大型鋼管桁架變截面曲梁的分段制作拼裝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種大型鋼管桁架變截面曲梁的分段制作拼裝方法，包括曲梁的分段及基準(zhǔn)截面的選取、基準(zhǔn)截面的制作、單元桁架的制作及逐個(gè)單元桁架的拼裝。本發(fā)明基準(zhǔn)截面制作，有效控制了異形變截面曲梁各個(gè)截面的幾何形狀，單元桁架制作，有效控制了兩相鄰基準(zhǔn)截面間該段曲梁在空間的幾何形狀及位置，使得異形變截面鋼結(jié)構(gòu)曲梁利于工廠化生產(chǎn)、縮短施工周期、提高空間位置的吻合度，減少制作誤差與吊裝誤差的累積現(xiàn)象，使設(shè)計(jì)精度得以保證。
【專利說(shuō)明】大型鋼管桁架變截面曲梁的分段制作拼裝方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及大型鋼結(jié)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種大型鋼管桁架變截面曲梁的分段制作拼裝方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著建筑業(yè)的新技術(shù)、新工藝及新材料的快速發(fā)展，現(xiàn)代建筑日新月異、標(biāo)志性建筑層出不窮，鋼結(jié)構(gòu)在新型建筑結(jié)構(gòu)中的地位也日趨重要，由于鋼結(jié)構(gòu)具有施工周期短、抗震性能好、安全度高、施工污染小，可實(shí)現(xiàn)工廠化預(yù)制加工的優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)有的高層建筑、大型體育場(chǎng)館建筑及代表人文景觀的城市標(biāo)志性建筑上均大量采用了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以推斷，鋼結(jié)構(gòu)的大力發(fā)展為推動(dòng)和提高建筑業(yè)的整體技術(shù)水平具有重要意義。隨著標(biāo)志性建筑物及藝術(shù)造型建筑物的崛起，大型、異形鋼結(jié)構(gòu)框架的應(yīng)用也越來(lái)越普遍，現(xiàn)有技術(shù)大型鋼管桁架的制作與吊裝，基本還處于在工廠進(jìn)行單根弦桿加工，現(xiàn)場(chǎng)吊裝對(duì)接，再通過(guò)腹桿將各弦桿在空間固定的制作及吊裝方式，存在的問(wèn)題是，該方式施工周期長(zhǎng)、空間位置的吻合難度大，尤其對(duì)于異形變截面曲梁的鋼結(jié)構(gòu)，易發(fā)生制作誤差與吊裝誤差的累積現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)計(jì)精度難以保證。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供的一種大型鋼管桁架變截面曲梁的分段制作拼裝方法，本發(fā)明采用基準(zhǔn)截面法將曲梁分段，并在工作平臺(tái)上通過(guò)全站儀精確控制相鄰基準(zhǔn)截面在空間的相對(duì)位置并制作成曲梁的單元桁架，最后對(duì)基準(zhǔn)截面及單元桁架實(shí)施逐段拼裝；基準(zhǔn)截面制作，有效控制了異形變截面曲梁各個(gè)截面的幾何形狀，單元桁架制作，有效控制了兩相鄰基準(zhǔn)截面間該段曲梁在空間的幾何形狀及位置，使得異形變截面鋼結(jié)構(gòu)曲梁利于工廠化生產(chǎn)、縮短施工周期、提高空間位置的吻合度，減少制作誤差與吊裝誤差的累積現(xiàn)象，使設(shè)計(jì)精度得以保證。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的具體技術(shù)方案是:
一種大型鋼管桁架變截面曲梁的分段制作拼裝方法，其特點(diǎn)包括曲梁的分段及基準(zhǔn)截面的選取、基準(zhǔn)截面的制作、單元桁架的制作及逐個(gè)單元桁架的拼裝，具體步驟如下:
a)、曲梁的分段及基準(zhǔn)截面的選取:按工藝將曲梁劃分為η段單元桁架，將曲梁的兩端面及截取的曲梁各段的法向截面作為k個(gè)基準(zhǔn)截面，n、k為自然數(shù)；
b)、基準(zhǔn)截面的制作:第j個(gè)基準(zhǔn)截面的制作，設(shè)定一工作平臺(tái)，確定曲梁第j個(gè)基準(zhǔn)截面上各弦桿在工作平臺(tái)上的投影位置，并在工作平臺(tái)的投影位置上依次設(shè)置與各弦桿對(duì)應(yīng)的弦桿接桿，用腹桿將各弦桿接桿相互連接，制成第j個(gè)基準(zhǔn)截面；同樣，依次制作出第j+Ι個(gè)及j_l個(gè)基準(zhǔn)截面，直至完成曲梁上全部基準(zhǔn)截面的制作，I < j < k ；
c)、單元桁架的制作:第i段單元桁架的制作，設(shè)定一工作平臺(tái)，選擇與第i段單元桁架相連接的兩個(gè)基準(zhǔn)截面，將兩個(gè)基準(zhǔn)截面按其所在空間的相對(duì)位置設(shè)定在工作平臺(tái)上，用全站儀檢測(cè)基準(zhǔn)截面上各弦桿接桿的位置，并固定，將預(yù)制的第i段單元桁架的各弦桿對(duì)應(yīng)裝配在兩基準(zhǔn)截面之間對(duì)應(yīng)的弦桿接桿上，用腹桿將各弦桿相互連接，完成第i段單元桁架的制作，并在第i段單元桁架的兩端分別標(biāo)注端頭號(hào)Ti及Ti+Ι，最后，將第i段單元桁架從兩端的基準(zhǔn)截面上拆開(kāi)；同樣，依次制作出其余段的單元桁架，直至完成曲梁上全部段單元祐1架的制作，I < i < η ；
d)、單元桁架的拼裝:將制作完成的基準(zhǔn)截面及段單元桁架運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，將第一個(gè)基準(zhǔn)截面與對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)連接，吊裝第一段單元桁架，并使第一段單元桁架的端頭號(hào)Tl與第一個(gè)基準(zhǔn)截面對(duì)接，再吊裝第二個(gè)基準(zhǔn)截面，并使第二個(gè)基準(zhǔn)截面與第一段單元桁架的端頭號(hào)T2端對(duì)接；同樣，依次吊裝其余的單元桁架及基準(zhǔn)截面，直至完成全部單元桁架及基準(zhǔn)截面的吊裝，單元桁架的拼裝完成。
[0005]本發(fā)明基準(zhǔn)截面的制作，有效控制了異形變截面曲梁各個(gè)截面的幾何形狀，單元桁架制作，有效控制了兩相鄰基準(zhǔn)截面間該段曲梁在空間的幾何形狀及位置，使得異形變截面鋼結(jié)構(gòu)曲梁利于工廠化生產(chǎn)、縮短施工周期、提高空間位置的吻合度，減少制作誤差與吊裝誤差的累積現(xiàn)象，使設(shè)計(jì)精度得以保證。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1為本發(fā)明單元桁架與基準(zhǔn)截面結(jié)合的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明基準(zhǔn)截面的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明單元桁架制作的示意圖；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例的使用狀態(tài)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0007]參閱圖1、圖2，本發(fā)明包括曲梁的分段及基準(zhǔn)截面的選取、基準(zhǔn)截面的制作、單元桁架的制作及逐個(gè)單元桁架的拼裝，具體步驟如下:
a)、曲梁的分段及基準(zhǔn)截面的選取:按工藝將曲梁劃分為數(shù)段單元桁架In，將曲梁的兩端面及截取的曲梁各段的法向截面作為數(shù)個(gè)基準(zhǔn)截面2卜k ；
b)、基準(zhǔn)截面的制作:第j個(gè)基準(zhǔn)截面2」的制作，設(shè)定一工作平臺(tái)，確定曲梁第j個(gè)基準(zhǔn)截面2」上各弦桿在工作平臺(tái)上的投影位置，并在工作平臺(tái)的投影位置上依次設(shè)置與各弦桿3對(duì)應(yīng)的弦桿接桿4，用腹桿5將各弦桿接桿4相互連接，制成第j個(gè)基準(zhǔn)截面2」；同樣，依次制作出第j+Ι個(gè)基準(zhǔn)截面2j+1及j-Ι個(gè)基準(zhǔn)截面，直至完成曲梁上全部I?k個(gè)基準(zhǔn)截面2卜k的制作；
參閱圖1、圖2、圖3，
c)、單元桁架的制作:第i段單元桁架的制作，設(shè)定一工作平臺(tái)，選擇與第i段單元桁架I i相連接的兩個(gè)基準(zhǔn)截面2i+1及基準(zhǔn)截面2i，將兩個(gè)基準(zhǔn)截面2i+1及基準(zhǔn)截面2i按其所在空間的相對(duì)位置設(shè)定在工作平臺(tái)上，用全站儀檢測(cè)基準(zhǔn)截面2上各弦桿接桿4的位置，并固定，將預(yù)制的第i段單元桁架I i的各弦桿3對(duì)應(yīng)裝配在基準(zhǔn)截面2i+1及基準(zhǔn)截面2,之間的對(duì)應(yīng)的弦桿接桿4上，用腹桿5將各弦桿3相互連接，完成第i段單元桁架Ii的制作，并在第i段單元桁架Ii的兩端分別標(biāo)注端頭號(hào)Ti及Ti+Ι，最后，將第i段單元桁架Ii從兩端的基準(zhǔn)截面2上拆開(kāi)；同樣，依次制作出第i_l段單元桁架I η及第i+Ι段單元桁架I i+1，直至完成曲梁上全部I?η段單元桁架I1^n的制作； 參閱圖1、圖2、圖3、圖4，
d)、單元桁架的拼裝:將制作完成的k個(gè)基準(zhǔn)截面2卜k及η段單元桁架In運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，將第一個(gè)基準(zhǔn)截面與曲梁的基礎(chǔ)連接，吊裝第一段單元桁架I1，并使第一段單元桁架I1的端頭號(hào)Tl與第一個(gè)基準(zhǔn)截面對(duì)接，再吊裝第二個(gè)基準(zhǔn)截面22，并使第二個(gè)基準(zhǔn)截面22與第一段單元桁架I1的端頭號(hào)T2端對(duì)接；同樣，依次吊裝其余段的單元桁架I及基準(zhǔn)截面2，直至完成全部單元桁架I及基準(zhǔn)截面2的吊裝，單元桁架的拼裝完成。
[0008] 實(shí)施例:
以城市標(biāo)志性建筑物“生命之環(huán)”為例，對(duì)本發(fā)明的制作拼裝方法進(jìn)一步說(shuō)明如下:
工程概況
項(xiàng)目名稱:城市標(biāo)志性建筑物“生命之環(huán)”;
結(jié)構(gòu)特征:由大型鋼管桁架組成的環(huán)形變截面曲梁結(jié)構(gòu)，曲梁的各弦桿由鋼管構(gòu)成，曲梁每一分段上對(duì)應(yīng)的弦桿為曲桿，曲梁上各分段的法向截面為變截面，截面上三根弦桿呈三角形分布；
建筑物最大直徑:Φ 175m ;高度:205m ；
弦桿鋼管直徑:Φ700?1000mm，壁厚:18?50mm ；
腹桿鋼管直徑:Φ 400?700臟，壁厚:為12?25mm ；
制作過(guò)程
a)、曲梁的分段及基準(zhǔn)截面的選取:按工藝設(shè)計(jì)將該項(xiàng)目曲梁劃分為一段基礎(chǔ)段和一十四段單元桁架I分段，包括曲梁的兩個(gè)端面及由曲梁各分段截取的法向截面共分為一十五個(gè)基準(zhǔn)截面2 ;由于環(huán)形曲梁對(duì)稱分布，所以每個(gè)分段的單元桁架I及基準(zhǔn)截面2兩兩相同，本實(shí)施例選取一半環(huán)形變截面曲梁為例，則選取曲梁的七段單元桁架I1?7、選取曲梁的八個(gè)基準(zhǔn)截面2卜8,其中，制作單元桁架I1?7及基準(zhǔn)截面Z1?7各為兩件，制作基準(zhǔn)截面28為一件；
b)、基準(zhǔn)截面的制作:第七個(gè)基準(zhǔn)截面27的制作，設(shè)定一工作平臺(tái)，確定曲梁第七個(gè)基準(zhǔn)截面27上各弦桿3在工作平臺(tái)上的投影位置，并在工作平臺(tái)的投影位置上依次設(shè)置與各弦桿3對(duì)應(yīng)的弦桿接桿4，用腹桿5將各弦桿接桿4相互連接，制成第七個(gè)基準(zhǔn)截面27 ;同樣，依次制作出第八個(gè)基準(zhǔn)截面28及六個(gè)基準(zhǔn)截面26，直至完成曲梁上全部八個(gè)基準(zhǔn)截面2卜8的制作；
C)、單元桁架的制作:第七段單元桁架的制作，設(shè)定一工作平臺(tái)，選擇與第七段單元桁架I 7相連接的兩個(gè)基準(zhǔn)截面28及基準(zhǔn)截面27，將基準(zhǔn)截面28及基準(zhǔn)截面27按其所在空間的相對(duì)位置設(shè)定在工作平臺(tái)上，用全站儀6檢測(cè)基準(zhǔn)截面28及基準(zhǔn)截面27上各弦桿接桿4的相對(duì)位置，并將基準(zhǔn)截面28及基準(zhǔn)截面27固定在工作平臺(tái)，將預(yù)制的第七段單元桁架I 7的各弦桿3對(duì)應(yīng)裝配在基準(zhǔn)截面28及基準(zhǔn)截面27之間的對(duì)應(yīng)的弦桿接桿4上，用腹桿5將各弦桿3相互連接，完成第七段單元桁架I 7的制作，并在第七段單元桁架I 7的兩端分別標(biāo)注端頭號(hào)T7及T8，最后，將基準(zhǔn)截面28及基準(zhǔn)截面27從第七段單元桁架I 7上拆開(kāi)；同樣，依次制作出第六段單元桁架I 6，直至完成曲梁上全部I?7段單元桁架1卜7的制作；
為制作方便，將基準(zhǔn)截面28及基準(zhǔn)截面27按其所在空間的相對(duì)位置設(shè)定在工作平臺(tái)上，使各弦桿3的內(nèi)圓弧朝下，實(shí)施平臥狀態(tài)制作單元桁架I 7，可降低施工空間的高度，利于單元桁架I 7的制作；基準(zhǔn)截面28及基準(zhǔn)截面27的設(shè)定，有效控制了異形變截面曲梁兩個(gè)截面的幾何形狀及在空間的相對(duì)位置，當(dāng)各弦桿3自身的曲線確定后，在相對(duì)基準(zhǔn)截面28及基準(zhǔn)截面27的約束下，有效控制了兩相鄰基準(zhǔn)截面間該段曲梁在空間的幾何形狀及位置，使得異形變截面鋼結(jié)構(gòu)曲梁在工廠分段化生產(chǎn)得以實(shí)現(xiàn)；
d)、單元桁架的拼裝:將制作完成的八個(gè)基準(zhǔn)截面2卜8及七段單元桁架1卜7運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，將第一個(gè)基準(zhǔn)截面與曲梁的基礎(chǔ)連接，吊裝第一段單元桁架I i，并使第一段單元桁架I工的端頭號(hào)Tl與第I個(gè)基準(zhǔn)截面對(duì)接，再吊裝第二個(gè)基準(zhǔn)截面22，并使第二個(gè)基準(zhǔn)截面22與第一段單元桁架I i的端頭號(hào)T2端對(duì)接；同樣，依次吊裝其余的單元桁架I及基準(zhǔn)截面2，直至完成全部單元桁架I及基準(zhǔn)截面2的吊裝，單元桁架的拼裝完成:
由于本實(shí)施例為對(duì)稱分布的環(huán)形曲梁，單元桁架的拼裝也可實(shí)施對(duì)稱施工，即將第一個(gè)基準(zhǔn)截面與第一十五個(gè)基準(zhǔn)截面215分別安裝在曲梁基礎(chǔ)的兩端，依次吊裝其余的單元桁架I及基準(zhǔn)截面2，直至完成全部單元桁架I及基準(zhǔn)截面2的吊裝，單元桁架的對(duì)稱拼裝完成。
【權(quán)利要求】
1.一種大型鋼管桁架變截面曲梁的分段制作拼裝方法，其特征在于該方法包括以下具體步驟: a)、曲梁的分段及基準(zhǔn)截面的選取:按工藝將曲梁劃分為η段單元桁架(1卜?)，將曲梁的兩端面及截取的曲梁各段的法向截面作為k個(gè)基準(zhǔn)截面(2卜k)，n、k為自然數(shù)； b)、基準(zhǔn)截面的制作:第j個(gè)基準(zhǔn)截面(2p的制作，設(shè)定一工作平臺(tái)，確定曲梁第j個(gè)基準(zhǔn)截面(2ρ上各弦桿在工作平臺(tái)上的投影位置，并在工作平臺(tái)的投影位置上依次設(shè)置與各弦桿(3)對(duì)應(yīng)的弦桿接桿(4)，用腹桿(5)將各弦桿接桿(4)相互連接，制成第j個(gè)基準(zhǔn)截面(2P ;同樣，依次制作出第j+Ι個(gè)基準(zhǔn)截面(2j+1)及j-Ι個(gè)基準(zhǔn)截面(2爿)，直至完成曲梁上全部I?k個(gè)基準(zhǔn)截面(2卜k)的制作，I < j < k； C)、單元桁架的制作--第i段單元桁架的制作，設(shè)定一工作平臺(tái)，選擇與第i段單元桁架(Ii)相連接的兩個(gè)基準(zhǔn)截面(2i+1)及基準(zhǔn)截面(2,)，將兩個(gè)基準(zhǔn)截面(21+1)及基準(zhǔn)截面(2,)按其所在空間的相對(duì)位置設(shè)定在工作平臺(tái)上，用全站儀檢測(cè)基準(zhǔn)截面(2)上各弦桿接桿(4)的位置，并固定，將預(yù)制的第i段單元桁架(Ii)的各弦桿(3)對(duì)應(yīng)裝配在基準(zhǔn)截面(2i+1)及基準(zhǔn)截面(2J之間的對(duì)應(yīng)的弦桿接桿(4)上，用腹桿(5)將各弦桿(3)相互連接，完成第i段單元桁架(Ii)的制作，并在第i段單元桁架(Ii)的兩端分別標(biāo)注端頭號(hào)Ti及Ti+Ι，最后，將第i段單元桁架(Ii)從兩端的基準(zhǔn)截面(2)上拆開(kāi)；同樣，依次制作出第i_l段單元桁架(I H)及第i+Ι段單元桁架(I i+1)，直至完成曲梁上全部η段單元桁架(I1^n)的制作，I < i < η ； d)、單元桁架的拼裝:將制作完成的k個(gè)基準(zhǔn)截面(2卜k)及η段單元桁架(I1^n)運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，將第一個(gè)基準(zhǔn)截面()與曲梁的基礎(chǔ)連接，吊裝第一段單元桁架(I1),并使第一段單元桁架(I1)的端頭號(hào)Tl與第一個(gè)基準(zhǔn)截面G1)對(duì)接，再吊裝第二個(gè)基準(zhǔn)截面(22)，并使第二個(gè)基準(zhǔn)截面(?)與第一段單元桁架(I1)的端頭號(hào)T2端對(duì)接；同樣，依次吊裝其余的單元桁架(I)及基準(zhǔn)截面(2)，直至完成全部單元桁架(I)及基準(zhǔn)截面(2)的吊裝，單元桁架的拼裝完成。
【文檔編號(hào)】E04C3/40GK104196245SQ201410387254
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月8日
【發(fā)明者】樊金樑 申請(qǐng)人:寶鋼鋼構(gòu)有限公司