一種懸挑安裝大跨度半球形網殼的施工方法
【專利摘要】本發明是一種懸挑安裝大跨度半球形網殼的施工方法，其特征在于：是根據半球形網殼的大小，先設置網殼下部的自承重體結構，再在地面組合網殼小單元，用提升設備送往高空的自承重體結構上進行組裝，以一點向兩邊周向安裝方法，逐步擴展安裝最后交于一點形成一圈；完成組裝一層網格。與現有技術相比本發明具有以下特點和有益效果：通過懸挑安裝方法，避免了滿堂腳手架的搭設，降低了工程造價。易于實施。可準確定位桿件與球的位置，保證節點的安裝精度，從而保證結構的安全。
【專利說明】一種懸挑安裝大跨度半球形網殼的施工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種網殼的施工方法，尤其是涉及一種不加輔助支撐的懸挑安裝大跨度半球形網殼的施工方法。
【背景技術】
[0002]目前，空間結構技術已成為一個國家建筑科技水平的重要標志之一。近年來，各國在研究大跨度空間結構的同時，也在不斷地研究其制作以及施工技術。大跨度半球形網殼作為鋼結構的一個組成部分，在水泥廠預均化堆場等屋面結構中的應用越來越廣泛。施工過程中如何確保主體網殼結構的安裝質量，又不同程度的降低工程施工成本，是施工單位所面臨的一項技術難題。通過多個大跨度半球形網殼工程的合作施工，總結出一整套行之有效的方法。在實際應用中表明，采用本發明，簡化了施工企業的施工組織和管理工作，縮短了施工工期，保證了施工質量，減少了施工成本，同時也給企業帶來了良好的經濟效益和社會效益，在同類結構的制作安裝中值得借鑒。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種不加輔助支撐的懸挑安裝大跨度半球形網殼的施工方法，要解決傳統的滿堂腳手架工期長造價高的技術問題；并解決網殼施工過程影響網殼內部設備安裝的問題。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種懸挑安裝大跨度半球形網殼的施工方法，其特征在于:是根據半球形網殼的大小，先設置網殼下部的自承重體結構，再在地面組合網殼小單元，用提升設備送往高空的自承重體結構上進行組裝，以一點向兩邊周向安裝方法，逐步擴展安裝最后交于一點形成一圈，完成組裝一層網格；
所述網殼下部的自承重體結構包括:網殼桿件及球組單元件，
所述網殼為三角錐單元，
具體步驟如下:
步驟一:搭設腳手架，在網殼內搭設一圈6-7m徑向寬度的腳手架，便于網殼支座就位，便于網殼未形成封閉結構前，臨時承受結構自重；
步驟二:節點坐標控制；
步驟三:組裝，在網殼搭出下部三層網格形成能承受自重結構后，部分操作工在網殼腹桿上綁捆木跳板，系安全帶進行整體組裝，部分操作工在地面將桿、球拼成三角錐，用自制的卷揚工裝及旋轉吊臂將三角錐吊到安裝位置，組裝從一點向兩邊周向安裝，最后交于一點形成一圈即組裝完一層網格，第二層再從一點開始逐步向兩邊周向安裝；
所述的步驟三包括以下步驟組成:
A、校正節點，網殼在下部2/3高度范圍逐漸向上安裝時，采用手動葫蘆利用下部穩定結構，在合攏處向外拉開網殼桿件和球球組單元件，在校正節點位置以網格合攏；
B、支撐，安裝過程中，分析設計軟件中模擬施工工況進行了多層網殼受力分析。[0005]進一步，所述的步驟二中的節點坐標控制，是在網殼施工場內架設經緯儀、水準儀，用其觀測球節點X、Y、Z坐標，找出支座誤差，采用液壓葫蘆和千斤頂拉頂壓消除誤差。
[0006]本發明的有益效果:與現有技術相比本發明具有以下特點和有益效果:
1、通過懸挑安裝方法，避免了滿堂腳手架的搭設，降低了工程造價。
[0007]2、本發明結構簡單，易于實施。
[0008]3、本發明提供的節點安裝根據坐標控制，可準確定位桿件與球的位置，保證節點的安裝精度，從而保證結構的安全。
[0009]4.本發明采用的安裝方法，結合建筑結構構件大、標高高等特點，能保證網殼內部設備的先行安裝、調試，輸送皮帶廊先行安裝進入網殼內部，優化了工程統籌安排。
[0010]5.本發明提供的節點安裝方法，通過合理的施工順序和施工措施，保證了對各個構件的準確定位和可靠連接。
[0011]以下將結合附圖和實施例，對本發明進行較為詳細的說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為大跨度半球形網殼結構采用整體吊裝或拔桿提升安裝法的構建流程示意圖。
[0013]圖2為大跨度半球形網殼結構示意圖。
[0014]圖3是大跨度半球形網殼結構采用懸挑法安裝法的安裝立面圖。
[0015]圖4是大跨度半球形網殼結構采用懸挑法安裝法的安裝平面圖。
[0016]圖5是大跨度半球形網殼結構采用懸挑法安裝法的構建流程示意圖。
[0017]圖中:1.提升設備、2.網殼小單元、3.網殼裝結構。
[0018]【具體實施方式】
網殼結構的常用安裝方法采用滿堂紅腳手架法或整體吊裝或拔桿提升安裝法。
[0019]滿堂紅腳手架法是在地面搭設滿堂腳手架，并在腳手架上鋪設跳板或竹籬笆，形成臺階形安裝平臺，進行高空構件理論位置散裝。網殼構件在安裝過程中因可以加臨時支撐，其受力與理論值相近，施工安全、準確，但施工費用高，周期長。在網架拼裝初期，由于腳手架阻礙，支座定位也需輔以節點坐標控制法。
[0020]整體吊裝或拔桿提升安裝法:
如圖1所示，該方法是在場地允許的條件下，進行地面整體拼裝，然后利用大型吊機或撥桿進行網殼結構整體吊裝。這種安裝方法的特點是施工周期較短，但在球殼矢高較大時，對吊裝設備、機械使用和吊裝方案安全性要求高，而且，施工過程中部分桿件的拉、壓性質會發生變化，因此，施工前應進行吊點的施工內力分析，合理地確定吊裝點的位置和數量。最理想是在設計時考慮吊點位置。
[0021]該方法是在地面搭設滿堂腳手架，并在腳手架上鋪設跳板或竹籬笆，形成臺階形安裝平臺，進行高空構件理論位置散裝。網殼呈球冠狀，滿堂腳手架必須搭成階梯形才能滿足使用。這樣，不僅人力、物力耗用過多，而且施工周期長；況且，網殼下部的預均化設備必須先行安裝，其高度接近網殼下弦，輸送皮帶廊要入內，并與腳手架桿件發生干涉，網殼構件在安裝過程中因可以加臨時支撐，其受力與理論值相近，施工安全、準確，但施工費用高，周期長。在網架拼裝初期，由于腳手架阻礙，支座定位也需輔以節點坐標控制法。[0022]該方法是在場地允許的條件下，進行地面整體拼裝，然后利用大型吊機或撥桿進行網殼結構整體吊裝。這種安裝方法的特點是施工周期較短，但在球殼矢高較大時，對吊裝設備、機械使用和吊裝方案安全性要求高，而且，施工過程中部分桿件的拉、壓性質會發生變化，因此，施工前應進行吊點的施工內力分析，合理地確定吊裝點的位置和數量。
[0023]實施例1，如圖3、4、5所示，
一種懸挑安裝大跨度半球形網殼的施工方法，其特征在于:將網殼下部拼裝成可承受自重、穩定的結構體系，再在地面拼接網殼小單元2，用提升設備1送往高空進行組裝，逐步擴展。
[0024]所述網殼下部拼裝成可承受自重、穩定的結構體系，網殼各桿件及球單元在設計時就已考慮施工過程中安裝荷載，能夠承受結構自重。
[0025]所述網殼小單元，該單元為幾何不變穩定結構體系。
[0026]所述用提升設備送往高空進行組裝，采用節點坐標控制的方法，控制安裝精度，指組裝從一點向兩邊周向安裝，最后交于一點形成一圈即組裝完一層網格；包括:
步驟一:搭設腳手架，在網殼內搭設一圈6-7m徑向寬度的腳手架，便于網殼支座就位，便于網殼未形成封閉結構前，臨時承受結構自重；
步驟二:節點坐標控制；
步驟三組裝:在網殼搭出下部三層網格形成能承受自重結構后，部分操作工在網殼腹桿上綁捆木跳板，系安全帶進行整體組裝，部分操作工在地面將桿、球拼成三角錐，用自制的卷揚工裝及旋轉吊臂將三角錐吊到安裝位置。組裝從一點向兩邊周向安裝，最后交于一點形成一圈即組裝完一層網格。第二層再從一點開始逐步向兩邊周向安裝；
所述的步驟二中的節點坐標控制，指在網殼施工場內架設經緯儀、水準儀，用其觀測球節點X、Y、Z坐標，將之與其理論位置理論位置可在網殼設計軟件的設計模型中查得比較，及時找出支座誤差，采用葫蘆、千斤頂拉、頂的辦法消除誤差，以便保證支座安裝精度。同時監測安裝撓度，防止施工內力過大，引起結構變形。
[0027]所述的步驟三組裝由以下步驟組成:
A、校正節點，網殼在下部2/3高度范圍內，自重形成的水平分力較小，每圈合攏較為方便，逐漸向上安裝時，水平分力加大，開始采用手動葫蘆利用下部穩定結構，在合攏處向外拉開桿、球，校正節點位置，以便網格合攏。
[0028]B、支撐，安裝過程中，未采用加輔助的方法來防止網殼下撓。這是因為一方面網殼高度較大，輔助支撐本身的剛性、穩定要求較高；另一方面，在設計軟件中模擬施工工況進行了多層受力分析，結論是網殼本身剛度較大，不需要另加支撐來控制網殼在自重作用下的變形。
[0029]以海螺集團水泥廠預均化堆場為例，采用螺栓球節點網殼，正放四角錐結構，網殼支座處直徑為0110m，周邊32個支座均布，支座標高為1.815m，網殼頂部標高為32.986m，網殼厚度2m，展開面積為:12800m2，網殼局部開門洞和輸送皮帶廊入口(圖2)。
網殼構件規格為:螺栓球最小為BS100，最大為BS240 ;桿件鋼管規格最小為(675.5X3.5，最大為(6203 X 8 ;高強螺栓規格最小為M20，最大為M48。
[0030]懸挑法安裝:
如圖3該方法是先將網殼下部拼裝成可承受自重、穩定的結構體系，再在地面組裝網殼小單元2，用提升設備I送往高空進行組裝，并采用節點坐標控制法，安裝初期即可方便地將支座一次定位。但是，在網殼未封閉之前，少數構件的施工內力甚至可以達到整體實際計算值的幾十倍，應在施工階段應進行內力驗算。
[0031]由于本網殼實際展開面積12800 m2，直徑(6110 m。這種大跨度、大面積的網殼結構進行整體吊裝，或將球殼分成幾瓣地面拼裝，再起吊組裝。目前起重條件不允許，而且，先行安裝設備之后，也無法實施拔桿提升法安裝。
[0032]具體的實施方法，結合圖1、3、4、5。
[0033]1、選用懸挑法安裝，能保證網殼內部設備的先行安裝、調試，輸送皮帶廊先行安裝進入網殼內部。
[0034]2、在網殼內搭設一圈6_7m徑向寬度的腳手架,便于網殼支座就位,便于網殼未形成封閉結構前，臨時承受結構自重。
[0035]3、利用節點坐標控制法。在網殼施工場內架設經緯儀、水準儀，用其觀測球節點X、Y、Z坐標，將之與其理論位置理論位置可在網架設計軟件的設計模型中查得比較，及時找出支座誤差，采用葫蘆、千斤頂拉、頂的辦法消除誤差，以便保證支座安裝精度。同時監測安裝撓度，防止施工內力過大，引起結構變形。
[0036]4、在網殼搭出下部三層網格形成能承受自重結構后，部分操作工在網殼腹桿上綁捆木跳板，系安全帶進行整體組裝，部分操作工在地面將桿、球拼成三角錐，用自制的卷揚工裝及旋轉吊臂將三角錐吊到安裝位置。組裝從一點向兩邊周向安裝，最后交于一點形成一圈即組裝完一層網格。第二層再從一點開始逐步向兩邊周向安裝。
[0037]5、網殼在下部2/3高度范圍內`，自重形成的水平分力較小，
6、每圈合攏較為方便，逐漸向上安裝時，水平分力加大，開始采用手動葫蘆利用下部穩定結構，在合攏處向外拉開桿、球，校正節點位置，以便網格合攏。
[0038]安裝過程中，采用加輔助的方法來防止網殼下撓。這是因為一方面網殼高度較大，輔助支撐本身的剛性、穩定要求較高；另一方面，我們在設計軟件中模擬施工工況進行了多層受力分析，結論是網殼本身剛度較大，不需要另加支撐來控制網殼在自重作用下的變形。
[0039]采用上述方法，僅用60天的時間就完成了網殼的現場安裝，有效地保證了工期和節約了施工成本。取得了良好的經濟效益和社會效益。
[0040]以上的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本發明的技術方案做出的各種變形和改進，均應落入本發明的權利要求書確定的保護范圍內。
[0041]本發明未涉及部分均與現有技術相同或可采用現有技術加以實現。
【權利要求】
1.一種懸挑安裝大跨度半球形網殼的施工方法，其特征在于:是根據半球形網殼的大小，先設置網殼下部的自承重體結構，再在地面將網殼拼成小拼單元，用提升設備送往高空的自承重體結構上進行組裝，以一點向兩邊周向安裝方法，逐步擴展安裝最后交于一點形成一圈，完成組裝一層網格； 所述網殼下部的自承重體結構包括:網殼桿件及球組單元件， 所述網殼為三角錐單元， 具體步驟如下: 步驟一:搭設腳手架，在網殼內搭設一圈5-7m徑向寬度的腳手架，便于網殼支座就位，便于網殼未形成封閉結構前，臨時承受結構自重； 步驟二:節點坐標控制； 步驟三:組裝，在網殼搭出下部三層網格形成能承受自重結構后，部分操作工在網殼腹桿上綁捆木跳板，系安全帶進行整體組裝，部分操作工在地面將桿、球拼成三角錐，用自制的卷揚工裝及旋轉吊臂將三角錐吊到安裝位置，組裝從一點向兩邊周向安裝，最后交于一點形成一圈即組裝完一層網格，第二層再從一點開始逐步向兩邊周向安裝； 所步的驟三包括以下步驟組成， A、校正節點，網殼在下部2/3高度范圍逐漸向上安裝時，采用手動葫蘆利用下部穩定結構，在合攏處向外拉開網殼桿件和球球組單元件，在校正節點位置以網格合攏； B、支撐，安裝過程中，分析設計軟件中模擬施工工況進行了多層網殼受力分析。
2.如權利要求1所述的懸挑安裝大跨度半球形網殼的施工方法，其特征在于:所述的步驟二中的節點坐標控制，是在網殼施工場內架設經緯儀、水準儀，用其觀測球節點X、Y、Z坐標，找出支座誤差，采用液壓葫蘆和千斤頂拉頂壓消除誤差。
【文檔編號】E04G21/14GK103711322SQ201410022055
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月19日 優先權日:2014年1月19日
【發明者】葉國平, 夏敏, 許良芝 申請人:蕪湖天航科技（集團）股份有限公司