一种花瓣状仿生钢结构屋盖施工方法技术

本发明专利技术涉及一种花瓣状仿生钢结构屋盖施工方法，其具体包括如下步骤：S1：采用分段分块吊装和临时支撑的安装方式，在地面或工场分段拼装仿生花瓣单元，并分块空中吊装，采用分段分块吊装和临时支撑的方式安装拱形支撑结构；在拱形支撑结构所处位置设置吊装及运输通道并加固处理，通道两侧的仿生花瓣单元成对安装，吊装顺序由中间向两侧展开施工，拱形支撑结构吊装完成后补装通道上方分块的屋盖网架；S2：在一对向上的内围护结构之间设置多排屋盖支撑柱；S3：在外围护结构、内围护结构以及屋盖支撑柱上分块安装屋盖网架；S4：卸载临时支撑结构。本发明专利技术有利于提升施工效率，并使花瓣状仿生钢结构屋盖得到稳定的支撑。仿生钢结构屋盖得到稳定的支撑。仿生钢结构屋盖得到稳定的支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种花瓣状仿生钢结构屋盖施工方法


[0001]本专利技术涉及仿生建筑领域，尤其涉及一种花瓣状仿生钢结构屋盖施工方法。

技术介绍

[0002]国内火车站如火如荼的建设，仿生编织筒造型、仿生蘑菇形状、仿生花瓣造型等等火车站，越来越多的仿生建筑将应运而生。仿生花瓣造型国内相关先例少见，其建筑设计风格新颖，达到了建筑美学效果，但同时给工程建设实施带来了技术难题。
[0003]仿生建筑一般采用钢结构形式，钢结构具有强度高、重量轻、抗震性能好、施工速度快、建筑造型美观等诸多特点，与其他结构相比，钢结构造型更具有可塑性。目前在国内主要的火车站站房中，站城融合、仿生建筑逐渐呈现发展之势。仿生建筑主要通过钢结构等柔性构件组装拼装而成，其形态多变，造型奇异。将火车站外形设计成仿花瓣生物造型，给站房建筑空间及外形赋予了生动的外形，然而给工程建设却带来了极大的施工难度和挑战。
[0004]仿生建筑具有造型复杂、内含多数超静定结构的特点，仿花瓣状的钢结构造型在丰富建筑美学的同时，也给工程建设施工带来了不小难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种花瓣状仿生钢结构屋盖施工方法，其有利于提升花瓣状仿生钢结构屋盖的施工效率，保障施工安全，并使花瓣状仿生钢结构屋盖得到稳定的支撑。
[0006]为达到上述目的而采用了一种花瓣状仿生钢结构屋盖施工方法，其具体包括如下步骤：
[0007]S1：采用分段分块吊装和临时支撑的安装方式，在地面或工场分段拼装仿生花瓣单元，并分块空中吊装，临时支撑结构设置在仿生花瓣单元下侧，采用分段分块吊装和临时支撑的方式安装拱形支撑结构；在拱形支撑结构所处位置设置吊装及运输通道并加固处理，通道两侧的仿生花瓣单元成对安装，吊装顺序由中间向两侧展开施工，拱形支撑结构吊装完成后补装通道上方分块的屋盖网架；仿生花瓣单元沿楼面一对向外缘安装以形成两头圆弧段的外围护结构，与外围护结构相间隔的，仿生花瓣单元沿圆弧段的圆心角对应的弦线安装形成第一排内围护结构，外围护结构与第一排内围护结构之间则为所述拱形支撑结构，使第一排内围护结构始终与外围护结构间隔，设置最小间隔距离，所述内围护结构分成两排，使外围护结构圆弧段的端部也间隔对应有内围护结构，使第二排内围护结构高于第一排内围护结构，则吊装桁架支撑结构，使桁架支撑结构拉结第二排内围护结构的仿生花瓣单元的花瓣柱以及外围护结构的仿生花瓣单元的花瓣悬臂梁；
[0008]S2：在一对向上的内围护结构之间设置多排屋盖支撑柱；
[0009]S3：在外围护结构、内围护结构以及屋盖支撑柱上分块安装屋盖网架；
[0010]S4：卸载临时支撑结构。
[0011]在本实施例中，所述S1中，临时支撑结构包括设置在仿生花瓣单元分段处的独立
钢管支撑，其设置在本层楼面以及下层楼面上；独立钢管支撑下端设置转换钢梁垫在楼面上，独立钢管支撑上端设置钢平台，支撑时，使分段的仿生花瓣单元重心位于两根独立钢管支撑之间；临时支撑结构还包括用于分块提升所述屋盖网架的格构支撑，格构支撑采用3个为一组设置，分别设置在三角形式的转换钢梁的角位上，以形成提升支架，转换钢梁焊接在预埋于楼面梁的埋件上；临时支撑结构还包括胎架模板支撑，以及位于两个胎架模板支撑之间的胎架模板，所述胎架模板中间具有弧形缺口以贴合仿生花瓣单元的桁架杆件。
[0012]在本实施例中，沿所述独立钢管支撑上下分布有钢爬梯。
[0013]在本实施例中，当用于支撑一个仿生花瓣单元的两根独立钢管支撑之间的距离小于预设距离时，在两根独立钢管支撑之间安装联系型钢，并作为水平施工通道。
[0014]在本实施例中，所述拱形支撑结构分段吊装时，其临时支撑体系采用线性拉结体系，将拱形支撑结构分两侧拱脚段和中间拱顶段，先将两侧拱脚段下部固定连接于仿生花瓣单元所在楼面梁上，再采用钢丝绳拉结拱脚段和仿生花瓣单元的花瓣柱，当拱脚段稳定后，再吊装中间拱顶段。
[0015]在本实施例中，所述独立钢管支撑采用横向封板焊接连接的方式或法兰连接的方式进行接长。
[0016]在本实施例中，当通道下方存在地铁通道时，应对地铁通道进行加固，加固方式采用在地铁通道顶板上放置转换钢梁，并高出楼面预设距离，并沿框架梁铺设，再在转换钢梁上放置路基箱，在框架梁中跨位置设置回顶钢管。
[0017]在本实施例中，在S4中，仿生花瓣单元在卸载过程中，需要实时监测位移，以及对胎架模板采用分条割除的方式，并在割除过程中监测桁架杆件的位移，根据支撑位置卸载位移量控制每次割除的高度
△
H，直至桁架杆件不再产生向下的位移后，再拆除临时支撑结构。
[0018]在本实施例中，在卸载过程中，对桁架杆件进行变形观测，观测点布置在桁架杆件下表面以及施工关键节点处，竖向变形参考值为钢结构挠度值。
[0019]在本实施例中，在S1
‑
S3中，要对焊接应力应变进行控制，具体的控制方法如下：
[0020]收缩量大于预设收缩量的先焊；
[0021]在焊缝数量大于预设数量的组装条件下时，收缩量大于预设收缩量的先焊，收缩量小于预设收缩量的后焊；拘束度大于预设拘束度的先焊，拘束度小于预设拘束度而自由收缩的后焊；
[0022]箱形接头的焊缝，先同时对称焊两侧的腹板，再焊接下翼缘，而后焊接上翼缘；
[0023]当使用厚度大于预设厚度的厚板时，轮换对称焊接腹板、翼缘板；
[0024]采用锤击法减小焊接残余应力，对特殊节点在每层焊道焊完后立即用圆头敲渣小锤或电动捶击工具均匀敲击焊缝金属，使其产生塑性延伸变形，并抵消焊缝冷却后承受的局部应力；
[0025]但根部焊道、坡口内及盖面层与母材坡口的两侧焊道避免捶击出现熔合线和近缝区的硬化及裂纹；
[0026]对现场所有坡口对接位置须采用多层多道焊接；
[0027]对称焊接，采用两名焊接速度在预设范围内的焊工同时从两个对称面开始焊接，直到该焊缝焊接完成，减小焊接结构因不对称焊接而发生的变形。
[0028]本专利技术采用分块吊装+临时支撑的安装方式，在地面或工场分段拼装花瓣结构，并分块空中吊装，减少高空焊接工程量，同时设置临时支撑，有利于与光谷拱快速形成“局部分段自稳体系、整体自稳体系”，此安装方式可解决安装精度和自稳问题，同时经济性较好。
附图说明
[0029]图1为屋盖结构整体示意图。
[0030]图2为仿生花瓣钢构示意图。
[0031]图3为花瓣状钢构整体布置图。
[0032]图4a为仿生花瓣钢构示意图。
[0033]图4b为仿生花瓣钢构细部示意图。
[0034]图5a为仿生花瓣钢构安装方向示意图。
[0035]图5b为仿生花瓣钢构安装示意图。
[0036]图6为临时支撑布置图。
[0037]图7a为花瓣结构支撑侧立面图。
[0038]图7b为花瓣结构支撑效果图。
[0039]图8a为独立钢管支撑形式结构示意图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种花瓣状仿生钢结构屋盖施工方法，其特征在于具体包括如下步骤：S1：采用分段分块吊装和临时支撑的安装方式，在地面或工场分段拼装仿生花瓣单元(100)，并分块空中吊装，临时支撑结构(800)设置在仿生花瓣单元(100)下侧，采用分段分块吊装和临时支撑的方式安装拱形支撑结构(400)；在拱形支撑结构(400)所处位置设置吊装及运输通道并加固处理，通道两侧的仿生花瓣单元(100)成对安装，吊装顺序由中间向两侧展开施工，拱形支撑结构(400)吊装完成后补装通道上方分块的屋盖网架(700)；仿生花瓣单元(100)沿楼面一对向外缘安装以形成两头圆弧段的外围护结构(200)，与外围护结构(200)相间隔的，仿生花瓣单元(100)沿圆弧段的圆心角对应的弦线安装形成第一排内围护结构(300)，外围护结构(200)与第一排内围护结构(300)之间则为所述拱形支撑结构(400)，使第一排内围护结构(300)始终与外围护结构间隔，设置最小间隔距离，所述内围护结构(300)分成两排，使外围护结构(200)圆弧段的端部也间隔对应有内围护结构(300)，使第二排内围护结构(300)高于第一排内围护结构(300)，则吊装桁架支撑结构(500)，使桁架支撑结构(500)拉结第二排内围护结构(300)的仿生花瓣单元(100)的花瓣柱(101)以及外围护结构(200)的仿生花瓣单元(100)的花瓣悬臂梁(102)；；S2：在一对向上的内围护结构(300)之间设置多排屋盖支撑柱(600)；S3：在外围护结构(200)、内围护结构(300)以及屋盖支撑柱(600)上分块安装屋盖网架(700)；S4：卸载临时支撑结构(800)。2.根据权利要求1所述花瓣状仿生钢结构屋盖施工方法，其特征在于所述S1中，临时支撑结构(800)包括设置在仿生花瓣单元(100)分段处的独立钢管支撑(801)，其设置在本层楼面以及下层楼面上；独立钢管支撑(801)下端设置转换钢梁(802)垫在楼面上，独立钢管支撑(801)上端设置钢平台(803)，支撑时，使分段的仿生花瓣单元(100)重心位于两根独立钢管支撑(801)之间；临时支撑结构(800)还包括用于分块提升所述屋盖网架(700)的格构支撑(804)，格构支撑(804)3个为一组设置，分别设置在三角形式的转换钢梁(802)的角位上，以形成提升支架(805)，转换钢梁(802)焊接在预埋于楼面梁的埋件(806)上；临时支撑结构(800)还包括胎架模板支撑(808)，以及位于两个胎架模板支撑(808)之间的胎架模板(809)，所述胎架模板(809)中间具有弧形缺口以贴合仿生花瓣单元(100)的桁架杆件(108)。3.根据权利要求2所述花瓣状仿生钢结构屋盖施工方法，其特征在于沿所述独立钢管支撑(801)上下分布有钢爬梯(807)。4.根据权利要求2所述花瓣状仿生钢结构屋盖施工...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志强，钟万才，刘俊，宋宝仓，陈永刚，王育凯，袁允超，陈祥杰，崔万东，王凯，宋耀，
申请(专利权)人：中铁建工集团第五建设有限公司，
类型：发明
国别省市：