一種大直徑穹頂鋼結(jié)構(gòu)快速精準(zhǔn)安裝方法與流程

本申請屬于鋼結(jié)構(gòu)建造施工，具體涉及一種大直徑穹頂鋼結(jié)構(gòu)快速精準(zhǔn)安裝方法。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，城市化的步伐加快，鋼結(jié)構(gòu)以其輕便高強(qiáng)、施工速度快、可持續(xù)利用等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到廣泛的應(yīng)用，已成為一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)體系，為建筑物的形式帶來了更多的可能性。其中，大直徑(30m及以上)的穹頂?shù)慕ㄖ煨兔烙^、新穎、獨(dú)特，力學(xué)性能優(yōu)良，屋蓋結(jié)構(gòu)受力合理，可為建筑提供優(yōu)渥的使用空間，因此以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特性和優(yōu)勢，在大型公共建筑、地標(biāo)性建筑、工業(yè)廠房和倉庫以及特殊功能建筑等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

2、但大跨度鋼結(jié)構(gòu)穹頂面臨施工工藝繁雜、工序?qū)Y(jié)構(gòu)內(nèi)力影響較大、施工中涉及受力體系轉(zhuǎn)換、整體提升重量過大(一般重量超過300噸)等諸多方面的挑戰(zhàn)，其復(fù)雜化的特點(diǎn)逐漸凸顯。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請的目的在于：本申請?zhí)峁┝艘环N大直徑穹頂鋼結(jié)構(gòu)快速精準(zhǔn)安裝方法，解決了大跨度鋼結(jié)構(gòu)穹頂施工工藝繁雜的問題。

2、本申請采用搭設(shè)臨時(shí)支撐架的方式，為主梁的安裝施工提供了可靠支撐與連接；臨時(shí)支撐架采用模塊化結(jié)構(gòu)，施工快速、靈活、高效、拆除方便；支撐架頂部配置可調(diào)式標(biāo)高凳，用于精確定位中心主梁的標(biāo)高，鋼結(jié)構(gòu)穹頂屋蓋施工完成后，通過千斤頂分步多級(jí)卸載至穹頂結(jié)構(gòu)完全脫空；優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)安裝工序，兩臺(tái)吊車進(jìn)入建筑內(nèi)場并采用對稱站位，對稱化方式安裝主梁與次梁，有效提高了機(jī)械使用效率與施工速度，避免了采用超重型起重設(shè)備，節(jié)約工程造價(jià)與施工工期。

3、本申請目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

4、一種大直徑穹頂鋼結(jié)構(gòu)快速精準(zhǔn)安裝方法，包括如下步驟：

5、第一步，測量放線；

6、第二步，搭設(shè)臨時(shí)支撐架：在穹頂鋼結(jié)構(gòu)中心的正下方搭設(shè)臨時(shí)支撐架；

7、第三步，安裝穹頂鋼結(jié)構(gòu)：先安裝中心主梁，利用臨時(shí)支撐架對中心主梁進(jìn)行臨時(shí)支撐，再安裝中心主梁與外環(huán)主梁之間的大跨度主梁，大跨度主梁在中心主梁兩邊對稱依次安裝，相鄰兩大跨度主梁之間形成扇形區(qū)域，再在該扇形區(qū)域內(nèi)安裝次梁；

8、第四步，臨時(shí)支撐架卸載：逐步卸載臨時(shí)支撐架對中心主梁的支撐至完全脫空；

9、第五步，臨時(shí)支撐架拆除。

10、進(jìn)一步的，所述的第一步中，以建筑物主軸線和高程控制網(wǎng)作為鋼結(jié)構(gòu)在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及主體結(jié)構(gòu)中施工的測量基準(zhǔn)點(diǎn)；第二步及之后的步驟中，在臨時(shí)支撐架上用全站儀測量出準(zhǔn)確的圓心控制點(diǎn)，并定期進(jìn)行校核，以保證基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性與可靠性；利用外部控制點(diǎn)復(fù)核鋼結(jié)構(gòu)軸線及臨時(shí)支撐架，測量誤差控制在允許范圍之內(nèi)。

11、進(jìn)一步的，所述的第二步中，臨時(shí)支撐架安置在支撐架基礎(chǔ)上，支撐架基礎(chǔ)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，支撐架基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)置有預(yù)埋件鋼板，預(yù)埋件鋼板與臨時(shí)支撐架連接，對臨時(shí)支撐架進(jìn)行定位及承載。

12、進(jìn)一步的，所述的第二步中，臨時(shí)支撐架包括兩組，兩組臨時(shí)支撐架共同對中心主梁進(jìn)行支撐。

13、進(jìn)一步的，所述的第二步中，臨時(shí)支撐架為若干標(biāo)準(zhǔn)節(jié)逐層搭設(shè)而成，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)包括四角的立柱，上下兩立柱之間搭設(shè)連接，立柱之間連接有水平支撐和斜支撐，最上層標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的立柱之間設(shè)有分配梁，分配梁上設(shè)有支撐中心主梁的標(biāo)高凳。

14、進(jìn)一步的，所述的第三步中，穹頂鋼結(jié)構(gòu)包括中心主梁、外環(huán)主梁、大跨度主梁和次梁，中心主梁位于穹頂鋼結(jié)構(gòu)中心位置，外環(huán)主梁位于穹頂鋼結(jié)構(gòu)外環(huán)位置，大跨度主梁連接在中心主梁與外環(huán)主梁之間，次梁連接在相鄰兩大跨度主梁形成的扇形區(qū)域內(nèi)。

15、進(jìn)一步的，所述的第三步中，采用吊車對穹頂鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行吊裝作業(yè)，吊車采用兩臺(tái)并在中心主梁兩邊對稱布置。

16、進(jìn)一步的，所述的第四步中，卸載前首先在臨時(shí)支撐架上設(shè)置千斤頂，通過千斤頂換撐臨時(shí)支撐架，采用千斤頂對中心主梁進(jìn)行卸載，卸載逐級(jí)進(jìn)行并分至少三次。

17、進(jìn)一步的，所述的第四步中，通過結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件計(jì)算下?lián)狭?，第一次卸載為總撓度的1/3，第二次卸載量為總撓度的1/3，第三次全部卸載；在逐級(jí)卸載過程中觀察比較實(shí)際撓度與計(jì)算值的差異，若差異過大則停止卸載，并檢查復(fù)核校對。

18、進(jìn)一步的，所述的第四步中，通過千斤頂換撐臨時(shí)支撐架時(shí)，保證千斤頂壓力數(shù)值差異控制在5％以內(nèi)；卸載過程中，千斤頂同步進(jìn)行，通過千斤頂讀數(shù)表檢查千斤頂卸載的同步性，相互之間讀數(shù)的差值需控制在10％以內(nèi)。

19、進(jìn)一步的，所述的第四步中，第一次卸載完成后，穩(wěn)定30分鐘，測量記錄沉測變形觀察點(diǎn)數(shù)值，比較前后變化量是否與卸載值同步，若不同步則停止卸載，分析后重啟卸載程序；若數(shù)據(jù)變化同步，則進(jìn)入第二次卸載；

20、第二次卸載完成后，穩(wěn)定30分鐘，測量記錄沉測變形觀察點(diǎn)數(shù)值，比較前后變化量是否與卸載值同步，若不同步則停止卸載，分析后重啟卸載程序；若數(shù)據(jù)變化同步，進(jìn)入第三次卸載；

21、第三次卸載完成后，當(dāng)卸載穩(wěn)定后同時(shí)臨時(shí)支撐架脫空時(shí)，臨時(shí)支撐架卸載完成，將最終沉測變形觀察數(shù)據(jù)記錄后，進(jìn)入支撐架拆除工序。

22、進(jìn)一步的，所述的第五步中，臨時(shí)支撐架拆除選用現(xiàn)場吊車進(jìn)行配合施工拆除；臨時(shí)支撐架的拆除順序?yàn)橄炔鹬?，后拆立柱，臨時(shí)支撐架的水平支撐和斜支撐自上而下拆除，整個(gè)支撐架體系根據(jù)標(biāo)節(jié)的層高采用分層多次拆除。

23、本申請的有益效果：

24、(1)針對穹頂中心環(huán)形鋼梁的設(shè)計(jì)，采用搭設(shè)臨時(shí)支撐架的方式固定、定位中心主梁，為主梁的安裝施工提供了可靠支撐與連接，實(shí)現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)穹頂?shù)母咝?、精?zhǔn)拼裝作業(yè)，解決了高空作業(yè)難題，有效提升施工效率，保障施工精度。

25、(2)中心位置的臨時(shí)支撐架采用模塊化結(jié)構(gòu)，施工快速、靈活、高效，施工過程中易于控制中心主梁的高度與位置，在鋼結(jié)構(gòu)穹頂施工完成后拆除方便。

26、(3)支撐架頂部配置可調(diào)式標(biāo)高凳，用于精確定位中心環(huán)梁的標(biāo)高，鋼結(jié)構(gòu)穹頂屋蓋施工完成后，通過千斤頂分步多級(jí)卸載至穹頂結(jié)構(gòu)完全脫空，穩(wěn)定、高效地定實(shí)現(xiàn)了穹頂結(jié)構(gòu)的受力體系的轉(zhuǎn)換。

27、(4)優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)安裝工序，兩臺(tái)吊車進(jìn)入建筑內(nèi)場并采用對稱站位，對稱化方式安裝主梁與系梁，提高了機(jī)械使用效率與施工速度，避免了采用超重型起重設(shè)備，節(jié)約工程造價(jià)與施工工期。

28、前述本申請主方案及其各進(jìn)一步選擇方案可以自由組合以形成多個(gè)方案，均為本申請可采用并要求保護(hù)的方案；且本申請，(各非沖突選擇)選擇之間以及和其他選擇之間也可以自由組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員在了解本申請方案后根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和公知常識(shí)可明了有多種組合，均為本申請所要保護(hù)的技術(shù)方案，在此不做窮舉。

技術(shù)特征：

1.一種大直徑穹頂鋼結(jié)構(gòu)快速精準(zhǔn)安裝方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑穹頂鋼結(jié)構(gòu)快速精準(zhǔn)安裝方法，其特征在于：所述的第一步中，以建筑物主軸線和高程控制網(wǎng)作為鋼結(jié)構(gòu)在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及主體結(jié)構(gòu)中施工的測量基準(zhǔn)點(diǎn)；第二步及之后的步驟中，在臨時(shí)支撐架(2)上用全站儀測量出準(zhǔn)確的圓心控制點(diǎn)，并定期進(jìn)行校核，以保證基準(zhǔn)點(diǎn)的穩(wěn)定性與可靠性；利用外部控制點(diǎn)復(fù)核鋼結(jié)構(gòu)軸線及臨時(shí)支撐架(2)，測量誤差控制在允許范圍之內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑穹頂鋼結(jié)構(gòu)快速精準(zhǔn)安裝方法，其特征在于：所述的第二步中，臨時(shí)支撐架(2)安置在支撐架基礎(chǔ)(3)上，支撐架基礎(chǔ)(3)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，支撐架基礎(chǔ)(3)內(nèi)設(shè)置有預(yù)埋件鋼板，預(yù)埋件鋼板與臨時(shí)支撐架(2)連接，對臨時(shí)支撐架(2)進(jìn)行定位及承載。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的大直徑穹頂鋼結(jié)構(gòu)快速精準(zhǔn)安裝方法，其特征在于：所述的第二步中，臨時(shí)支撐架(2)包括兩組，兩組臨時(shí)支撐架(2)共同對中心主梁(4)進(jìn)行支撐；臨時(shí)支撐架(2)為若干標(biāo)準(zhǔn)節(jié)(201)逐層搭設(shè)而成，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)(201)包括四角的立柱(202)，上下兩立柱(202)之間搭設(shè)連接，立柱(202)之間連接有水平支撐(203)和斜支撐(204)，最上層標(biāo)準(zhǔn)節(jié)(201)的立柱(202)之間設(shè)有分配梁(205)，分配梁(205)上設(shè)有支撐中心主梁(4)的標(biāo)高凳(206)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑穹頂鋼結(jié)構(gòu)快速精準(zhǔn)安裝方法，其特征在于：所述的第三步中，穹頂鋼結(jié)構(gòu)包括中心主梁(4)、外環(huán)主梁、大跨度主梁(5)和次梁，中心主梁(4)位于穹頂鋼結(jié)構(gòu)中心位置，外環(huán)主梁位于穹頂鋼結(jié)構(gòu)外環(huán)位置，大跨度主梁(5)連接在中心主梁(4)與外環(huán)主梁之間，次梁連接在相鄰兩大跨度主梁(5)形成的扇形區(qū)域內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的大直徑穹頂鋼結(jié)構(gòu)快速精準(zhǔn)安裝方法，其特征在于：所述的第三步中，采用吊車(6)對穹頂鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行吊裝作業(yè)，吊車(6)采用兩臺(tái)并在中心主梁(4)兩邊對稱布置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑穹頂鋼結(jié)構(gòu)快速精準(zhǔn)安裝方法，其特征在于：所述的第四步中，卸載前首先在臨時(shí)支撐架(2)上設(shè)置千斤頂，通過千斤頂換撐臨時(shí)支撐架(2)，采用千斤頂對中心主梁(4)進(jìn)行卸載，卸載逐級(jí)進(jìn)行并分至少三次。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的大直徑穹頂鋼結(jié)構(gòu)快速精準(zhǔn)安裝方法，其特征在于：所述的第四步中，通過結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件計(jì)算下?lián)狭?，第一次卸載為總撓度的1/3，第二次卸載量為總撓度的1/3，第三次全部卸載；在逐級(jí)卸載過程中觀察比較實(shí)際撓度與計(jì)算值的差異，若差異過大則停止卸載，并檢查復(fù)核校對；通過千斤頂換撐臨時(shí)支撐架(2)時(shí)，保證千斤頂壓力數(shù)值差異控制在5％以內(nèi)；卸載過程中，千斤頂同步進(jìn)行，通過千斤頂讀數(shù)表檢查千斤頂卸載的同步性，相互之間讀數(shù)的差值需控制在10％以內(nèi)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的大直徑穹頂鋼結(jié)構(gòu)快速精準(zhǔn)安裝方法，其特征在于：所述的第四步中，第一次卸載完成后，穩(wěn)定30分鐘，測量記錄沉測變形觀察點(diǎn)數(shù)值，比較前后變化量是否與卸載值同步，若不同步則停止卸載，分析后重啟卸載程序；若數(shù)據(jù)變化同步，則進(jìn)入第二次卸載；

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大直徑穹頂鋼結(jié)構(gòu)快速精準(zhǔn)安裝方法，其特征在于：所述的第五步中，臨時(shí)支撐架(2)拆除選用現(xiàn)場吊車(6)進(jìn)行配合施工拆除；臨時(shí)支撐架(2)的拆除順序?yàn)橄炔鹬?，后拆立柱，臨時(shí)支撐架(2)的水平支撐和斜支撐自上而下拆除，整個(gè)支撐架體系根據(jù)標(biāo)節(jié)的層高采用分層多次拆除。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種大直徑穹頂鋼結(jié)構(gòu)快速精準(zhǔn)安裝方法，包括如下步驟：測量放線；搭設(shè)臨時(shí)支撐架：在穹頂鋼結(jié)構(gòu)中心的正下方搭設(shè)臨時(shí)支撐架；安裝穹頂鋼結(jié)構(gòu)：先安裝中心主梁，再安裝中心主梁與外環(huán)主梁之間的大跨度主梁，大跨度主梁在中心主梁兩邊對稱依次安裝，相鄰兩大跨度主梁之間安裝次梁；臨時(shí)支撐架卸載：逐步卸載臨時(shí)支撐架對中心主梁的支撐至完全脫空；臨時(shí)支撐架拆除。本申請的有益效果：針對穹頂中心環(huán)形鋼梁的設(shè)計(jì)，采用搭設(shè)臨時(shí)支撐架的方式固定、定位中心主梁，為主梁的安裝施工提供了可靠支撐與連接，實(shí)現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)穹頂?shù)母咝?、精?zhǔn)拼裝作業(yè)，解決了高空作業(yè)難題，有效提升施工效率，保障施工精度。

技術(shù)研發(fā)人員：何剛,楊懿,易家明,謝錦鴻,陳昌俊,汪銳,吳平,梁茂,李沐林
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國五冶集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9