【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑施工，更具体涉及一种大跨空间结构竖转提升施工方法。
技术介绍
1、在建筑施工领域，大跨度空间结构因其空间跨度大、结构稳定性好而被广泛应用于大型公共建筑，如体育馆、展览馆等。然而，这类结构在施工过程中，尤其是在密闭或空间受限的区域，传统的安装技术如分块吊装、高空原位散装等面临着一系列技术挑战，比如吊装机械操作限制、高空作业施工安全风险高、高空安装精度控制困难、高空安装施工效率低下、拼装或者临时支撑措施量大等。为了克服这些问题，研究人员和工程师们提出采用地面拼装+提升的施工方式。然而，现有的提升方式仍然存在局限性，特别是在大跨度空间结构呈现较大坡度时，如果采用原位地面拼装方式，大高差的空间结构存在胎架等拼装措施量大、高空拼装施工效率低等问题。面对这些问题，专利《不规则自由曲面钢网架旋转提升安装测量方法及装置》提出了一种旋转提升的方式，虽然解决了拼装措施量大等问题，但是该专利并未考虑地面拼装姿态位置的变化带来的水平位移的影响。当空间结构坡度较大时，仅以竖向坐标最低的提升吊点为旋转轴进行旋转提升，会导致结构距旋转轴的远端水平位移过大。一方面，过大的水平位移会导致狭窄拼装场下结构的旋转空间不足，以及结构旋转过程中与提升架干涉等情况；另一方面，过大的水平位移会导致结构在脱胎的瞬间产生较大的水平分力，不利于提升工装的设计以及位移控制。此外，如何采取特定的异步提升控制方式以确保结构能够按照指定旋转轨迹进行旋转也是旋转提升的一大难点。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种大跨空间
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、(1)提升点的选择：根据空间结构的结构特点和受力情况，提升点一般设置在垂直旋转轴两端的支座节点或其关联节点。
4、(2)旋转轴方向和旋转角度的确定：通过引入拟合平面和拼装平面，以下弦节点到拟合平面距离之和最小为原则确定拟合平面，拟合平面和拼装平面的交线确定为旋转轴方向，夹角确定为旋转角度。
5、(3)地面姿态找形及拼装位置的确定：根据结构空间姿态和地面拼装姿态的映射函数确定结构的地面卧拼姿态和位置，并据此确定拼装胎架布置。
6、(4)异速竖转提升：利用提升设备将结构同步提升脱架并达一定高度后，根据各吊点到旋转轴所在水平面的不同距离来控制各吊点的不同提升速率，实现结构由卧拼姿态的竖转提升直至达到设计姿态，确保结构所有部分以协调的方式提升，避免结构变形或损坏。
7、(5)提升就位：结构竖转提升达到设计姿态后，控制各吊点同步同速提升保持设计姿态，直至将空间结构提升就位安装；
8、(6)卸载拆除：空间结构后补杆件安装，空间结构卸载，拆除提升架，结构安装完成。
9、进一步，提升点的选择严格遵循了设计与提升状态受力一致性的原则，并力求最小化提升器的数量，以简化施工流程并降低成本。
10、进一步，旋转轴方向的确定是通过先定义一个拟合平面e，建立所有空间结构下弦节点设计坐标与拟合平面e的垂直距离之和的函数关系式，以所有空间结构下弦节点距离平面e之和最小为原则，利用最小二乘法解方程得到平面e的表达式，旋转轴的方向就是平面e与水平面的交线方向。
11、进一步，地面拼装姿态通过旋转轴和旋转角度进行找形，找形后的拼装姿态拼装胎架措施量总量最小。
12、进一步，地面姿态拼装位置以旋转后的拼装姿态相对于设计姿态水平位移均匀分布为原则确定地面姿态的拼装位置，空间结构在该拼装位置脱胎，各提升吊点距离提升点的水平位移均匀分布。
13、进一步，各吊点的提升速率通过各提升点的提升绳变化量来计算，提升绳的变化量通过提升点到旋转轴的垂直投影距离的函数关系得到。
14、进一步，为防止空间结构在提升过程中发生偏移，采取限位措施，确保空间结构按照预定轨迹移动。
15、进一步，所述限位措施为，在提升空间结构角落部位与钢柱拉设链条葫芦，脱离胎架前链条葫芦成较松弛状态，提升一定行程后为稍紧状态，通过链条手拉葫芦将空间结构缓慢释放水平位移至静止自由状态，空间结构同步提升至大于网架高差的高度，切换至异步提升模式，手拉葫芦通过分步释放水平位移协助空间结构完成姿态旋转后，拆除葫芦。
16、综上所述，本专利技术通过精心选择提升点、确定旋转轴方向和角度、地面姿态找平及拼装位置的精确确定、异速竖转提升的精确控制、结构的提升就位以及最终的卸载拆除等步骤，实现了复杂空间结构的高效、安全竖转提升。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
17、(1)通过异速竖转提升技术，减少了拼装措施和高空作业，降低了高空施工风险，提高了施工效率，缩短了安装工期；
18、(2)通过地面姿态拼装位置的优化，使空间结构在地面拼装姿态旋转找平的水平位移分布均匀，避免了因水平位移过大导致的拼装场地不足、结构竖转与提升架碰撞、提升架水平分力过大等问题。
19、(3)通过理论分析和控制策略，解决了空间结构绕指定旋转轴按照预定轨迹旋转的难题。
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1.一种大跨空间结构竖转提升施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的大跨空间结构竖转提升施工方法,其特征在于：所述旋转轴方向的确定是通过先定义一个拟合平面E，建立空间结构所有下弦节点设计坐标与平面E的垂直距离之和的函数关系式，以空间结构所有下弦节点距离平面E之和最小为原则，利用最小二乘法解方程得到平面E的表达式，旋转轴的方向就是平面E与水平面的交线方向；所述旋转角度是平面E与水平面的夹角。
3.根据权利要求1所述的大跨空间结构竖转提升施工方法,其特征在于：地面拼装姿态通过旋转方向和旋转角度进行找形，找形后的拼装姿态拼装胎架措施量最小。
4.根据权利要求1所述的大跨空间结构竖转提升施工方法,其特征在于：地面姿态拼装位置以旋转后的拼装姿态相对于设计姿态水平位移均匀分布为原则确定地面姿态的拼装位置，空间结构在该拼装位置脱胎，各提升吊点距离提升点的水平位移均匀分布。
5.根据权利要求1所述的大跨空间结构竖转提升施工方法,其特征在于：各吊点的提升速率通过各提升点的提升绳变化量来计算，提升绳的变化量通过提升点到旋转轴的垂直
6.根据权利要求1所述的大跨空间结构竖转提升施工方法,其特征在于：采取限位措施，以防止空间结构在提升过程中发生偏移，并确保空间结构按照预定轨迹移动。
7.根据权利要求6所述的大跨空间结构竖转提升施工方法,其特征在于：所述限位措施为，在提升空间结构角落部位与钢柱拉设链条葫芦，脱离胎架前链条葫芦成较松弛状态，提升一定行程后为稍紧状态，通过链条手拉葫芦将空间结构缓慢释放水平位移至静止自由状态，空间结构同步提升至大于网架高差的高度，切换至异步提升模式，手拉葫芦通过分步释放水平位移协助空间结构完成姿态旋转后，拆除葫芦。
...【技术特征摘要】
1.一种大跨空间结构竖转提升施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的大跨空间结构竖转提升施工方法,其特征在于：所述旋转轴方向的确定是通过先定义一个拟合平面e，建立空间结构所有下弦节点设计坐标与平面e的垂直距离之和的函数关系式，以空间结构所有下弦节点距离平面e之和最小为原则，利用最小二乘法解方程得到平面e的表达式，旋转轴的方向就是平面e与水平面的交线方向；所述旋转角度是平面e与水平面的夹角。
3.根据权利要求1所述的大跨空间结构竖转提升施工方法,其特征在于：地面拼装姿态通过旋转方向和旋转角度进行找形，找形后的拼装姿态拼装胎架措施量最小。
4.根据权利要求1所述的大跨空间结构竖转提升施工方法,其特征在于：地面姿态拼装位置以旋转后的拼装姿态相对于设计姿态水平位移均匀分布为原则确定地面姿态的拼装位置，空间结构在该拼装位置...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵文雁，王培钊，王龙，王章毅，邢遵胜，沈斌，张坚洪，潘文智，曹佐盛，成龙，
申请(专利权)人：浙江精工钢结构集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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