專利名稱：一種鋼結構穹頂的施工方法
技術領域：
本發(fā)明涉及建筑領域，具體說，涉及一種鋼結構穹頂的施工方法。
背景技術：
穹頂式結構是指懸垂的半球體空間或面積，通常構建在公共場所和大型場館等建筑物頂部。鋼結構穹頂是指穹頂的所有徑向梁和環(huán)向梁均由鋼管焊接而成。鋼結構構件具有自重輕、安裝快捷、抗震性能好、環(huán)境污染少等優(yōu)點，鋼結構穹頂具有內部空間大、強度和穩(wěn)定性好、造型新穎美觀等優(yōu)點，因此，鋼結構穹頂倍受建筑師青睞。圖1示出了鋼結構穹頂一個例子的俯視圖，如圖1所示，穹頂式結構由鋼構件10構成，其包括頂環(huán)梁11、次環(huán)梁
12、基礎環(huán)梁13、多條水平環(huán)梁14、15、多條主弧形梁16和多條次弧形梁17。其中，所有的弧形梁和環(huán)梁均由鋼管構成，各交叉節(jié)點之間焊接連接。在現有的鋼結構穹頂的施工過程中，采用滿堂腳手架工藝，即在鋼結構穹頂的內部大規(guī)模搭設的臨時結構架。圖2示出了現有技術中滿堂腳手架正面示意圖。如圖2所示，滿堂腳手架通常包括水平桿110、立桿120、扣件130、掃地桿140、小橫桿150和剪刀撐160。滿堂腳手架的搭設施工步驟包括a)根據設計圖紙，擺放掃地桿150 ;b)樹立立桿120，將立桿120與掃地桿150采用扣件130扣緊；c)安裝掃地小橫桿150，將小橫桿150與立桿120或掃地桿140采用扣件130扣緊；d)安裝水平桿110，將水平桿110與立桿120采用扣件130扣緊；e)重復步驟c)和步驟d)，至所有水平桿110安裝完畢；f)安裝剪刀撐160。根據滿堂腳手架的設置高度不同，對水平桿110，立桿120，掃地桿150的構造要求也不同，對立桿步距，立桿縱距，立桿橫距，橫向斜支撐，剪刀撐設置位置及角度等各項參數的要求也不盡相同。另外，在腳手架的搭設和拆除過程中，通常采用大型吊車裝配或者傳送各構件。這種方法的缺點是，采用大型吊車裝配和滿堂腳手架，一方面，搭設和拆除滿堂腳手架時需要大量的人力和施工工期，而且高空搭設腳手架具有安全隱患，支架坍塌會造成安全事故；另一方面，傳送構件時采用大型吊車，吊車費用增加了施工成本。

發(fā)明內容
本發(fā)明就是為了解決上述問題而做出的。具體說，本發(fā)明的目的在于，提供一種鋼結構穹頂的施工方法，使得在鋼結構穹頂的施工中，可以不使用滿堂腳手架，節(jié)省了搭設和拆除腳手架所用的人力和施工工期，以及可以不采用大型吊車，節(jié)約施工成本。為了實現上述目的，本發(fā)明提供一種鋼結構穹頂的施工方法，該方法包括a)制作鋼構件，根據預先的設計在所述鋼構件上標出焊接點；b)設置多條平行的滑道，將工具橋拼裝到所述滑道并滑移至該工具橋中心與頂環(huán)梁的中心重合，固定所述工具橋；c)在預先完成的構筑物上方安裝柔性連接，將基礎環(huán)梁分割為若干段，并用垂吊單元將該基礎環(huán)梁的段件吊裝到所述柔性連接上方進行組合焊接；d)將中心柱固定到所述工具橋上方，在該中心柱頂端安裝支撐件，該支撐件包括操作平臺、若干個千斤頂和環(huán)梁托架，將所述千斤頂固定到所述操作平臺和所述環(huán)梁托架之間；e)將所述頂環(huán)梁吊至所述環(huán)梁托架上方，定位并固定所述頂環(huán)梁；吊起位置相對的兩條主弧形梁，將所述主弧形梁的兩端分別焊接到所述頂環(huán)梁和所述基礎環(huán)梁上的焊接點，逐對地將所述主弧形梁安裝完畢；f)吊起次環(huán)梁，將該次環(huán)梁焊接到所述主弧形梁上的焊接點；吊起次弧形梁，將該次弧形梁的兩端分別焊接到所述次環(huán)梁和所述基礎環(huán)梁上的焊接點，逐一地將所述次弧形梁安裝完畢；g)吊起水平環(huán)梁，將該水平環(huán)梁焊接到所述主弧形梁和所述次弧形梁上的焊接點；h)重復步驟g)，至所述基礎環(huán)梁和所述次環(huán)梁之間的水平環(huán)梁自下而上安裝完畢；i)卸載支撐件、中心柱以及工具橋。優(yōu)選地，所述工具橋包括兩條平行的鋼桁架，所述鋼桁架之間由角鋼連接。優(yōu)選地，所述柔性連接為橡膠支座。優(yōu)選地,所述垂吊單元為塔吊。另外，優(yōu)選地，所述中心柱為若干節(jié)塔吊標準節(jié)相接而成。從上面的描述和實踐可知，通過使用工具橋和中間柱以及支撐件進行頂環(huán)梁的施工，支撐結構簡單，安裝精度高，可以代替滿堂腳手架工藝，節(jié)省了搭設和拆除滿堂腳手架占用的工期和費用，從而節(jié)省了施工時間和施工成本；而且，工具橋為兩根鋼桁架拼裝，安裝完成能夠拆除再利用；中心柱為塔吊標準節(jié)，無須另外制作，均可回收再利用。采用塔吊作為吊裝垂運工具，可以代替大型吊車，節(jié)省施工成本。另外，本發(fā)明所述的鋼結構穹頂的施工方法，還適用于舊穹頂結構的拆除和改造，以及超高層建筑頂部造型的施工。


圖1示出了鋼結構穹頂一個例子的俯視圖；圖2示出了現有技術中滿堂腳手架正面示意圖；圖3示出了本發(fā)明所述的工具橋滑移就位一個例子的俯視圖；圖4示出了本發(fā)明所述的中心柱及支撐件一個例子的示意圖；以及圖5示出了本發(fā)明所述的支撐件的示意圖。
具體實施例方式下面將參考附圖來描述本發(fā)明所述的鋼構件穹頂的施工方法的實施例。本領域的普通技術人員可以認識到，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質上是說明性的，而不是用于限制權利要求的保護范圍。此外，在本說明書中，相同的附圖標記表示相同或相似的部分。本發(fā)明所述的鋼構件穹頂的施工方法包括如下步驟a)制作鋼構件10，該鋼構件10包括頂環(huán)梁11、次環(huán)梁12、基礎環(huán)梁13、多條水平環(huán)梁14、15、多條主弧形梁16和多條次弧形梁17。在鋼構件10上標出各個鋼構件10之間的焊接節(jié)點，在基礎環(huán)梁13上標出與所有的主弧形梁16和次弧形梁17的焊接點，在頂環(huán)梁11上標出與所有的主弧形梁16的焊接點，在次環(huán)梁12上標出與所有的主弧形梁16和次弧形梁17的焊接點，在多條水平環(huán)梁14、15上標出與所有的主弧形梁16和次弧形梁17的焊接點。如圖1所示。b)設置多條平行的滑行軌道21、22，將工具橋30拼裝到該滑行軌道21、22上，同時拖動該工具橋30的兩端，將工具橋30從初始位置Pl沿著滑行軌道21、22向鋼結構穹頂的中心位置P2滑移，當工具橋30的中心與頂環(huán)梁11的中心重合時，固定工具橋30。優(yōu)選地，所述工具橋30包括兩根平行的鋼桁架31、32，鋼桁架31、32之間由角鋼33連接為一體。如圖3所示。c)在預先完成的構筑物上方安裝柔性連接40，用于支撐鋼構件10的重量，并且提供良好的彈性，以適應鋼構件10的剪切變形；優(yōu)選地，柔性連接40采用橡膠支座。將基礎環(huán)梁13分割為若干段基礎環(huán)梁13的段件，采用垂吊單元50將基礎環(huán)梁13的段件吊裝到柔性連接40上方，將各段件拼接成基礎環(huán)梁13，將相鄰段件接口對接后進行固定焊接；優(yōu)選地，所述垂吊單元50為塔吊。d)如圖4所示，將中心柱60底端固定到工具橋30的橫梁上，該中心柱60的頂端用四條以等分方向分布的纜風繩61固定到地面；在中心柱60的頂端安裝支撐件70，該支撐件70用于支撐頂環(huán)梁11，支撐件70包括操作平臺71，將頂環(huán)梁11的中心投射到該操作平臺71上，將四個千斤頂72安裝在該操作平臺71上，將環(huán)梁托架73焊接到千斤頂72上方。優(yōu)選地，中心柱60為若干節(jié)塔吊標準節(jié)相接而成，不需要另外制作，拆除后可再利用。圖5示出了本發(fā)明所述的支撐件示意圖，如圖5所示，四個千斤頂72以四個等分方向位于操作平臺71與環(huán)梁托架73之間，為了避免環(huán)梁托架73因受力不均而發(fā)生滑移或傾覆，將操作平臺71與環(huán)梁托架73螺栓連接74，當千斤頂72受力提升時，螺栓連接74可以使環(huán)梁托架73能夠微調位置。e)用垂吊單元50將頂環(huán)梁11吊至環(huán)梁托架73上，根據預先設計定位頂環(huán)梁11的中心，將頂環(huán)梁11固定到環(huán)梁托架73上，吊起兩條主弧形梁16，兩條主弧形梁16的安裝位置是相對的，將主弧形梁16的一端端口焊接到頂環(huán)梁11上的焊接點，另一端端口焊接到基礎環(huán)梁13上的焊接點，逐對地將所有的主弧形梁16安裝完畢。f )吊起次環(huán)梁12，按照次環(huán)梁12與主弧形梁16上的焊接點進行焊接；吊起次弧形梁17，將次弧形梁17的一端端口焊接到次環(huán)梁12上的焊接點，另一端端口焊接到基礎環(huán)梁13上的焊接點，逐一地將所有的次弧形梁17安裝完畢。g)吊裝水平環(huán)梁14，按照水平環(huán)梁14與主弧形梁16以及次弧形梁17上的焊接點依次焊接。h)重復步驟g)，至基礎環(huán)梁13和次環(huán)梁12之間的所有水平環(huán)梁自下而上全部安裝完畢。i)卸載支撐件70、中心柱60以及工具橋30。先下降千斤頂72，使得頂環(huán)梁11剛剛脫離環(huán)梁托架73，在觀測期內，穹頂結構變化值沒有超出設計值，則繼續(xù)下降千斤頂72，使得頂環(huán)梁11脫離環(huán)梁托架73，在觀測期內，穹頂結構變化值沒有超出設計值，則可以卸載支撐件70，然后拆除中心柱60，最后拆除工具橋30。從上面的描述和實踐可知，通過使用工具橋和中間柱以及支撐件進行頂環(huán)梁的施工，支撐結構簡單，安裝精度高，可以代替滿堂腳手架工藝，節(jié)省了搭設和拆除滿堂腳手架占用的工期和費用，從而節(jié)省了施工時間和施工成本；而且，工具橋為兩根鋼桁架拼裝，安裝完成能夠拆除再利用；中心柱為塔吊標準節(jié)，無須另外制作，均可回收再利用。采用塔吊作為吊裝垂運工具，可以代替大型吊車，節(jié)省施工成本。另外，本發(fā)明所述的鋼結構穹頂的施工方法，還適用于舊穹頂結構的拆除和改造，以及超高層建筑頂部造型的施工。如上參照附圖以示例的方式描述了本發(fā)明所述的鋼結構穹頂的施工方法。但是，本領域技術人員應當理解，對于上述方法，還可以在不脫離本發(fā)明內容的基礎上做出各種改進和組合。因此，本發(fā)明的保護范圍應當由所附的權利要求書的內容確定。
權利要求
1.一種鋼結構穹頂的施工方法，包括a)制作鋼構件，根據預先的設計在所述鋼構件上標出焊接點；b)設置多條平行的滑道，將工具橋拼裝到所述滑道并滑移至該工具橋中心與頂環(huán)梁的中心重合，固定所述工具橋；c)在預先完成的構筑物上方安裝柔性連接，將基礎環(huán)梁分割為若干段，并用垂吊單元將該基礎環(huán)梁的段件吊裝到所述柔性連接上方進行組合焊接；d)將中心柱固定到所述工具橋上方，在該中心柱頂端安裝支撐件，該支撐件包括操作平臺、若干個千斤頂和環(huán)梁托架，將所述千斤頂固定到所述操作平臺和所述環(huán)梁托架之間；e)將所述頂環(huán)梁吊至所述環(huán)梁托架上方，定位并固定所述頂環(huán)梁；吊起位置相對的兩條主弧形梁，將所述主弧形梁的兩端分別焊接到所述頂環(huán)梁和所述基礎環(huán)梁上的焊接點，逐對地將所述主弧形梁安裝完畢；f)吊起次環(huán)梁，將該次環(huán)梁焊接到所述主弧形梁上的焊接點；吊起次弧形梁，將該次弧形梁的兩端分別焊接到所述次環(huán)梁和所述基礎環(huán)梁上的焊接點，逐一地將所述次弧形梁安裝完畢；g)吊起水平環(huán)梁，將該水平環(huán)梁焊接到所述主弧形梁和所述次弧形梁上的焊接點；h)重復步驟g)，至所述基礎環(huán)梁和所述次環(huán)梁之間的水平環(huán)梁自下而上安裝完畢；i)卸載支撐件、中心柱以及工具橋。
2.如權利要求1所述的鋼結構穹頂的施工方法，其中，所述工具橋包括兩條平行的鋼桁架，所述鋼桁架之間由角鋼連接。
3.如權利要求1所述的鋼結構穹頂的施工方法，其中，所述柔性連接為橡膠支座。
4.如權利要求1所述的鋼結構穹頂的施工方法，其中，所述垂吊單元為塔吊。
5.如權利要求1所述的鋼結構穹頂的施工方法，其中，所述中心柱為若干節(jié)塔吊標準節(jié)相接而成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鋼結構穹頂的施工方法，其包括a)制作鋼構件，在鋼構件上標出焊接點；b)設置多條平行滑道，將工具橋拼裝到滑道上進行固定；c)安裝柔性連接，將基礎環(huán)梁分成若干段，并用垂吊單元將基礎環(huán)梁各段件吊裝到柔性連接上方進行組合焊接；d)固定中心柱到工具橋上方，在中心柱頂端安裝支撐件；e)將頂環(huán)梁吊至環(huán)梁托架上方，定位并固定頂環(huán)梁；逐對將主弧形梁安裝完畢；f)吊裝次環(huán)梁，將次環(huán)梁焊接到主弧形梁上的焊接點；逐一將次弧形梁安裝完畢；g)吊裝水平環(huán)梁，將水平環(huán)梁焊接到主弧形梁和次弧形梁上的焊接點；h)重復步驟g)，至基礎環(huán)梁與次環(huán)梁之間的水平環(huán)梁自下而上安裝完畢；i)卸載支撐件、中心柱以及工具橋。
文檔編號E04G21/16GK103061506SQ201210591750
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權日2012年12月28日
發(fā)明者吳俊卿, 譚福生, 孫紅星 申請人:中國華冶科工集團有限公司