本發(fā)明屬于鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域，具體涉及一種單層球形網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)累積頂升施工方法。

背景技術(shù)：

目前，單層球形網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)施工方法一般為分片吊裝或者搭設(shè)滿堂腳手架拼裝，采用分片吊裝對(duì)施工機(jī)械要求較高，需搭設(shè)大量支撐架，采用滿堂腳手架拼裝腳手架用量非常大，施工工期較長(zhǎng)，安裝質(zhì)量無(wú)法保證，且有人員的安全問(wèn)題。以上兩種施工方法均存在一定的缺陷，其應(yīng)用存在一定局限性。鑒于上述情況，提出一種單層球形網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)逆作法累積頂升施工方法，解決單層球形網(wǎng)殼施工措施量大、工期長(zhǎng)、難度高的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種單層球形網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)累積頂升施工方法，有效解決了單層球形網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性問(wèn)題，同時(shí)減少了施工臨時(shí)措施、降低了大型機(jī)械設(shè)備的投入、為土建等其他專業(yè)的施工提供了作業(yè)面、降低了大型機(jī)械進(jìn)入場(chǎng)內(nèi)的施工安全風(fēng)險(xiǎn)、縮短了工期，實(shí)現(xiàn)了單層球形網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的安全平穩(wěn)就位。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可以通過(guò)以下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體步驟如下：

步驟一：確定拼裝的平面位置，平整場(chǎng)地，定位放線，所述平面位置為球形網(wǎng)殼在水平面上的正投影位置；

步驟二：根據(jù)計(jì)算分析結(jié)果，在第一次頂升的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)上選取若干個(gè)頂升點(diǎn)，頂升點(diǎn)的水平面投影位置處布置相應(yīng)數(shù)量的頂升支撐架，用整體頂升專用頂升架，頂升架為裝配式格構(gòu)承重頂升支架的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，由預(yù)先焊接好的兩片平面桁架和角鋼連接組成，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)主要采用螺栓連接，可以靈活進(jìn)行組合，同時(shí)運(yùn)輸方便。

步驟三：頂升支撐架處布置相應(yīng)數(shù)量的液壓頂升系統(tǒng)；所述液壓頂升系統(tǒng)主要由電動(dòng)泵站(油泵、控制閥、油箱、電動(dòng)機(jī)、儀表)高壓管路、液控單向閥、千斤頂?shù)冉M成的一種獨(dú)立的、完整的液壓動(dòng)力裝置。液壓千斤頂在使用前應(yīng)放置平整，不能傾斜，底部要墊平，嚴(yán)防地基偏沉或載荷偏移而使液壓千斤頂傾斜或翻倒，可在液壓千斤頂?shù)撞繅|枕木或鋼板來(lái)擴(kuò)大承壓面積，以免陷落或滑動(dòng)而發(fā)生事故。

步驟四：搭設(shè)腳手架，地面拼裝網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)節(jié)間，拼裝成1/6~1/3高度范圍內(nèi)球體結(jié)構(gòu)；

步驟五：通過(guò)水準(zhǔn)儀測(cè)量所有頂升支撐架頂部標(biāo)高，判斷是否處于同一水平位置，如不是，則在支撐架底部墊設(shè)鋼板，使其頂部標(biāo)高一致。

步驟六：開(kāi)始頂升作業(yè)之前，對(duì)液壓頂升系統(tǒng)及輔助設(shè)備進(jìn)行全面檢查及調(diào)試工作。

（1）在試頂升前先進(jìn)行手動(dòng)預(yù)頂升，使焊接球網(wǎng)殼下弦凈高1米，用水準(zhǔn)儀測(cè)定各頂升點(diǎn)預(yù)頂后的高差，確保水平度控制在5毫米內(nèi)，并調(diào)整各點(diǎn)都達(dá)到1米的高度，在做此項(xiàng)工作前需做好地基夯實(shí)，并墊枕木和鋼板；在焊接球網(wǎng)殼頂升前確保所有千斤頂處于同一水平位置，焊接球網(wǎng)殼在頂升過(guò)程中的受力需一致且同步；

（2）校核焊接球網(wǎng)殼下弦節(jié)點(diǎn)是否在其投影線上，如偏差大于20mm，需調(diào)整后再頂升；

（3）調(diào)整油缸底部的高度，保證其基本在同一水平位置，正負(fù)偏差不得超過(guò)20mm；

（4）使每個(gè)油缸受力基本一致，并讓焊接球網(wǎng)殼地面基礎(chǔ)脫離；鎖定油缸，八小時(shí)后觀察焊接球網(wǎng)殼及地面基礎(chǔ)是否發(fā)現(xiàn)異常，無(wú)異常方可繼續(xù)施工；

通過(guò)試頂升的方式，檢查頂升點(diǎn)頂部構(gòu)造、地基承載力、液壓泵站供能、頂升支撐架是否滿足正常頂升要求。

步驟七：實(shí)施頂升作業(yè)，泵站供油，液壓千斤頂上升一個(gè)行程，待網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)頂升至指定高度后，安裝頂升支撐架標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，泵站回油，油缸上升，液壓千斤頂收縮，支撐架代替千斤頂承擔(dān)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)自重，完成一個(gè)頂升行程。

步驟八：用測(cè)量?jī)x器檢測(cè)各頂升點(diǎn)的離地距離，計(jì)算出各頂升點(diǎn)相對(duì)高差。通過(guò)液壓頂升系統(tǒng)設(shè)備調(diào)整各頂升點(diǎn)高度，使網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)達(dá)到水平姿態(tài)。調(diào)整好高度后，對(duì)接下一外側(cè)圓環(huán)桿件。

步驟九：液壓油泵供油，開(kāi)始進(jìn)行第二次頂升，每次頂升一定空間高度，對(duì)接外側(cè)圓環(huán)，依次重復(fù)上述步驟，直至將單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)整體頂升至設(shè)計(jì)位置后，暫停；對(duì)接支座和支座處桿件，拆除支撐架，使結(jié)構(gòu)形成整體穩(wěn)定受力體系。

本發(fā)明的有益效果是：施工簡(jiǎn)單，操作方便，施工效率高，高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)降低，減少了大量臨時(shí)支撐架的使用，既降低了成本，也降低了對(duì)支撐架底部混凝土結(jié)構(gòu)的要求，安全性和工期得到保障，有效地控制了網(wǎng)殼的偏移和網(wǎng)殼安裝就位后的下?lián)蠁?wèn)題，該施工方法適用于整體高度不超過(guò)30m的單層球形網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，同時(shí)利用測(cè)量?jī)x器測(cè)量各個(gè)頂升階段頂升點(diǎn)高差，對(duì)比實(shí)際測(cè)量值和理論值，及時(shí)對(duì)超出允許范圍的差值進(jìn)行調(diào)整，這樣不僅可以減小網(wǎng)殼在頂升時(shí)出現(xiàn)偏移，更可以杜絕因頂升不同步造成的桿件損壞及返工；操作方便，采用固定高度的頂升支撐架，當(dāng)液壓千斤頂回油的時(shí)候能保證網(wǎng)殼在同一高度。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1為頂升前拼裝成1/3高度范圍圓球結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為頂升支撐架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為液壓千斤頂上部支撐結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為第一次對(duì)接時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為逆作法頂升施工流程示意圖一；圖6為逆作法頂升施工流程示意圖二；圖7為逆作法頂升施工流程示意圖三；圖8為逆作法頂升施工流程示意圖四；圖9為逆作法頂升施工流程示意圖五；圖10為逆作法頂升施工流程示意圖六；圖11為逆作法頂升施工流程示意圖七。

圖中：1—網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)圓管、2—網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)焊接球、3—頂升支撐架的桁架、4—頂升支撐架的聯(lián)系角鋼、5—液壓千斤頂上部支撐結(jié)構(gòu)、6—液壓千斤頂、7—頂升點(diǎn)、8—頂升支撐架、9—對(duì)接圓環(huán)。

具體實(shí)施方式

如圖1~11所示為本發(fā)明實(shí)施例之一，某文化藝術(shù)中心某一分區(qū)影院采用單層球形網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式，主要由焊接球和圓管組成，球形結(jié)構(gòu)直徑為20.6m，高度為18.9m，1.600m標(biāo)高以上的構(gòu)件截面均為P203X10,節(jié)點(diǎn)采用500x20焊接球，1.600m標(biāo)高以下（含1.600m）的構(gòu)件截面均為P245X12，節(jié)點(diǎn)采用600x25焊接球，底部通過(guò)支座與混凝土連接。

采用累積頂升施工方法，每次頂升一個(gè)頂升支撐架標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高度，對(duì)接下一外圈圓環(huán)，直至頂升至指定位置，完成結(jié)構(gòu)的安裝，具體步驟如下：

（1）確定拼裝的平面位置，平整場(chǎng)地，定位放線，所述平面位置為球形網(wǎng)殼在水平面上的正投影位置；

（2）根據(jù)計(jì)算分析結(jié)果，選取3個(gè)頂升點(diǎn)7，頂升點(diǎn)7處搭設(shè)頂升支撐架8；所述頂升支撐架為裝配式格構(gòu)承重頂升支撐架，其平面尺寸為1m×1m，高度為1m，由預(yù)先焊接好的兩片平面管桁架和角鋼組成，角鋼主要其連接作用，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)主要采用螺栓連接，可以靈活進(jìn)行組合，同時(shí)運(yùn)輸方便。

（3）頂升點(diǎn)7的水平面投影位置處布置相應(yīng)數(shù)量的液壓頂升系統(tǒng)；所述液壓頂升系統(tǒng)主要由電動(dòng)泵站(油泵、控制閥、油箱、電動(dòng)機(jī)、儀表)高壓管路、液控單向閥、千斤頂?shù)冉M成的一種獨(dú)立的、完整的液壓動(dòng)力裝置。液壓千斤頂6上部設(shè)有支撐結(jié)構(gòu)5，所述上部支撐結(jié)構(gòu)箱型橫梁在頂升支撐架承擔(dān)荷載作用時(shí)，搭設(shè)在頂升支撐架8的桁架上弦桿上。

（4）搭設(shè)腳手架，在地面上將其拼裝成1/3高度范圍內(nèi)球形結(jié)構(gòu)，具體如圖1所示；

（5）通過(guò)水準(zhǔn)儀測(cè)量所有頂升支撐架頂部標(biāo)高，判斷是否處于同一水平位置，如不是，則在支撐架底部墊設(shè)鋼板，使其頂部標(biāo)高一致。

（6）開(kāi)始頂升作業(yè)之前，對(duì)液壓頂升系統(tǒng)及輔助設(shè)備進(jìn)行全面檢查及調(diào)試工作。在試頂升前先進(jìn)行手動(dòng)預(yù)頂升，使焊接球網(wǎng)殼下弦凈高1米，用水準(zhǔn)儀測(cè)定各頂升點(diǎn)預(yù)頂后的高差，確保水平度控制在5毫米內(nèi)，并調(diào)整各點(diǎn)都達(dá)到1米的高度，在做此項(xiàng)工作前需做好地基夯實(shí)，并墊枕木和鋼板；在焊接球網(wǎng)殼頂升前確保所有千斤頂處于同一水平位置，焊接球網(wǎng)殼在頂升過(guò)程中的受力需一致且同步；校核焊接球網(wǎng)殼下弦節(jié)點(diǎn)是否在其投影線上，如偏差大于20mm，需調(diào)整后再頂升；調(diào)整油缸底部的高度，保證其基本在同一水平位置，正負(fù)偏差不得超過(guò)20mm；使每個(gè)油缸受力基本一致，并讓焊接球網(wǎng)殼地面基礎(chǔ)脫離；鎖定油缸，八小時(shí)后觀察焊接球網(wǎng)殼及地面基礎(chǔ)是否發(fā)現(xiàn)異常，無(wú)異常方可繼續(xù)施工；

通過(guò)試頂升的方式，檢查頂升點(diǎn)頂部構(gòu)造、地基承載力、液壓泵站供能、頂升支撐架是否滿足正常頂升要求。

（7）網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)頂升時(shí)3個(gè)頂升點(diǎn)7的液壓油泵同時(shí)啟動(dòng)，開(kāi)始實(shí)施頂升作業(yè)，泵站供油，液壓千斤頂6上升一個(gè)行程，待網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)頂升至指定高度后，安裝頂升支撐架標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間通過(guò)四周螺栓連接，泵站回油，油缸上升，液壓千斤頂收縮，上部支撐結(jié)構(gòu)5搭設(shè)在頂升支撐架桁架上弦桿上，支撐架代替千斤頂承擔(dān)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)自重，完成一個(gè)頂升行程。

（8）檢測(cè)網(wǎng)殼邊桿件受力情況，有無(wú)壓彎失穩(wěn)和凹陷等，用測(cè)量?jī)x器檢測(cè)各頂升點(diǎn)的離地距離，計(jì)算出各頂升點(diǎn)相對(duì)高差。通過(guò)液壓頂升系統(tǒng)設(shè)備調(diào)整各頂升點(diǎn)高度，使網(wǎng)殼鋼結(jié)構(gòu)達(dá)到水平姿態(tài)。調(diào)整好高度后，對(duì)接下一外側(cè)圓環(huán)結(jié)構(gòu)9，所述外側(cè)圓環(huán)對(duì)接時(shí)，以一球帶三桿為單元進(jìn)行拼裝。

（9）液壓油泵供油，開(kāi)始進(jìn)行第二次頂升，每次頂升一定空間高度，對(duì)接外側(cè)圓環(huán)，施工中每頂升一定距離，復(fù)測(cè)所有千斤頂支承點(diǎn)標(biāo)高，依次重復(fù)上述步驟，直至將單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)整體頂升至設(shè)計(jì)位置后，暫停；對(duì)接支座和支座處桿件，拆除支撐架，使結(jié)構(gòu)形成整體穩(wěn)定受力體系。