包括柱中心线定位及标高测设图、竣工后中心线及标高施测资料和沉降、位移观测资料三部分。上工序移交的柱顶预埋件允许误差为（+0≥，≥-3mm），柱顶预埋件中心线偏差为±5mm，整体水平度小于1mm。

（4）、桁架垂直度的测量：采用吊线锤和铅垂仪相结合的方法检查，测量方法见下页。

（5）沉降观测：布设沉降观测点，随施工进行定期沉降观测，直至交工验收，移交用户单位，施测方法和精度要求详见变形监测作业。

（6）变形监测：平面水平位移的检测采用方向线法或极坐标法，沉降观测按沉降观测标志埋设及观测要求进行，定期观测。沉降点点位的选择必须牢固可靠，保证投产后可以继续使用。点位的埋设最好在+0.500米处左右，便于观测。

结构吊装完即需在设计位置焊接正式的沉降观测点，观测周期一般为一个月，可根据现场工程的进展，适当调整观测周期。发现沉降异常，或变形量较大，则应缩短观测周期，一边掌握第一手资料，分项沉降变化的原因。

在远离施工影响区域外，选择一至二个永久水准点作高程起算点。在观测过程中应保持视距不大于40米，实现高度不小于0.5米，水准路线长度不大于1.6公里。

本发明运用BIM技术，事先通过BIM三维动态模拟，将所有张弦梁分三批两阶段循环张拉，在确保不同组张弦梁进行拉索张拉施工时对相邻组张弦梁的影响最小的前提下，最大限度的降低了施工周期。共需投入的千斤顶为张弦梁数量的1/3，减少了2/3的千斤顶设备投入，经济效益好，且施工质量控制较好，有成熟的可操作性，整个施工过程安全性高。

当然，本发明还可有其它多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.基于BIM技术的钢结构张拉梁屋盖施工方法，其特征在于：在轮辐式张弦梁结构屋盖施工过程中运用BIM技术，事先通过BIM建立虚拟的轮辐式张弦梁结构屋盖，上、下弦梁通过竖向撑杆支撑组成张弦梁结构，设中央刚性环连接各张弦梁形成屋盖；

设下弦梁为预应力拉索，运用BIM技术进行虚拟拉索张拉施工全过程的仿真分析，张弦梁拉索分三组两阶段循环张拉，动态追踪张拉过程中各下弦梁索力及关键点位移；

其中，轮辐式张弦梁结构屋盖的建立包括以下步骤：

步骤1，外圈抗风柱的安装；

步骤2，中央刚性环和屋盖***梁的施工；

中央刚性环采用中央刚性环支撑胎架进行支撑，中央刚性环与中央刚性环支撑胎架之间设有滑动支座；

步骤3，吊装上弦梁；

各榀上弦梁及竖向撑杆在地面完成拼装，采用辅助吊索具来进行上弦梁的吊装；辅助吊索具包括扁担、与扁担连接的两根钢丝绳，以及至少两根吊索；两根钢丝绳的下端均与扁担连接，钢丝绳上端连接吊环，吊索上端连接扁担，吊索的下端与上弦梁连接；扁担连接有手拉葫芦；

吊装时增加两根加强斜撑，具体为：找到张弦梁重心处的那根竖向撑杆，将两个加强斜撑分别安装在该竖向撑杆的两侧，加强斜撑下端与重心处的那根竖向撑杆的下端连接，加强斜撑上端与旁侧的竖向撑杆的上端连接，连接节点处螺栓锚固；

步骤4，上弦梁和竖向撑杆吊装完毕后，安装拉索，拉索安装步骤如下；

步骤4.1，拉索沿张弦梁轴线方向展开，下索头在中央刚性环下方，上索头在***环梁下方，在地面按索体表面的标记安装螺栓球；用吊机将下索头吊起使下索头与中央刚性环连接；

步骤4.2，利用上弦梁上的多台葫芦将拉索中间拎起，缩短索端直线距离，同时葫芦作为临时固定吊住拉索，在上索头安装牵引装置，在牵引装置及吊机和葫芦的辅助下，将上索头牵引穿过***环梁的索孔；

步骤4.3，从内向外依次将拉索上的螺栓球与竖向撑杆下端固定。

2.根据权利要求1所述的基于BIM技术的钢结构张拉梁屋盖施工方法，其特征在于：第一阶段以三组张弦梁均脱离胎架的临界点为完成标志，然后再一次对三组张弦梁进行第二阶段张拉。

3.根据权利要求2所述的基于BIM技术的钢结构张拉梁屋盖施工方法，其特征在于：第一组张拉时分为两个阶段共5级：0－>初始张拉力25％－>初始张拉力50％－>初始张拉力72％为第一阶段，第一阶段以张弦梁脱离胎架的临界点为完成标志；第二阶段张拉先对一组进行初始张拉力72%－>90%的拉索张拉；再轮换至第二组进行同样的操作，直至三组全部张拉至90%的初始张拉力，最后再进行一次循环操作，全部拉索张拉至初始张拉力的105%。

4.根据权利要求1所述的基于BIM技术的钢结构张拉梁屋盖施工方法，其特征在于：屋盖径向共布置30榀张弦箱型梁。

5.根据权利要求1、2或3所述的基于BIM技术的钢结构张拉梁屋盖施工方法，其特征在于：张拉过程中每榀张弦梁均监测变形，每个竖向撑杆上方上弦梁的上表面均设一监测点，中央刚性环顶部中央设一监测点；上弦梁与***环梁的连接处设一监测点。

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