单层球面网壳穹顶的整体提升方法技术

本发明专利技术公开了一种单层球面网壳穹顶的整体提升方法，包括设置提升单元支撑胎架、地面散片拼装、安装上下提升吊点和预应力张拉索、分批次张拉预应力、试提升和连续提升、对接补档合拢、分级缓慢卸载、拆除辅助装置等步骤。本发明专利技术的上、下吊点位置设计合理，并利用下吊点进行预应力张拉索设置，在网壳提升前预应力张拉，有效地调节各杆件及节点内应力，减小提升过程中结构变形，同时可以平衡网壳在支座处产生的水平推力；不仅施工难度低、效率高，而且能很好地保证施工质量；减少高空作业，实现多专业协同施工，多工序穿插工作，降低了措施费的投入，合理优化工期；预应力分批次张拉和卸载以及提升过程的精密控制使得整体提升过程中稳定性更高。稳定性更高。稳定性更高。

【技术实现步骤摘要】
单层球面网壳穹顶的整体提升方法


[0001]本专利技术涉及钢结构施工
，更具体地，涉及一种单层球面网壳穹顶的整体提升方法。

技术介绍

[0002]建筑的网壳结构因其富有朝气、造型优美、空间灵动，近年来表现出强大的活力，发展前景广阔。网壳结构按层数，可分为单层网壳和双层网壳；按表面形状，可分为球形网壳、双曲面网壳、柱面网壳、双曲抛物面网壳等。对于双层网壳结构，通常不会出现稳定性问题，但是单层网壳结构却常常因其刚度较小、厚度较薄而失稳。近年来，随着网壳结构跨度的增大，超大跨度单层网壳结构的施工面临很大挑战。
[0003]网壳结构的施工中，网壳整体提升技术在施工效率、质量、安全、经济方面有较大优势，但是如何控制网壳提升过程中结构体系的应力、应变，提升过程中的同步性，是安装单层球面网壳的施工难点所在。
[0004]因此，开发一种施工难度较低、施工质量和效率均高的单层球面网壳穹顶的整体提升方法是一个亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]由于现有技术存在上述缺陷，本专利技术提供了一种单层球面网壳穹顶的整体提升方法，以解决现有技术施工质量难以保证、施工效率较低的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种单层球面网壳穹顶提升的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0007]步骤S1、球面网壳穹顶的非提升单元吊装与焊接完成；
[0008]步骤S2、设置提升单元支撑胎架：在低层楼面的相邻两层上搭设所述胎架；
[0009]步骤S3、提升单元的散片在所述胎架上拼装成一体的提升单元；
[0010]步骤S4、所述提升单元的球面中心处安装临时撑杆；
[0011]步骤S5、在所述提升单元安装上、下提升吊点和预应力张拉索：所述下提升吊点设置在提升单元外圈环梁上；上、下提升吊点一一对应，左右相邻两个吊点之间间隔30～40
°
；每个下吊点均作为环向张拉索和径向张拉索的一个端部；
[0012]步骤S6、分批次对所述提升单元张拉预应力；
[0013]步骤S7、在上提升吊点处安装提升牵引器、液压千斤顶，在上、下提升吊点间安装提升索及锚具；
[0014]步骤S8、调试电力和液压设备，试张拉提升索，保证所有提升索均匀受力；调整环向张拉索，控制挠度；
[0015]步骤S9、进行试提升：提升单元脱离胎架150～350mm后锁定，观察并测量提升单元的变形，并再次调整环向张拉索；
[0016]步骤S10、连续提升到位后，锁定所述液压千斤顶，然后进行水平方向的调整并加
临时固定，进行所述提升单元和非提升单元的对接补档合拢；
[0017]步骤S11、对所述预应力张拉索进行分批次的、对称的卸载，并拆除所述提升单元的加固措施；拆除液压提升设备及提升架；
[0018]步骤S12、各吊点同步分级缓慢卸载，使提升单元的结构自重转移至网壳的非提升单元上，形成整体受力。
[0019]所述施工方法合理设计上、下吊点位置，并利用下吊点进行预应力张拉索设置，在网壳提升前预应力张拉，有效地调节各杆件及节点内应力，减小提升过程中结构变形，同时可以平衡网壳在支座处产生的水平推力；不仅施工难度低、效率高，而且能很好地保证施工质量。所述施工方法实现由“满堂红脚手架高空散拼”向“分级张拉，计算机控制同步提升”的调整，极大减少高空施工作业，实现多专业协同施工，多工序穿插工作，能够很好的消除安全隐患，同时降低了措施费的投入，合理优化工期。
[0020]进一步地，所述临时撑杆包括1根圆管竖向杆件和1根斜向杆件，设置在网壳中心圆环梁处下方，作为径向张拉索的中心支撑点。此技术特征可以进一步加固提升网壳单元。
[0021]进一步地，所述预应力张拉索每两段成对，每对张拉索关于球面网壳中心轴对称。
[0022]进一步地，每段所述预应力张拉索为两根φ15.2mm钢绞线。
[0023]进一步地，对径向张拉索分批次施加预应力以达到计算要求的索力的过程，包括以下批次：
[0024]第1批次、所有张拉索依次初步预紧到10％索力；
[0025]第2批次、按照张拉索夹角从大到小的顺序，依次张拉各对张拉索到50％索力；
[0026]第3批次、按照张拉索夹角从小到大的顺序，依次张拉各对张拉索到90％索力；
[0027]第4批次、按照张拉索夹角从大到小的顺序，依次张拉各对张拉索到100％索力。
[0028]此特征使得预应力的施加不易造成网壳结构稳定性的破坏。
[0029]进一步地，4根φ15.2mm的1860级钢绞线穿过一台液压提升牵引器，采用2根左旋，2根右旋的方式搭配作为提升索。此技术特征使得提升索的受力上限得到提高。
[0030]进一步地，所述步骤S9中，试提升时采用逐渐上调油缸压力的方法进行分级加载：以计算机仿真计算的各提升吊点反力值为依据，对提升单元进行分级加载，各吊点处的液压提升系统伸缸压力分级增加，依次为20％、40％、60％、70％、80％；在确认各部分无异常的情况下，可继续加载到90％、95％、100％，直至提升单元全部脱离拼装胎架。此技术特征有助于提高提升过程的稳定性和可控性。
[0031]进一步地，所述步骤S10的连续提升方法包括以下步骤：
[0032]步骤S101、试提升完成后静置24小时，重新测量位移数据，确保相对变形在允许误差内后，开始连续提升；
[0033]步骤S102、每个提升段设置多个行程，速度设置为3～4米/小时；
[0034]步骤S103、当前提升段结束后进行位移测量，分析数据得到位移偏差，当不同步偏差大于20mm时对提升部分进行水平调整；当不同步偏差在允许偏差范围内时继续重复上步，继续进行下一个提升段的提升；如此循环往复，直至提升单元至距离设计标高200mm时，暂停提升；
[0035]步骤S104、在距离设计标高200mm处，各吊点微调并不断测量复核，最终以高程控制为准保证提升部分全部就位；
[0036]步骤S105、提升部分到设计标高后，提升牵引器的的上、下锚盘全部锁定，并利用倒链将提升部分与主体钢结构固定牢固，进行合拢区域补杆吊装。
[0037]此技术特征有助于提高提升过程的稳定性和可控性。
[0038]进一步地，整个连续提升过程的同步性控制采用PLC控制液压群顶/提升自动系统，即采用油压与位移的双闭环控制，通过单个计算机的操作界面来设定工作参数，实现包括所有液压泵站和千斤顶在内的整个液压系统自动连续运行。
[0039]进一步地，所述提升单元合拢时，如果发生偏移，利用提升牵引器调整提升单元的竖向位移，利用倒链调整提升单元的水平位移，调整好位置后进行焊接操作。此技术特征能提高提升单位的位置控制精度。
[0040]进一步地，所述步骤S12中，预应力张拉索卸载要对角线对称同时卸荷，卸荷分批次卸载，具体地：
[0041]第1批次、按照张拉索夹角从大到小的顺序，依次卸载到85％索力；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单层球面网壳穹顶提升的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1、球面网壳穹顶的非提升单元吊装与焊接完成；步骤S2、设置提升单元支撑胎架：在低层楼面的相邻两层上搭设所述胎架；步骤S3、提升单元的散片在所述胎架上拼装成一体的提升单元；步骤S4、所述提升单元的球面中心处安装临时撑杆；步骤S5、在所述提升单元安装上、下提升吊点和预应力张拉索：所述下提升吊点设置在提升单元外圈环梁上；上、下提升吊点一一对应，左右相邻两个吊点之间间隔30～40
°
；每个下吊点均作为环向张拉索和径向张拉索的一个端部；步骤S6、分批次对所述提升单元张拉预应力；步骤S7、在上提升吊点处安装提升牵引器、液压千斤顶，在上、下提升吊点间安装提升索及锚具；步骤S8、调试电力和液压设备，试张拉提升索，保证所有提升索均匀受力；调整环向张拉索，控制挠度；步骤S9、进行试提升：提升单元脱离胎架150～350mm后锁定，观察并测量提升单元的变形，并再次调整环向张拉索；步骤S10、连续提升：连续提升到位后，锁定所述液压千斤顶，然后进行水平方向的调整并加临时固定，进行所述提升单元和非提升单元的对接补档合拢；步骤S11、对所述预应力张拉索进行分批次的、对称的卸载，并拆除所述提升单元的加固措施；拆除液压提升设备及提升架；步骤S12、各吊点同步分级缓慢卸载，使提升单元的结构自重转移至网壳的非提升单元上，形成整体受力。2.根据权利要求1所述的一种单层球面网壳穹顶提升的施工方法，其特征在于，所述临时撑杆包括1根圆管竖向杆件和1根斜向杆件，设置在网壳中心圆环梁处下方，作为径向张拉索的中心支撑点。3.根据权利要求1所述的一种单层球面网壳穹顶提升的施工方法，其特征在于，所述预应力张拉索每两段成对，每对张拉索关于球面网壳中心轴对称。4.根据权利要求1或3所述的一种单层球面网壳穹顶提升的施工方法，其特征在于，每段所述预应力张拉索为两根φ15.2mm钢绞线。5.根据权利要求3所述的一种单层球面网壳穹顶提升的施工方法，其特征在于，对径向张拉索分批次施加预应力以达到计算要求的索力的过程，包括以下批次：第1批次、所有张拉索依次初步预紧到10％索力；第2批次、按照张拉索夹角从大到小的顺序，依次张拉各对张拉索到50％索力；第3批次、按照张拉索夹角从小到大的顺序，依次张拉各对张拉索到90％索力；第4批次、按照张拉索夹角从大到小的顺序，依次张拉各对张拉索到100％索力。6.根据权利要求1所述的一种单层球面网壳穹顶提升的施工方法，其特征在于，4根φ15.2mm的1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆华，赵胡，丁大炜，胡山希，原祥元，
申请(专利权)人：中国五冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：