一种复杂大跨钢屋盖吊装施工方法技术

本发明专利技术提供了一种复杂大跨钢屋盖吊装施工方法，采用软件模拟及现场施工相结合的方法，在施工前建立结构的BIM模型进行施工全过程模拟，将主桁架分成11个模块预制完成后现场拼装，然后采用履带吊进行钢桁架的吊装，基于人字柱、胎架、主体结构实现对主桁架的三点支撑，同时对结构关键部位进行监测，保证了施工全过程的安全性和安装的准确性，解决大跨空间钢桁架屋盖因为受力形式复杂、施工工艺难度大而导致的施工困难及安全隐患问题。而导致的施工困难及安全隐患问题。而导致的施工困难及安全隐患问题。

【技术实现步骤摘要】
一种复杂大跨钢屋盖吊装施工方法


[0001]本专利技术属于建筑施工
，尤其涉及一种复杂大跨钢屋盖吊装施工方法。

技术介绍

[0002]随着综合国力的不断增强，我国建筑行业迅猛发展，大型体育场馆朝着大跨、轻便的方向发展，结构形式不断创新。钢桁架屋盖因其结构轻盈、外形美观、跨度大、用钢量省等优点越来越多地被应用于现代建筑结构中。但是，针对大跨空间钢桁架屋盖进行施工时，由于大跨空间钢桁架屋盖结构受力情况较为复杂，导致施工工艺难度较大，存在吊装困难、变形难以控制、节点安装准确度难以控制等方面的技术难题；为此，本专利技术设计了一种针对大跨钢屋盖的新型吊装施工方法，综合考虑了吊装施工过程中的构件分段、吊装顺序等的影响，同时利用测量仪器对钢桁架拼装及吊装过程进行实时监测，以解决大跨空间钢桁架屋盖因为受力形式复杂、施工工艺难度大而导致的施工困难及安全隐患问题。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种复杂大跨钢屋盖吊装施工方法，提高了复杂大跨钢桁架屋面吊装施工的准确性和施工质量，保证了施工期间的安全性。
[0004]本专利技术通过以下技术手段实现上述技术目的。
[0005]一种复杂大跨钢屋盖吊装施工方法，包括如下步骤：步骤1：建立钢桁架屋盖及支撑胎架的BIM模型，全过程模拟，确定吊装方案；步骤2：吊装支撑胎架；步骤3：主桁架分段拼装；步骤4：将排水柱以及人字柱吊装至建筑主体结构上；步骤5：将步骤3拼装完成的多榀主桁架结构依次吊装至建筑主体结构上，且支撑在支撑胎架以及人字柱上；步骤6：将压环梁吊装并焊接在相邻主桁架前端之间，然后在主桁架及压环梁上焊接安装环向结构；步骤7：进行主桁架卸载；步骤8：拆除支撑胎架；步骤9：待支撑胎架全部拆除完成后，在屋盖转角处安装其余的局部位置杆件。
[0006]进一步地，所述步骤2的具体过程为：首先在支撑胎架安装位置处的地面上浇筑混凝土基础，在混凝土基础顶部设置预埋件，待混凝土基础强度达到要求后，利用履带吊吊装第一节格构柱至混凝土基础上并与预埋件焊接固定，然后继续在第一节格构柱顶部吊装2～3节格构柱标准节和顶部非标准节，然后拉设缆风绳，揽风绳呈90度布置，揽风绳锚固点设置于建筑主体结构看台梁与立柱节点上，用钢丝绳绑扎形成锚固点。
[0007]进一步地，所述顶部非标准节上均设置有转换平台，转换平台上均安装有沙箱，沙
箱两侧各设置一根副撑；每榀支撑胎架设置4根揽风绳；每榀主桁架端头压环梁节点处均设置一榀临时支撑胎架。
[0008]进一步地，所述步骤3中，主桁架由11种类型构件组成，由工厂加工完成后运送至现场进行拼装，包括人字柱、铸钢节点、上端人字柱、桁架尾部弦杆及其腹杆、人字柱间上弦杆、人字柱间上弦杆腹杆、桁架主上弦杆及其腹杆、桁架端部上弦杆及其腹杆、端头弦杆、桁架下弦圆杆、桁架下弦圆管腹杆，拼装过程中，利用钢尺、经纬仪、水准仪以及全站仪对跨距、中心线、位移、标高、起拱度进行精确测量，及时发现并纠正拼装时可能出现的位置偏差，确保整体拼装精度。
[0009]进一步地，所述人字柱单独吊装，主桁架其余构件的具体拼装过程为：步骤3.1：在施工现场空地上，完成桁架主上弦杆及其腹杆、桁架端部上弦杆及其腹杆的焊接；步骤3.2：在施工现场空地上，焊接用于放置支撑主桁架的拼装胎架，然后将铸钢节点、桁架下弦圆杆、端头弦杆焊接成整体，并放置在拼装胎架上；步骤3.3：在铸钢节点上靠近首部的一端焊接一组上端人字柱，然后将桁架主上弦杆与上端人字柱焊接固定，接着将桁架端部上弦杆与桁架主上弦杆焊接固定，最后将桁架端部上弦杆与端头弦杆焊接固定；步骤3.4：在桁架主上弦杆与桁架下弦圆杆之间、桁架端部上弦杆与桁架下弦圆杆之间均焊接桁架下弦圆管腹杆；步骤3.5：在铸钢节点上靠近尾部的一端焊接另一组上端人字柱；步骤3.6：在上端人字柱之间焊接人字柱间上弦杆，在人字柱间上弦杆内焊接人字柱间上弦杆腹杆；步骤3.7：在靠近主桁架尾部的一组上端人字柱外侧焊接桁架尾部弦杆及其腹杆；步骤3.8：在拼装完成的主桁架内安装人行通道，然后采用三维扫描机器人及时采集现场拼装数据并反馈到BIM模型中，进行数据对比分析，从而及时进行构件纠偏。
[0010]进一步地，所述步骤4的具体过程为：在建筑主体结构上的人字柱安装位置处设置盆式橡胶支座，然后采用钢板将盆式橡胶支座的上支座板与下支座板进行临时焊接，然后利用履带吊将人字柱吊装至盆式橡胶支座的上支座板上，并通过焊接方式固定，然后采用角钢对人字柱进行临时支撑，接着，利用履带吊将排水柱吊装至建筑主体结构上的设计位置处并安装固定住。
[0011]进一步地，所述排水柱底部焊接有排水柱耳板，排水柱耳板与建筑主体结构上的预埋耳板先进行临时焊接固定，然后在排水柱耳板两侧采用热轧型钢进行临时焊接固定。
[0012]进一步地，所述步骤5的具体过程为：利用履带吊将步骤3中拼装完成的多榀主桁架结构按照顺时针方向依次吊装至设计位置处，保证主桁架前部搭设在支撑胎架上，主桁架下端凸起放置于人字柱顶部，再在主桁架与人字柱连接节点处进行焊接施工，两者之间的焊缝填充完成三分之一后吊车松钩，然后将主桁架尾部与建筑主体结构的销轴连接点耳板进行连接；其中，吊装过程中，主桁架的端头、压环梁与主桁架连接节点处、主桁架与人字柱连接节点处作为安装控制点，布设相应的传感器实时监测。
[0013]进一步地，所述步骤6的具体过程为：
钢屋盖平面为中心对称结构，有相互垂直的两条对称轴，以长度较长的对称轴称为长轴，长度较短的对称轴称为短轴，将压环梁按从长轴、短轴中间位置向相邻屋盖角部的顺序分区进行吊装，并将其焊接在相邻主桁架前端之间；待压环梁安装就位并焊接完成后，在地面上将径向次梁和环向次梁拼装成整体，然后将径向次梁和环向次梁整体吊装至主桁架与压环梁上方，焊接连接在主桁架及压环梁上；最后将屋盖四个角部的环向结构（环向次梁与径向次梁组合）与主桁架及压环梁进行合拢焊接，形成四道合拢缝。
[0014]进一步地，所述步骤7中，主桁架卸载时，首先拆除支撑胎架顶部的副撑，然后基于分区分级循环卸载原则，采用沙箱排沙卸载法进行主桁架的卸载，保证主桁架卸载后的变形均匀，每级卸载按预定下降释放量进行，且整个过程采用全站仪配合健康监测单位进行全程监控。
[0015]本专利技术具有如下有益效果：本专利技术采用软件模拟及现场施工相结合的方法，在施工前建立结构的BIM模型进行施工全过程模拟，将主桁架分成11个模块预制完成后现场拼装，然后采用履带吊进行钢桁架的吊装，基于人字柱、胎架、主体结构实现对主桁架的三点支撑，同时对结构关键部位进行监测，保证了施工全过程的安全性和安装的准确性。本专利技术基于软件模拟结果及现场情况确定钢桁架吊装施工方案，综合考虑了吊装施工过程中的构件分段、吊装顺序等的影响，同时利用测量仪器对钢桁架拼装及吊装过程进行监测，从而最终有效提高复杂大跨空间钢桁架屋盖的施工效率及施工质量，保证施工安全，解决大跨空间钢桁架屋盖因为受力形式复杂、施工工艺难度大而导致的施工困难及安全隐患问题。
附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复杂大跨钢屋盖吊装施工方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：建立钢桁架屋盖及支撑胎架（2）的BIM模型，全过程模拟，确定吊装方案；步骤2：吊装支撑胎架（2）；步骤3：主桁架（1）分段拼装；步骤4：将排水柱（6）以及人字柱（101）吊装至建筑主体结构上；步骤5：将步骤3拼装完成的多榀主桁架（1）结构依次吊装至建筑主体结构上，且支撑在支撑胎架（2）以及人字柱（101）上；步骤6：将压环梁（7）吊装并焊接在相邻主桁架（1）前端之间，然后在主桁架（1）及压环梁（7）上焊接安装环向结构；步骤7：进行主桁架（1）卸载；步骤8：拆除支撑胎架（2）；步骤9：待支撑胎架（2）全部拆除完成后，在屋盖转角处安装其余的局部位置杆件。2.根据权利要求1所述的复杂大跨钢屋盖吊装施工方法，其特征在于，所述步骤2的具体过程为：首先在支撑胎架（2）安装位置处的地面上浇筑混凝土基础（201），在混凝土基础（201）顶部设置预埋件，待混凝土基础（201）强度达到要求后，利用履带吊吊装第一节格构柱至混凝土基础（201）上并与预埋件（202）焊接固定，然后继续在第一节格构柱顶部吊装2～3节格构柱标准节和顶部非标准节，然后拉设缆风绳（203），揽风绳（203）呈90度布置，揽风绳（203）锚固点设置于建筑主体结构看台梁与立柱节点上，用钢丝绳绑扎形成锚固点。3.根据权利要求2所述的复杂大跨钢屋盖吊装施工方法，其特征在于，所述顶部非标准节上均设置有转换平台，转换平台上均安装有沙箱（204），沙箱（204）两侧各设置一根副撑（205）；每榀支撑胎架（2）设置4根揽风绳（203）；每榀主桁架（1）端头压环梁（7）节点处均设置一榀临时支撑胎架（2）。4.根据权利要求1所述的复杂大跨钢屋盖吊装施工方法，其特征在于，所述步骤3中，主桁架（1）由11种类型构件组成，由工厂加工完成后运送至现场进行拼装，包括人字柱（101）、铸钢节点（102）、上端人字柱（103）、桁架尾部弦杆（104）及其腹杆、人字柱间上弦杆（105）、人字柱间上弦杆腹杆（106）、桁架主上弦杆（107）及其腹杆、桁架端部上弦杆（108）及其腹杆、端头弦杆（109）、桁架下弦圆杆（110）、桁架下弦圆管腹杆（111），拼装过程中，利用钢尺、经纬仪、水准仪以及全站仪对跨距、中心线、位移、标高、起拱度进行精确测量，及时发现并纠正拼装时可能出现的位置偏差，确保整体拼装精度。5.根据权利要求4所述的复杂大跨钢屋盖吊装施工方法，其特征在于，所述人字柱（101）单独吊装，主桁架（1）其余构件的具体拼装过程为：步骤3.1：在施工现场空地上，完成桁架主上弦杆（107）及其腹杆、桁架端部上弦杆（108）及其腹杆的焊接；步骤3.2：在施工现场空地上，焊接拼装胎架（3），然后将铸钢节点（102）、桁架下弦圆杆（110）、端头弦杆（109）焊接成整体，并放置在拼装胎架（3）上；步骤3.3：在铸钢节点（102）上靠近首部的一端焊接一组上端人字柱（103），然后将桁架主上弦杆（107）与上端人字柱（103）焊接固定，接着将桁架端部上弦杆（108）与桁架主上弦杆（107）焊接固定，最后将桁架端部上弦杆（108）与端头弦杆（109）焊接固定；
步骤3.4：在桁架主上弦杆（107）与桁架下弦圆杆（110）之间、桁架端部上弦杆（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌，管磊，朱张豪，王清华，沙伟楠，王文晋，吴德宝，金锋，包晗，
申请(专利权)人：中建八局第三建设有限公司，
类型：发明
国别省市：