一种环桁架高空原位散拼施工方法技术

本申请涉及一种环桁架高空原位散拼施工方法，属于建筑桁架安装的技术领域，其包括以下步骤：环桁架整体设计→劲性结构吊装→混凝土剪力墙施工→环桁架支架安装→环桁架下弦杆吊装→环桁架内框架吊装→环桁架腹杆吊装→环桁架上弦杆吊装→屋面刚架吊装→环桁架整体卸载、支架拆除。本申请通过将环桁架根据下弦杆、腹杆和上弦杆的特点分成多段，并利用支架作为临时支撑，将环桁架构件吊装到待安装位置后进行原位拼装，解决了地势复杂地区环桁架安装困难的问题，取得了良好的经济效益和环境效益。

【技术实现步骤摘要】
一种环桁架高空原位散拼施工方法
本申请涉及建筑桁架安装的领域，尤其是涉及一种环桁架高空原位散拼施工方法。
技术介绍
随着经济的发展和社会的进步，为满足外观设计及使用功能的需要，环形桁架被普遍应用于公共建筑中。现有的圆环桁架安装多采用滑移或者整体提升的施工方式，如为迎接2022年奥运会新建的国家速滑馆环桁架施工中就采用了南北分区直接吊装和东西分区滑移安装的方式。滑移施工主要是通过平移设备将环形桁架的各个桁架块移动到环形轨道的指定位置，接着通过起重机将这些桁架块吊起安装到支座上并进行拼装，这种环形桁架的安装方法需要动用大型滑移设备进行环形桁架各桁架块的平移工作，并且需要比较开阔的平坦区域。整体提升的方式需要在地面进行分片组装，对地形要求也较高，并且需要大吨位吊机。但是在一些地形特殊地区，尤其是在山区，地势不平坦，无法使用诸如“地面拼装、整体提升”、“平台拼装、累积滑移”、“使用大吨位吊机地面拼装、分片吊装”等常规、常见的安装方法，环桁架安装存在难度。
技术实现思路
为了解决地形不平坦地区大跨度环形桁架安装困难的问题，本申请提供一种环桁架高空原位散拼施工方法。本申请提供的一种环桁架高空原位散拼施工方法采用如下的技术方案。一种环桁架高空原位散拼施工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据施工区域特点，对环桁架进行整体设计，将施工区域分为劲性结构区域和大跨度悬空结构区域，劲性结构区域和大跨度悬空区域围成完整的环状；将内环桁架和外环桁架按照下弦杆、腹杆和上弦杆进行分段处理；S2、劲性结构吊装，劲性结构包括劲性柱和劲性梁，先将劲性柱吊装到位后，在内外相对的劲性柱之间吊装劲性梁并将劲性梁固定到劲性柱上；之后在劲性结构上方完成进行结构区域环桁架的安装；S3、混凝土剪力墙施工，在大跨度悬空结构区域沿环桁架的周向间隔浇筑混凝土剪力墙，对待安装的环桁架形成底部支撑；S4、环桁架支架安装，在大跨度悬空区域内剪力墙之间安装若干临时支架，支架高度根据地势的变化确定，并在支架顶部固定安装支撑下弦杆的胎架；S5、环桁架下弦杆吊装，下弦杆采用两点平吊，并且下弦杆底部至少有两处抵在支架顶部的胎架或者剪力墙上；下弦杆长度方向的两端均设置有焊接接口，相邻的下弦杆对接后采用焊接的方式连接；在内外环桁架相对的下弦杆之间安装有分别与相对下弦杆固定连接的钢梁；内外环桁架下弦杆以及相对的下弦杆之间的钢梁形成环桁架的下弦面并对上部钢结构进行支撑；S6、环桁架内框架吊装，在下弦面的钢梁上方吊装内框架的钢柱和钢梁并将内框架和下弦面的钢梁连接；S7、环桁架腹杆吊装，腹杆在地面拼装完成后起吊，腹杆对接点与下弦杆顶面上的牛腿相对应后连接；S8、环桁架上弦杆吊装，上弦杆的吊装方式与下弦杆的吊装方式相同，上弦杆的牛腿设置在底面上并与腹杆的对接点相对，将上弦杆吊装到待安装位置后，连接上弦杆牛腿和腹杆对接点；上弦杆的对接方式同样采用焊接；S9、屋面刚架吊装，屋面刚架安装在相对的上弦杆之间并采用焊接的方式与上弦杆固定，屋面刚架位于内框架上方的部分利用内框架的钢柱支撑；S10、重复步骤S5-S9，直至大跨度区域环桁架和劲性结构区域环桁架形成完整的环状；S11、环桁架整体卸载，临时支架拆除。。通过采用上述技术方案，在一些特殊地形区域不能采用常规的环桁架施工方法时，将环桁架整体分成多个部分，并根据下弦杆、腹杆、上弦杆的特点将其分成多段，施工时，采用“先低后高、先内后外”的原则逐段安装下弦杆、腹杆、上弦杆以及相应的配套构件，完成一部分的环桁架安装后再进行下部分的安装，直到整个环桁架合龙，从而有效解决了地形不平坦地区环桁架安装困难的问题，并且能够保证安装的稳定性，具有良好的经济效益和环境效益。优选的，下弦杆、腹杆和上弦杆均为箱型构件。通过采用上述技术方案，将环桁架的主构件均设置成箱型，在提升环桁架整体美感的同时便于构件之间的连接。优选的，下弦杆对接时，采用多点同时对接焊接，每个焊缝分多道逐步完成，在下弦杆侧面开盖板，由焊工进入箱体内部或将手伸入箱体内部焊接，焊接完毕3条焊缝后，再将盖板盖回，并将盖板焊接。通过采用上述技术方案，有效保证了下弦杆对接处的焊接质量，避免产生焊接变形，加强了连接强度。优选的，在S5中，内外环桁架的下弦杆相对的面上设置有与钢梁连接的连接件，钢梁与连接件先螺栓连接，在完成S10，整个环桁架合龙完成后，将钢梁与连接件焊接。通过采用上述技术方案，为避免内外环桁架下弦杆之间的钢梁自重恒荷载、施工活荷载将弯矩、扭矩传递给环桁架下弦杆，影响环桁架合龙，同时避免钢梁与下弦杆焊接时出现的焊接变形影响环桁架下弦杆安装精度，因此内外环桁架下弦杆之间的钢梁与下弦杆先栓不焊，等内外环桁架合龙后再行焊接。优选的，在S3中，剪力墙浇筑完成后，在剪力墙顶安装球铰支座，球铰支座与下弦杆的位置相对，球铰支座顶部设置限位片对下弦杆进行限制。通过采用上述技术方案，球铰支座对下弦杆进行支撑的同时能够利用限位片避免下弦杆发生晃动。优选的，在S11中，环桁架整体卸载后，将下弦杆与球铰支座焊接。通过采用上述技术方案，降低在进行高空原位散拼施工时对下弦杆结构受力的影响，保证结构卸载过程中应力、应变同步；在卸载完成后将球铰支座焊接，使得球铰支座参与结构受力。优选的，在S7中，腹杆底部与下弦杆连接后初步固定，在腹杆中部节点和内框架之间设置临时可调节连系梁。通过采用上述技术方案，由于腹杆高度较大，安装过程中侧向稳定性极差，侧向稳定性仅靠底部对接夹板无法保证，且无法进行腹杆垂直度的调节，因此利用可调节连系梁既能对腹杆进行临时拉结稳固，又能对其进行校正、微调。优选的，在S2中，劲性柱在吊装前固定好爬梯。通过采用上述技术方案，方便工作人员上下进行拼装作业。优选的，在S4中，支架包括四根主管、连接主管的横向连系杆和斜腹杆，施工时先进行主管的安装，之后进行连系杆和斜腹杆与主管的焊接。通过采用上述技术方案，由于支架的长度需要根据现场地形实测确定，现场制作的方式更能够满足工程的需要，逐步接高的方式也减轻了吊装重量，并且能够使得支架制作完成后的高度更接近施工要求高度。优选的，支架安装完成后使用吊车配重进行预压，预压时需进行地基沉降观测，并做好观测记录。通过采用上述技术方案，由于施工过程中地基会发生一定程度的沉降从而对工程质量造成一定影响，因此对支架进行预压能够消除地基沉降对其影响，从而保证工程质量。本申请包括以下有益技术效果：本申请的环桁架高空原位散拼施工方法有效解决了特殊地形区环桁架安装困难的问题；安装效率高，使用塔吊进行高空散拼，其吊装效率明显高于大吨位吊车吊装效率；安全稳定性高，加强钢结构在安装过程中的稳定性，解决了桁架侧向稳定性差的难题，保证了施工过程中结构安全；本申请使用塔吊进行高空原位散拼，避免使用大吨位吊车，也就避免了吊车在复杂山地吊装施工时易倾覆的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环桁架高空原位散拼施工方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、根据施工区域特点，对环桁架进行整体设计，将施工区域分为劲性结构区域和大跨度悬空结构区域，劲性结构区域和大跨度悬空区域围成完整的环状；将内环桁架和外环桁架按照下弦杆（5）、腹杆（6）和上弦杆进行分段处理；/nS2、劲性结构吊装，劲性结构包括劲性柱（1）和劲性梁，先将劲性柱（1）吊装到位后，在内外相对的劲性柱（1）之间吊装劲性梁并将劲性梁固定到劲性柱（1）上；之后在劲性结构上方完成进行结构区域环桁架的安装；/nS3、混凝土剪力墙施工，在大跨度悬空结构区域沿环桁架的周向间隔浇筑混凝土剪力墙（4），对待安装的环桁架形成底部支撑；/nS4、环桁架支架安装，在大跨度悬空区域内剪力墙（4）之间安装若干临时支架（2），支架（2）高度根据地势的变化确定，并在支架（2）顶部固定安装支撑下弦杆（5）的胎架（3）；/nS5、环桁架下弦杆吊装，下弦杆（5）采用两点平吊，并且下弦杆（5）底部至少有两处抵在支架（2）顶部的胎架（3）或者剪力墙（4）上；下弦杆（5）长度方向的两端均设置有焊接接口，相邻的下弦杆（5）对接后采用焊接的方式连接；在内外环桁架相对的下弦杆（5）之间安装有分别与相对下弦杆（5）固定连接的钢梁；/n内外环桁架下弦杆（5）以及相对的下弦杆（5）之间的钢梁形成环桁架的下弦面并对上部钢结构进行支撑；/nS6、环桁架内框架吊装，在下弦面的钢梁上方吊装内框架的钢柱和钢梁并将内框架和下弦面的钢梁连接；/nS7、环桁架腹杆吊装，腹杆（6）在地面拼装完成后起吊，腹杆（6）对接点与下弦杆（5）顶面上的牛腿（51）相对应后连接；/nS8、环桁架上弦杆吊装，上弦杆的吊装方式与下弦杆（5）的吊装方式相同，上弦杆的牛腿（51）设置在底面上并与腹杆（6）的对接点相对，将上弦杆吊装到待安装位置后，连接上弦杆牛腿（51）和腹杆（6）对接点；上弦杆的对接方式同样采用焊接；/nS9、屋面刚架吊装，屋面刚架安装在相对的上弦杆之间并采用焊接的方式与上弦杆固定，屋面刚架位于内框架上方的部分利用内框架的钢柱支撑；/nS10、重复步骤S5-S9，直至大跨度区域环桁架和劲性结构区域环桁架形成完整的环状；/nS11、环桁架整体卸载，临时支架拆除。/n...

【技术特征摘要】
1.一种环桁架高空原位散拼施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据施工区域特点，对环桁架进行整体设计，将施工区域分为劲性结构区域和大跨度悬空结构区域，劲性结构区域和大跨度悬空区域围成完整的环状；将内环桁架和外环桁架按照下弦杆（5）、腹杆（6）和上弦杆进行分段处理；
S2、劲性结构吊装，劲性结构包括劲性柱（1）和劲性梁，先将劲性柱（1）吊装到位后，在内外相对的劲性柱（1）之间吊装劲性梁并将劲性梁固定到劲性柱（1）上；之后在劲性结构上方完成进行结构区域环桁架的安装；
S3、混凝土剪力墙施工，在大跨度悬空结构区域沿环桁架的周向间隔浇筑混凝土剪力墙（4），对待安装的环桁架形成底部支撑；
S4、环桁架支架安装，在大跨度悬空区域内剪力墙（4）之间安装若干临时支架（2），支架（2）高度根据地势的变化确定，并在支架（2）顶部固定安装支撑下弦杆（5）的胎架（3）；
S5、环桁架下弦杆吊装，下弦杆（5）采用两点平吊，并且下弦杆（5）底部至少有两处抵在支架（2）顶部的胎架（3）或者剪力墙（4）上；下弦杆（5）长度方向的两端均设置有焊接接口，相邻的下弦杆（5）对接后采用焊接的方式连接；在内外环桁架相对的下弦杆（5）之间安装有分别与相对下弦杆（5）固定连接的钢梁；
内外环桁架下弦杆（5）以及相对的下弦杆（5）之间的钢梁形成环桁架的下弦面并对上部钢结构进行支撑；
S6、环桁架内框架吊装，在下弦面的钢梁上方吊装内框架的钢柱和钢梁并将内框架和下弦面的钢梁连接；
S7、环桁架腹杆吊装，腹杆（6）在地面拼装完成后起吊，腹杆（6）对接点与下弦杆（5）顶面上的牛腿（51）相对应后连接；
S8、环桁架上弦杆吊装，上弦杆的吊装方式与下弦杆（5）的吊装方式相同，上弦杆的牛腿（51）设置在底面上并与腹杆（6）的对接点相对，将上弦杆吊装到待安装位置后，连接上弦杆牛腿（51）和腹杆（6）对接点；上弦杆的对接方式同样采用焊接；
S9、屋面刚架吊装，屋面刚架安装在相对的上弦杆之间并采用焊接的方式与上弦杆固定，屋面刚架位于内框架上方的部分利用内框架的钢柱支撑；
S10、重复步骤S5-S9，直...

【专利技术属性】
技术研发人员：李威，董伟，王伟才，曾卫军，钟生平，
申请(专利权)人：北京城建二建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11