超高層建筑屋頂自由曲面單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安裝施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高層建筑屋頂網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安裝工法，具體涉及一種超高層建筑屋頂 自由曲面單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安裝施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是一種曲面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，兼有桿件結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡單和薄殼結(jié)構(gòu)受力合理的特 點(diǎn)，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在建筑外形上可以形成多種曲面，給予設(shè)計(jì)師以充分的創(chuàng)作自由，既能表現(xiàn)靜 態(tài)美，又能通過平面和立面的切割以及網(wǎng)格、支撐與桿件的變化表現(xiàn)動(dòng)態(tài)美。近年來建筑造 型設(shè)計(jì)不斷發(fā)展，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)憑借跨越能力大，剛度好、材料省、桿件單一制作安裝方便等優(yōu) 點(diǎn)，已成為技術(shù)與藝術(shù)的有機(jī)結(jié)合的重要結(jié)構(gòu)形式。
[0003] 但是，自由曲面單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)桿件眾多，且均為多桿交匯節(jié)點(diǎn)，安裝過程中存在空 間定位難度大、高空拼裝焊接體量大，安裝偏差控制難，累積變形合攏難等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種空間定位精確、可控性強(qiáng)的超高層建筑屋頂自由曲面單 層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安裝施工方法。
[0005] 為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：超高層建筑屋頂自由曲面單層 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安裝施工方法，包括建筑框架，設(shè)置在所述建筑框架頂部的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)殼 結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在所述建筑框架頂部的底部環(huán)梁，設(shè)置在所述網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)頂端的頂部環(huán)梁及設(shè) 置在所述底部環(huán)梁及頂部環(huán)梁之間的網(wǎng)狀桁架。
[0006] 該網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安裝工藝流程為： (1) 測量放線，①主控軸線，在樓層面的四角設(shè)置四個(gè)投影基準(zhǔn)點(diǎn)，并要保準(zhǔn)每個(gè)基準(zhǔn) 點(diǎn)可通視相鄰二個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，②網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)實(shí)線引測，第一步，取四角點(diǎn)定位，形成一個(gè)長方形， 以投影分塊線逐條放投影實(shí)線等基準(zhǔn)測量線，將每片網(wǎng)殼桁架的控制點(diǎn)投影到樓板上；第 二步，安裝頂部四周鋼梁，鋼梁位置確定使用全站儀將軸線引至頂部，控制鋼梁水平與標(biāo)高 位置；第三步，四邊以中間分塊為中心，逐塊向上安裝至頂部，形成四邊中間形成網(wǎng)殼，整個(gè) 網(wǎng)殼初步形成穩(wěn)定體，逐塊安裝測量，安裝時(shí)用全站儀測量安裝網(wǎng)殼桁架主桿的空間位置， 并用垂準(zhǔn)儀或線錘復(fù)核桁架端部是否與樓層上投影點(diǎn)相符；第四步，由于中間分塊到頂已 形成穩(wěn)定體、兩邊分塊從下往上安裝有了依靠，安裝分塊時(shí)全站儀引線向上，只控制單邊一 頭上下兩點(diǎn)的空間位置，逐塊到頂，并用垂準(zhǔn)儀或線錘復(fù)核桁架端部是否與樓層上投影點(diǎn) 相符；最后補(bǔ)缺四角，形成整體； (2) 將所述網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)分塊，根據(jù)結(jié)構(gòu)情況、現(xiàn)場安裝條件和運(yùn)輸條件，對所述網(wǎng)殼結(jié)構(gòu) 進(jìn)行分段，將所述網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)分為多個(gè)小桁架及補(bǔ)缺桿件； (3) 安裝網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，①安裝所述底部環(huán)梁，②搭設(shè)滿堂腳手架，③安裝所述頂部環(huán)梁，④ 對稱安裝東西兩側(cè)主桁架、補(bǔ)缺桿件，⑤對稱安裝南北兩側(cè)主桁架、補(bǔ)缺桿件，⑥對稱擴(kuò)展 安裝東西兩側(cè)桁架向南北兩邊； (4) 焊接節(jié)點(diǎn)補(bǔ)漆； (5) 防火涂料施工； (6) 工程質(zhì)量驗(yàn)收； (7) 拆除滿堂腳手架。
[0007] 上述技術(shù)方案中，由于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)桿件眾多，且多桿交匯節(jié)點(diǎn)對于構(gòu)件加工制作精 度要求較高，在圖紙深化設(shè)計(jì)方面主要采用的是目前國際上最先進(jìn)的日本MdiSystem軟件 和相貫面等離子一火焰管材數(shù)控切割機(jī)，它通過對整個(gè)結(jié)構(gòu)的數(shù)字化虛擬建模，通過計(jì)算 機(jī)一比一模擬設(shè)計(jì)，輸出指令，實(shí)現(xiàn)無圖紙化加工，確保構(gòu)件加工精度及質(zhì)量要求。
[0008] 根據(jù)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、現(xiàn)場安裝及運(yùn)輸條件，將網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)分解成多個(gè)小桁架 拼裝單元進(jìn)行模擬工況分析，采用MIDAS 7. 80分析軟件對構(gòu)件模擬計(jì)算，確定合理的拼裝 順序。
[0009] 滿堂腳手架搭設(shè)前，按照設(shè)計(jì)圖紙?jiān)跇菍由洗_定投影基準(zhǔn)點(diǎn)，投影基準(zhǔn)點(diǎn)的選擇 時(shí)，應(yīng)盡量確保垂直傳遞的視線通視，與樓層主梁相避讓。在樓層面的四角設(shè)置四個(gè)投影基 準(zhǔn)點(diǎn)，并要保證每個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)可通視相鄰兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。根據(jù)CAD放出的分塊圖投影1:1在樓 面放出實(shí)線。
[0010] 拼裝過程中每個(gè)拼裝單元，利用CAD模型圖紙，確定各個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，現(xiàn)場根據(jù)CAD 放樣的三維坐標(biāo)通過全站儀坐標(biāo)測量法來控制網(wǎng)殼形狀及位置。
[0011] 高空分段拼裝技術(shù)，按東西、南北兩個(gè)方向?qū)ΨQ安裝，經(jīng)工廠預(yù)拼裝的分塊鋼架從 中間、逐塊安裝形成四面、中間四片支座，保證網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，在分塊安裝時(shí)采用兩邊纜 風(fēng)臨時(shí)穩(wěn)定措施，在分塊間電焊完成后，才能松纜風(fēng)。網(wǎng)殼桁架中間部分與頂環(huán)梁連接牢固 后，逐漸向兩側(cè)擴(kuò)展安裝，可確保安裝時(shí)的穩(wěn)定性。
[0012] 由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)： 1、 本發(fā)明合理利用現(xiàn)有的施工場地，減少分段桁架運(yùn)至現(xiàn)場后可直接吊裝，減少現(xiàn)場 拼接及材料堆放場地； 2、 本發(fā)明解決了網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)桿件數(shù)多、交叉對接精度控制難，現(xiàn)場焊接工作量大等難 題； 3、 本發(fā)明分段桁架工廠拼裝，可減少現(xiàn)場大量高空吊裝、焊接作業(yè)，對確保鋼結(jié)構(gòu)施工 安全具有積極作用； 4、 本發(fā)明大量桁架采用工廠拼裝，較現(xiàn)場拼裝、焊接，質(zhì)量可控制性更強(qiáng)； 5、 本發(fā)明構(gòu)件加工采用先進(jìn)的加工軟件和自動(dòng)加工機(jī)械進(jìn)行放樣下料，提高人員的工 作效率，使網(wǎng)殼桿件的加工精度得到保障； 6、 本發(fā)明采用先進(jìn)的分析軟件對構(gòu)件模擬計(jì)算，計(jì)算變形量，減少拼裝誤差； 7、 本發(fā)明施工速度塊，工期短，施工管理成本降低。
【附圖說明】
[0013] 圖1為網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)施工工藝流程圖； 圖2為主控軸線定位圖； 圖3為屋頂放實(shí)線圖； 圖4為殼底、頂環(huán)梁分段示意圖； 圖5網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安裝流程圖I ; 圖6網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安裝流程圖2 ; 圖7網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安裝流程圖3-1 ; 圖8網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安裝流程圖3-2 ; 圖9網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安裝流程圖4 ; 圖10網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安裝流程圖5 ; 圖11網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安裝流程圖6 ; 圖12網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安裝流程圖7-1 ; 圖13網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安裝流程圖7-2。
[0014] 其中，1、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)；2、底部環(huán)梁；3、頂部環(huán)梁；4、主桁架；5、補(bǔ)缺桿件。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述： 實(shí)施例一： 如圖1所示，超高層建筑屋頂自由曲面單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安裝施工工藝流程： (1) 測量放線，①主控軸線，在樓層面的四角設(shè)置四個(gè)投影基準(zhǔn)點(diǎn)，并要保準(zhǔn)每個(gè)基準(zhǔn) 點(diǎn)可通視相鄰二個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，②網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)1實(shí)線引測； (2) 將所述網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)1分塊，根據(jù)結(jié)構(gòu)情況、現(xiàn)場安裝條件和運(yùn)輸條件，對網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)1進(jìn) 行分段，將所述網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)1分為62個(gè)小桁架及補(bǔ)缺桿件5 ; (3) 安裝網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)1，①安裝所述底部環(huán)梁2,②搭設(shè)滿堂腳手架，③安裝所述頂部環(huán)梁 3,④對稱安裝東西兩側(cè)主桁架4、補(bǔ)缺桿件5,⑤對稱安裝南北兩側(cè)主桁架4、補(bǔ)缺桿件5,⑥ 對稱擴(kuò)展安裝東西兩側(cè)桁架向南北兩邊； (4) 焊接節(jié)點(diǎn)補(bǔ)漆； (5) 防火涂料施工； (6) 工程質(zhì)量驗(yàn)收； (7) 拆除滿堂腳手架。
[0016] 超高層建筑屋頂自由曲面單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)1安裝施工方法的操作要點(diǎn)： 一、作業(yè)條件 1、 根據(jù)施工圖進(jìn)行施工詳圖深化設(shè)計(jì)，編制相應(yīng)的施工組織設(shè)計(jì)及專項(xiàng)施工方案計(jì) 劃。在網(wǎng)殼分解時(shí)應(yīng)在現(xiàn)場塔吊允許起重量范圍內(nèi)盡量減少補(bǔ)缺桿件5數(shù)量，以減少后期 焊接及涂裝產(chǎn)生的質(zhì)量問題； 2、 預(yù)埋件應(yīng)在主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)埋設(shè)，埋設(shè)好后應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)軸線及基準(zhǔn)水平點(diǎn)對預(yù) 埋件進(jìn)行檢查和校核；預(yù)埋件應(yīng)埋設(shè)牢固、位置準(zhǔn)確，預(yù)埋件標(biāo)高偏差不應(yīng)大于1〇_，位置 偏差不應(yīng)大于20mm ; 4、 安裝前應(yīng)對混凝土柱頂混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢查，當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求后方可安裝； 5、 根據(jù)網(wǎng)殼的造形特點(diǎn)，搭設(shè)階梯式滿堂腳手架，并放線布置好各支點(diǎn)位置與標(biāo)高。搭 設(shè)腳手架時(shí)不允許超過設(shè)計(jì)荷載，腳手架為扣件式腳手架采用048X2. 75的鋼管搭設(shè)。其 立桿步距為和立桿間距均為1200mm。為確保架體的穩(wěn)定，應(yīng)按腳手架搭設(shè)規(guī)范的要求加 設(shè)橫向及縱向剪刀撐。腳手架底部必須設(shè)置縱橫掃地桿。縱向掃地桿距墊塊表面應(yīng)不大于 200mm〇
[0017] 二、測量放線 1、 主控軸線 如圖2所示，在樓層面的四角設(shè)置四個(gè)