專利名稱：螺栓球網(wǎng)架筒殼儲料倉逆安裝施工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種物流設(shè)備的制造方法，尤其是一種鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架儲料倉的制造方法，具體地說是跨度在80米以下的螺栓球網(wǎng)架筒殼儲料倉逆安裝施工工藝。
背景技術(shù)：
落地式筒殼儲料倉是為儲存顆粒狀、粉狀原材料(熟料)和保護運營設(shè)備而專門建造的一種結(jié)構(gòu)建筑。被廣泛的應(yīng)用于煤礦、電廠、水泥、鋼鐵、化工等行業(yè)。隨著國家對環(huán)境保護要求越來越高，此種結(jié)構(gòu)形式的儲料倉建設(shè)數(shù)量和規(guī)模越來越大，每年以2(Γ30%的增長速度在推廣、應(yīng)用。目前，社會上使用的儲料倉一般分為二種結(jié)構(gòu)形式一種為圓形(球形)的穹頂儲料倉(本公司已申報并獲得發(fā)明專利)，另外一種筒殼(拱棚)形儲料倉，而此種筒殼結(jié)構(gòu)又分為小跨度(60m以下)，大跨度(6(T80m)、超大跨度(8(Tl20m)，因其跨度不同，其安裝工藝區(qū)別很大，對于跨度80m以下的筒殼，傳統(tǒng)的安裝方法一般采用滿堂紅腳手架，其腳手架的安裝費用、材料費用和延長工期費用等占整個建筑物造價的30%，且工期長，安全性差。近幾年對于跨度40m左右的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)有采用地面組裝，整跨吊裝的施工方案，但局限于重量輕跨度小的結(jié)構(gòu)。對于跨度6(T80m也有采用將建筑物分為若干環(huán)帶，在任一環(huán)帶內(nèi)搭設(shè)腳手架，在其上面散裝網(wǎng)架，形成起步單元，拆除腳手架從起步單元起進行高空散裝成型。此種工藝比前二種施工方法已有進步，但是，起步單元仍然要滿堂紅腳手架，其費用較高，安全性較差，而質(zhì)量不易控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的筒殼式儲料倉施工中存在的周期長、工藝復(fù)雜、造價高、用鋼量大的問題，發(fā)明一種可降低含鋼量、施工方便、質(zhì)量保證、安全可靠的小跨度螺栓球網(wǎng)架筒殼儲料倉逆安裝施工工藝。本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種螺栓球網(wǎng)架筒殼儲料倉逆安裝施工工藝，其特征是它包括以下步驟 首先，根據(jù)當?shù)貧庀髼l件，按最不利氣象條件和拱棚物理參數(shù)，采用CFD數(shù)值風洞計算技術(shù)及有限元算法得到網(wǎng)架節(jié)點桿件的尺寸，即每個節(jié)點的球頭直徑和其上安裝的桿件的幾何參數(shù)，繪出施工圖紙，該施工圖紙上至少應(yīng)包括各節(jié)點的編號和每個節(jié)點的桿件數(shù)；
其次，按照計算結(jié)果備料，在地面預(yù)先完成節(jié)點桿件即小拼單元的初步連接，按節(jié)點編號排列，也可在施工過程中按施工圖紙的節(jié)點編號完成節(jié)點桿件即小拼單元的初步連接； 第三，完成起步單元的安裝，該起步單元選在整個網(wǎng)殼的中部，寬度為5-6個網(wǎng)格， 起步單元由三段拱形單元拼裝而成，其中中間段的拱形單元占3/5，兩邊的拱形單元各占 1/5 ；拼裝時先在選定的安裝位置附近的地面拼裝中間段拱形單元即A段，A段拱形單元拼裝完成后的高度控制在20米以內(nèi)，A段拱形單元的拼裝是從一端開始由吊車配合逐格向另一端拼裝，全部在地面完成；A段拼裝完成后用4臺吊車抬吊配合對兩邊的拱形單元即B段和C段進行地面拼裝，B段、C段拼裝完成后的高度應(yīng)控制在15米以內(nèi)，選4到5個網(wǎng)格高度，4臺吊車吊點位置應(yīng)進行設(shè)計驗算，以使B段、C段拼裝完成后的起步單元保持平衡，拼裝好的起步單元要進行整體安裝，按照基礎(chǔ)預(yù)埋件中心線首先固定一邊，另一邊根據(jù)誤差情況進行調(diào)整，待誤差滿足要求后焊接固定，安裝完成的起步單元剛度較差，不能抵御較大的風荷載和施工荷載，還必須在兩側(cè)用繩索進行張拉穩(wěn)定，保證施工安全，然后進行高空散裝；
第四，從起步單元兩側(cè)用小拼單元向筒殼兩端進行高空懸挑安裝，懸挑安裝時必須圈圈閉合，以保證網(wǎng)架的整體剛度，直至整個網(wǎng)架安裝結(jié)束； 第五，網(wǎng)架安裝結(jié)束后再進行后續(xù)面板和內(nèi)部設(shè)備的安裝。所述的跨度不超過80米，高度不超過35米。本發(fā)明的有益效果
1、本發(fā)明采用了計算機模擬風洞技術(shù)，將原來的整體拱棚風洞試驗改為網(wǎng)格節(jié)點的風載模擬試驗，大大增加了試驗的準確性。同時由整體結(jié)構(gòu)計算改為按節(jié)點建模計算，所得到結(jié)構(gòu)更能準確的反映節(jié)點受力情況，因此準確性更高；代替了試驗室風洞試驗，減少了時間，節(jié)約了成本。2、本發(fā)明采用了細化荷載分布，根據(jù)從上到下各層荷載的變化設(shè)置網(wǎng)格尺寸。因此，設(shè)計計算方法更加科學合理，最大限度的節(jié)約了用鋼量。3、在沒有成熟的設(shè)計方法的情況下，采用有限元計算程序和多種網(wǎng)架專用設(shè)計軟件相結(jié)合，相對比驗證，在確保結(jié)構(gòu)安全帶條件下降低了含鋼量(跨度60m，含鋼量22kg/m2 ； 跨度80m，含鋼量25 28kg/m2)；。4、為確保結(jié)構(gòu)安全，增加了在施工過程中，在最不利的結(jié)構(gòu)形式下受最大不利的風荷載的模擬驗算，為施工安全和施工方案的可行性獲得了依據(jù)。核實了計算依據(jù)。5、本發(fā)明將結(jié)構(gòu)施工分成起步穩(wěn)定單元和高空懸挑小拼單元二個施工段進行安裝，以起步單元為高空懸挑小拼單元安裝的承重結(jié)構(gòu)，即以結(jié)構(gòu)本身的承載能力承受后續(xù)施工荷載，是十分科學的，它突出了矛盾的重點，簡化了施工程序，是技術(shù)方案的突破。6、采用本發(fā)明的安裝方法，施工工藝無腳手架安裝，節(jié)約其腳手架的安裝費用、材料費用和延長工期費用等占整個建筑物造價的30%。且質(zhì)量保證，安全可靠。7、本發(fā)明采用吊車作為起步單元的拼裝工具，使得整個起步單元拼裝簡單，占地面積小，它突破了傳統(tǒng)的吊車僅僅用于吊裝的思路，拓展了吊車的應(yīng)用范圍，是一種逆安裝思路。8、本發(fā)明全部取消滿堂紅腳架，將超大跨度網(wǎng)架分解成起步單元和散裝單元二個部分，采用地面拼裝，高空組裝的全新施工方案，節(jié)約了成本、縮短了工期、穩(wěn)定了質(zhì)量、安全有保障。


圖1是本發(fā)明的起步單元的俯視圖結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的起步單元中的中間段即A段的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的起步單元拼裝后的截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4本發(fā)明的空中懸挑安裝時的施工現(xiàn)場安裝示意圖。
圖5是本發(fā)明的下弦桿小拼單元中的吊裝示意圖。圖6是本發(fā)明的上弦桿小拼單元中的吊裝示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。如圖1-6所示。一種小跨度螺栓球網(wǎng)架筒殼儲料倉逆安裝施工工藝，筒殼儲料的跨度不超過80 米，高度不超過35米，具體的施工工藝包括以下步驟
首先，根據(jù)當?shù)貧庀髼l件，按最不利氣象條件和拱棚物理參數(shù)，采用CFD數(shù)值風洞計算技術(shù)及有限元算法得到網(wǎng)架節(jié)點桿件的尺寸，即每個節(jié)點的球頭直徑和其上安裝的桿件的幾何參數(shù)，繪出施工圖紙，該施工圖紙上至少應(yīng)包括各節(jié)點的編號和每個節(jié)點的桿件數(shù)；具體的計算方法可采用申請人在先申請的申請?zhí)枮?00810M4134. 2的發(fā)明專利中有關(guān)球形儲料倉的計算方法加以實現(xiàn)；
其次，按照計算結(jié)果備料，在地面預(yù)先完成節(jié)點桿件即小拼單元(如圖5、6)的初步連接，按節(jié)點編號排列，也可在施工過程中按施工圖紙的節(jié)點編號完成節(jié)點桿件即小拼單元的初步連接；
第三，完成起步單元的安裝，該起步單元選在整個網(wǎng)殼的中部，寬度為5-6個網(wǎng)格， 起步單元由三段拱形單元拼裝而成，其中中間段的拱形單元占3/5，兩邊的拱形單元各占 1/5 ；拼裝時先在選定的安裝位置附近的地面拼裝中間段拱形單元即A段，A段拱形單元拼裝完成后的高度控制在20米以內(nèi)，A段拱形單元的拼裝是從一端開始由吊車配合逐格向另一端拼裝，全部在地面完成；A段拼裝完成后用4臺吊車抬吊配合對兩邊的拱形單元即B段和C段進行地面拼裝，B段、C段拼裝完成后的高度應(yīng)控制在15米以內(nèi)，選4到5個網(wǎng)格高度，4臺吊車吊點位置應(yīng)進行設(shè)計驗算，以使B段、C段拼裝完成后的起步單元保持平衡，拼裝好的起步單元要進行整體安裝，按照基礎(chǔ)預(yù)埋件中心線首先固定一邊，另一邊根據(jù)誤差情況進行調(diào)整，待誤差滿足要求后焊接固定，安裝完成的起步單元剛度較差，不能抵御較大的風荷載和施工荷載，還必須在兩側(cè)用繩索進行張拉穩(wěn)定，保證施工安全，然后進行高空散裝；
第四，從起步單元兩側(cè)用小拼單元向筒殼兩端進行高空懸挑安裝，懸挑安裝時必須圈圈閉合，以保證網(wǎng)架的整體剛度，直至整個網(wǎng)架安裝結(jié)束； 第五，網(wǎng)架安裝結(jié)束后再進行后續(xù)面板和內(nèi)部設(shè)備的安裝。詳述如下
一、細化節(jié)點載荷，創(chuàng)新網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計、降低用鋼量。1、結(jié)合本安裝工藝，在設(shè)計中采用CFD數(shù)值風洞技術(shù)，取代風洞模擬試驗，使計算數(shù)值更接近實際，安全可靠，降低試驗成本，節(jié)約了設(shè)計時間；
2、結(jié)合本安裝工藝，設(shè)計中優(yōu)化網(wǎng)格布置，并按當?shù)刈畲箫L速及建筑物的結(jié)構(gòu)形式選取最不利載荷組合，優(yōu)化和細化載荷數(shù)值，精確分布到各個網(wǎng)架節(jié)點，獲得載荷參數(shù)與經(jīng)濟指標的關(guān)系；
3、結(jié)合本安裝工藝，用有限元計算方法得到網(wǎng)架各個節(jié)點桿件的截面，設(shè)計出網(wǎng)架結(jié)構(gòu)圖紙；4、因為以上設(shè)計方法將網(wǎng)架載荷細化到網(wǎng)架各個節(jié)點，根據(jù)載荷數(shù)值不同選取桿件截面，所以可比傳統(tǒng)的設(shè)計降低用鋼量1(Γ15%。二、 安裝工藝施工工藝逆安裝施工工法基本原理
將結(jié)構(gòu)施工分成基本單元和高空懸挑小拼單元二個施工工段，以基本單元為小拼單元安裝的承重結(jié)構(gòu)，即以結(jié)構(gòu)本身的承載能力承受后續(xù)施工載荷。具體做法是先在地面將基本單元3/5跨度的網(wǎng)架桿拼裝成整體，用吊車或扒桿整體起吊高空，在地面二跨支座處安裝剩余的2/5網(wǎng)架桿，直至全部安裝完成，穩(wěn)定在支座處焊牢，形成穩(wěn)定的單元，全部在地面施工，以此基本單元為起步單元做高空懸挑小拼單元，直至完成整體網(wǎng)架的安裝工程。三、施工工藝及操作要點 1、施工工藝流程
施工準備一測量放線一起步單元地面拼裝一小拼單元高空散裝一主體驗收 1.1施工準備
1.1.1根據(jù)設(shè)計圖紙，安裝指導(dǎo)書對參加安裝的人員進行培訓(xùn)，做好技術(shù)和安全交底。1. 1. 2備齊所用的工機具，確保其性能良好。1. 1. 3對進場構(gòu)件進行報驗、隨機抽樣檢測，做好進場構(gòu)件的檢驗記錄。1. 1. 4對進場桿件、螺栓球進行分揀，按規(guī)格、使用部位，清點清楚，分隔堆放，做好標識，以備使用。1. 1. 5準備好有關(guān)的質(zhì)量檢驗器具并保證在檢測周期內(nèi)，以及全過程質(zhì)量檢驗記錄表格。1. 2測量放線
在施工完的基礎(chǔ)頂面彈好十字線，嚴格檢查預(yù)埋件安裝誤差，支撐面預(yù)埋件的位置、標高、水平度允許偏差應(yīng)符合規(guī)范要求。1. 3起步單元的安裝
1. 3. 1起步單元是為了首先形成具有一定剛度的空間結(jié)構(gòu)單元用于承受施工荷載以便于進行高空散裝，一般選在在整個網(wǎng)殼的中部寬度為5到6個網(wǎng)格如圖1所示。1. 3. 2起步單元拼裝時一般分成Α、B、C三段，首先在安裝位置附近的地面拼裝A 段，A段拼裝完成后的高度控制在20Μ以內(nèi)，A段的拼裝方法是從一端開始由吊車配合逐格向另一端拼裝，全部在地面完成如圖2所示。1. 3. 3 A段拼裝完成后用4臺吊車抬吊配合對B、C段進行地面拼裝，B、C段拼裝完成后的高度應(yīng)控制在15M以內(nèi)，一般選4到5個網(wǎng)格高度，4臺吊車吊點位置應(yīng)進行設(shè)計驗算，原則是B、C段拼裝完成后整體網(wǎng)架單元應(yīng)盡可能保持平衡，使整體網(wǎng)架單元穩(wěn)定良好， 變形較小，如圖3所示。1. 3. 4拼裝好的起步單元要進行整體安裝，按照基礎(chǔ)預(yù)埋件中心線首先固定一邊， 另一邊根據(jù)誤差情況進行調(diào)整，待誤差滿足要求后焊接固定，安裝完成的起步單元剛度較差，不能抵御較大的風荷載和施工荷載，必須在兩側(cè)用繩索進行張拉穩(wěn)定，保證施工安全， 然后進行高空散裝。1. 4高空散裝
1. 4. 1起步單元安裝完成后就進入高空散裝階段，用吊車同時向兩側(cè)進行懸挑安裝，要求懸挑安裝時必須圈圈閉合，支座按設(shè)計要求進行固定，以保證網(wǎng)殼的整體剛度。1. 4. 2為了加快安裝進度，網(wǎng)架高空散裝采用從網(wǎng)殼中部沿長度方向向兩端推進， 高空散裝時首先按設(shè)計位置固定好支座，然后從下往上逐圈安裝逐圈閉合，逐步向兩端延伸，直到全部完成。1. 4. 3高空散裝時每個工作面可將安裝人員分成兩部分，一部分拼裝地面小單元， 另一部分進行高空安裝，安裝程序為先有地面拼裝人員按圖紙要求，將待安裝網(wǎng)架在地面拼裝成小單元，用吊車將小單元吊到空中已經(jīng)安裝好的網(wǎng)架的對應(yīng)位置，由高空作業(yè)人員完成小單元與網(wǎng)架的連接.
1. 4. 4小單元的地面拼裝
地面小單元也稱為三角錐，即由一個節(jié)點球與四 五根桿件在地面拼成的小單元，小單元分為下弦小單元和上弦小單元，地面拼裝時應(yīng)將所有桿件一次安裝緊固到位。1.4. 5小單元的安裝
分別將三根系繩系到球端和上(下)弦桿上，(見圖5、6)三根系繩的長短應(yīng)控制好將吊起的三角架與空中實際安裝位置接近，偏轉(zhuǎn)角度不應(yīng)過大，以方便高空安裝人員的接應(yīng)。 用吊車將小單元吊到安裝位置，安裝人員接到對應(yīng)的安裝桿件后將高強螺柱與螺柱球孔連接，網(wǎng)架安裝時，高強螺栓應(yīng)擰緊到位，不允許無紋螺母的接觸面有肉眼可觀察到的縫隙， 初步連接時應(yīng)先擰入三 五扣，根據(jù)其他安裝人員的安裝情況，待全部安裝螺栓均進入螺柱球后，再一起將高強螺柱緊固到位，要避免某一，二個高強螺栓先緊死，這樣會造成其他高強螺栓難以安裝到位。1.4.6網(wǎng)殼在高空拼裝過程中由于網(wǎng)架自重會產(chǎn)生一定的撓度，如果撓度過大會影響正常安裝和結(jié)構(gòu)安全，解決這個問題一般采用搭設(shè)腳手架或支撐塔架，用千斤頂頂撐， 把安裝好的網(wǎng)殼撓度控制在允許范圍內(nèi)。勞動力組織(見下表)
勞動力組成情況表
序號分項工程所需人數(shù)備注1管理人員4項目經(jīng)理1名、技術(shù)員1名、安檢員1名、材料員1名3地面拼裝304高空安裝205合計54 設(shè)備與工機具
本工藝所使用的設(shè)備工機具如下表(按兩個安裝班組配備) 設(shè)備工機具表
權(quán)利要求
1.一種螺栓球網(wǎng)架筒殼儲料倉逆安裝施工工藝，其特征是它包括以下步驟首先，根據(jù)當?shù)貧庀髼l件，按最不利氣象條件和拱棚物理參數(shù)，采用CFD數(shù)值風洞計算技術(shù)及有限元算法得到網(wǎng)架節(jié)點桿件的尺寸，即每個節(jié)點的螺栓球直徑和其上安裝的桿件的幾何參數(shù)，繪出施工圖紙，該施工圖紙上至少應(yīng)包括各節(jié)點的編號和每個節(jié)點的桿件數(shù)；其次，按照計算結(jié)果備料，在地面預(yù)先完成節(jié)點桿件即小拼單元的初步連接，按節(jié)點編號排列，也可在施工過程中按施工圖紙的節(jié)點編號完成節(jié)點桿件即小拼單元的初步連接；第三，完成起步單元的安裝，該起步單元選在整個網(wǎng)殼的中部，寬度為5-6個網(wǎng)格， 起步單元由三段拱形單元拼裝而成，其中中間段的拱形單元占3/5，兩邊的拱形單元各占 1/5 ；拼裝時先在選定的安裝位置附近的地面拼裝中間段拱形單元即A段，A段拱形單元拼裝完成后的高度控制在20米以內(nèi)，A段拱形單元的拼裝是從一端開始由吊車配合逐格向另一端拼裝，全部在地面完成；A段拼裝完成后用4臺吊車抬吊配合對兩邊的拱形單元即B段和C段進行地面拼裝，B段、C段拼裝完成后的高度應(yīng)控制在15米以內(nèi)，選4到5個網(wǎng)格高度，4臺吊車吊點位置應(yīng)進行設(shè)計驗算，以使B段、C段拼裝完成后的起步單元保持平衡，拼裝好的起步單元要進行整體安裝，按照基礎(chǔ)預(yù)埋件中心線首先固定一邊，另一邊根據(jù)誤差情況進行調(diào)整，待誤差滿足要求后焊接固定，安裝完成的起步單元剛度較差，不能抵御較大的風荷載和施工荷載，還必須在兩側(cè)用繩索進行張拉穩(wěn)定，保證施工安全，然后進行高空散裝；第四，從起步單元兩側(cè)用小拼單元向筒殼兩端進行高空懸挑安裝，懸挑安裝時必須圈圈閉合，以保證網(wǎng)架的整體剛度，直至整個網(wǎng)架安裝結(jié)束；第五，網(wǎng)架安裝結(jié)束后再進行后續(xù)面板和內(nèi)部設(shè)備的安裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺栓球網(wǎng)架筒殼儲料倉逆安裝施工工藝，其特征是所述的跨度不超過80米，高度不超過35米。
全文摘要
一種螺栓球網(wǎng)架筒殼儲料倉逆安裝施工工藝，其特征是首先，根據(jù)當?shù)貧庀髼l件，按最不利氣象條件和拱棚物理參數(shù)，采用CFD數(shù)值風洞計算技術(shù)及有限元算法得到網(wǎng)架節(jié)點桿件的尺寸，即每個節(jié)點的球頭直徑和其上安裝的桿件的幾何參數(shù)，繪出施工圖紙，該施工圖紙上至少應(yīng)包括各節(jié)點的編號和每個節(jié)點的桿件數(shù)；然后將施工步驟分為起步單元安裝和空中懸挑單元的安裝。它無需搭設(shè)滿堂紅腳手架，具有省時，省料，安全可靠的特點。
文檔編號E04H7/30GK102425326SQ20111027143
公開日2012年4月25日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者劉煜, 朱新穎, 牛尚洲, 王杰 申請人:徐州中煤百甲重鋼結(jié)構(gòu)有限公司