專利名稱：柱面網殼旋轉提升施工方法
技術領域：
本發明涉及建筑施工方法。
背景技術：
柱面網殼結構是一種廣泛應用于工業與民用建筑屋蓋系統的空間網格結構形式。 其內部形成的半圓柱形大空間有利于實現各種松散型材料的存儲，均化和轉運，近幾年成為電廠、水泥以及鋁冶煉等行業各種原材料堆棚的一種主要的屋蓋結構形式。由于這種結構形成的內部空間很大，如果采用傳統的滿堂支架拼裝施工方法，存在著臨時支架系統工程浩大，工作量難以承受的缺點，同時也使得施工周期長，成本很高。所以迫切需要采用各種無支架安裝施工方法。
發明內容
本發明的目的是提供一種柱面網殼旋轉提升施工方法，本發明解決柱面網殼結構安裝施工中柱面成形這一關鍵難題，提供一種無支架的安裝施工方法。本發明的柱面網殼旋轉提升施工方法，按照如下步驟操作(一)在地面拼裝柱面網殼1;( 二)將拼裝一部分的柱面網殼1 一端通過轉動鉸鏈3支撐，另外一端拼裝延伸操作面1-1通過臨時支架4支撐；(三)用提升機將柱面網殼1提升，使柱面網殼1繞轉動鉸鏈3旋轉；并繼續在拼裝延伸操作面1-1拼裝柱面網殼1 ；(四)提升和拼裝過程交替進行；使柱面網殼1沿弧線方向延伸，直至柱面網殼1 達到設計的位置。進一步地，本發明的柱面網殼旋轉提升施工方法，還具有如下特點在第(三)步驟中，在兩個位置同步將柱面網殼1提升。本發明的柱面網殼旋轉提升施工方法，克服鋼結構施工企業的弱點的目的，使常見的柱面網殼的施工不再是一個技術難題，為柱面網殼結構的大規模應用作出了應有的貢獻。其所擁有的在施工階段結構受力合理、縮短建設周期、降低施工成本、提高施工質量等優點，使得在應用中經濟效益和社會效益都非常明顯，具有廣闊的應用前景。為螺栓球節點柱面網殼的安裝施工尋求一種安全、簡單、高效而又低成本的實施方案。
圖1是本發明施工方法示意圖；圖2是本發明實施中兩個提升點同步運動的工作原理圖。圖中符號說明柱面網殼1、拼裝延伸操作面1-1、第一提升處2-1、第二提升處 2-2、轉動鉸鏈3、臨時支架4、定滑輪5、鋼梁6、鋼絲繩7、吊車鋼索8。
具體實施例方式下面結合附圖并用最佳的實施例對本發明作詳細的說明。參閱圖1，柱面網殼旋轉提升施工方法，按照如下步驟操作(一)在地面拼裝柱面網殼1；(二)將拼裝一部分的柱面網殼1 一端通過轉動鉸鏈3支撐，另外一端拼裝延伸操作面1-1通過臨時支架4支撐；(三)用提升機將柱面網殼1提升，使柱面網殼1繞轉動鉸鏈3旋轉；并繼續在拼裝延伸操作面1-1拼裝柱面網殼1 ；(四)提升和拼裝過程交替進行；使柱面網殼1沿弧線方向延伸，直至柱面網殼1 達到設計的位置。在第(三)步驟中，在兩個位置同步將柱面網殼1提升。旋轉提升施方法的基本思想是在提升時，提升外力不通過網殼的重心，使結構上各點都繞其最遠端邊緣的母線(轉動鉸線)作豎向的圓周運動。施工時由跨度一方的支座開始向另一方向安裝，拼裝活動在地面進行，因拼裝延伸方向為曲面的切線方向，必須提升操作面處，使網殼結構繞預設的轉動鉸線旋轉，獲得下一步安裝的操作空間。拼裝和提升的過程交替重復進行，使得結構沿弧線方向逐步延伸。在拼裝結束時，結構各節點才能最終到達理論設計位置。由于旋轉提升施工法提升時結構的運動特征是繞軸線旋轉，結構各點除了豎向運動外還有水平方向運動，所以結構覆蓋區域無法設置提升設備，提升點只能布置在結構外圍，對縱向長度很大的網殼結構，宜采用分區方法進行施工，在高空拼接各區結合部；也可運用本工法施工其中的一段，然后改用懸挑法完成其余部分結構，這實際上是一種混合施工方法。旋轉提升施工法實質上是一種用來解決較小的柱面網殼結構施工區段的安裝成形問題的方法。施工區段的選擇對結構的施工區段的要求是在施工完成后必須能夠承受自重，以及施工各區段間結合部時的構件重量和施工荷載。同時施工區段的選擇還可以考慮工程所在地域的提升設備條件。提升點位置的選擇提升點位置選擇要通過施工力學分析方法來確定，選擇的原則是保證施工期間結構的內力和變位始終處于較小狀態。其布置的要點在于兩兩對稱，避免提升力造成結構局部的扭曲變形，同時也便于進行結構的力學分析。施工中采取技術措施，使對稱的兩個提升點受力始終相等，方便于提升過程中的管理和控制。旋轉提升施工法的力學原理旋轉提升施工法將結構模擬成一段曲梁來進行力學分析，提升點模擬成曲梁的簡支支座。在安裝中提升點的數量和位置根據需要改變，保持結構的內力和變形在施工過程中始終處于較小狀態。大部分時間里采用超靜定支承方式來改善梁段的跨度，使內力和變形較為平緩。該工法利用了結構所受外力和結構的內力、變形間的一一對應的關系，這在結構小變形狀態下十分相符。采用超靜定方式，通過設置不同的約束剛度，調整自重荷載在提升點1和提升點2間的分配，以提升點受力的大小來主動控制結構在施工中的內力和變位，可以避免通常的結構設計不考慮施工方法所帶來的不利因素，提高該施工方法的適應性。采用旋轉提升施工法施工時，利用了結構在施工階段的承載能力，所以需要對施工全過程進行跟蹤力學分析，確定提升力，并保證施工中結構的安全。工法的安全技術措施的研究運用旋轉提升施工法施工柱面網殼，除了采用施工全過程力學分析外，還需要采取安全技術保障措施，保證施工安全、順利進行。主要包括可轉動鉸設置；提升點同步的技術措施；拉索的設置；臨時支承的設置。可轉動鉸設置可轉動鉸線是結構旋轉提升時，所圍繞的固定軸線，也是結構施工中的一排支座， 所有的可轉動鉸需要在一條直線上，形成可轉動鉸線，避免產生附加彎矩，必要時可涂黃油潤滑。鉸線兩端的豎向約束可加強，可抵抗風等偶然的面外荷載作用，有利于保障結構施工階段的安全。提升點內部的同步措施參閱圖2，在結構的施工力學分析中，默認兩個提升點1或提升點2同步運動，以簡化分析過程，同時有利于提升過程的安全。拉索的設置在施工中通過設置拉索保證結構的安全。拉索一般采用鋼絲繩，包括纜風繩和拱拉桿。纜風繩設置在結構較高部位以提高其使用效率，用對稱布置來抵消對結構的平面外作用力。纜風繩的拉力對結構提升有影響，提升期間應派專人負責松弛并在提升結束后重新固定；拱拉桿在提升點變換和停工期間設置，臨時的拱拉桿采用鋼絲繩較為方便，通過計算選用，分析時將支承點模擬成豎向簡支，對拉索以水平集中力方式考慮，用不同的集中力代入計算，選擇合適的集中力F和相應的水平變位Uy。計算公式為Uy = F/EA-a，其中A為鋼絲繩截面積，a為擬調節量，調節可采用花籃螺栓進行，在鋼絲繩受力后縮長度a。臨時限位支承的設置旋轉提升施工法采用臨時限位支承裝置來限制結構晃動的位移，克服提升點作為支承點的不足。為了支承有效，臨時支承需具有抗側移能，可以讓其承受少量豎向荷載來增加穩定性。本發明施工工法的技術特征基本上避免了支架系統的施工，縮短了安裝施工周期。采用旋轉的提升方法，提升力僅為部分結構自重，降低了對提升設備能力的要求。結構的拼裝位置始終在自由邊，避免強行安裝，從而消除施工次應力；并且施工在地面附近進行，有利與提高結構施工質量。工法合理運用勞動力，提高工效，縮短周期，使得安裝成本降低；采用施工全過程跟蹤力學分析手段，施工中的結構內力和變位都得到有效管理控制。本發明施工工法先進性程度旋轉提升施工法降低了柱面網殼結構的施工難度；需要的設備條件、場地條件等都很容易得到滿足；對施工企業的施工技術水平要求也較低。旋轉提升施工法省略了支架系統的施工，簡化了施工過程，從而縮短了施工工期， 降低了施工成本。
旋轉提升施工法采用施工全過程跟蹤力學分析和超靜定的約束方法，使得結構在施工全過程都能保持內力和變位處于較小的狀態，能夠降低或克服一般工程設計中沒有考慮施工方法所造成的困難，具有很強的適應性。旋轉提升施工法克服了鋼結構專業企業的弱點，達到了為螺栓球節點柱面網殼的安裝施工尋求一種安全，簡單高效而又低成本的解決方案的目的。本發明適用支承平面位于地面附近的螺栓球節點柱面網殼結構。一般不適用于焊接節點結構；對整體處于高空的較大跨度柱面網殼結構，采用本方法施工可能不經濟；采用目前的提升控制手段，難以施工跨度超過IOOm的大型結構，目前我公司采用本方法施工的結構的最大跨度為65m。以上實施例是本發明較優選具體實施方式
的一種，本領域技術人員在本技術方案范圍內進行的通常變化和替換應包含在本發明的保護范圍內。
權利要求
1.柱面網殼旋轉提升施工方法，其特征在于，按照如下步驟操作(一)在地面拼裝柱面網殼⑴；(二)將拼裝一部分的柱面網殼(1)一端通過轉動鉸鏈C3)支撐，另外一端拼裝延伸操作面(1-1)通過臨時支架(4)支撐；(三)用提升機將柱面網殼(1)提升，使柱面網殼(1)繞轉動鉸鏈C3)旋轉；并繼續在拼裝延伸操作面(1-1)拼裝柱面網殼(1)；(四)提升和拼裝過程交替進行；使柱面網殼(1)沿弧線方向延伸，直至柱面網殼(1) 達到設計的位置。
2.如權利要求1所述的柱面網殼旋轉提升施工方法，其特征在于，在第(三)步驟中， 在兩個位置同步將柱面網殼(1)提升。
全文摘要
柱面網殼旋轉提升施工方法，涉及建筑施工方法。按照如下步驟操作(一)在地面拼裝柱面網殼(1)；(二)將拼裝一部分的柱面網殼(1)一端通過轉動鉸鏈(3)支撐，另外一端拼裝延伸操作面(1-1)通過臨時支架(4)支撐；(三)用提升機將柱面網殼(1)提升，使柱面網殼(1)繞轉動鉸鏈(3)旋轉；并繼續在拼裝延伸操作面(1-1)拼裝柱面網殼(1)；(四)提升和拼裝過程交替進行；使柱面網殼(1)沿弧線方向延伸，直至柱面網殼(1)達到設計的位置。本發明解決柱面網殼結構安裝施工中柱面成形這一關鍵難題，提供一種無支架的安裝施工方法。
文檔編號E04G21/14GK102465602SQ201010548688
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月18日 優先權日2010年11月18日
發明者葉國平 申請人:蕪湖天航科技(集團)股份有限公司