空間曲面鋼結(jié)構(gòu)管桁架屋蓋安裝施工工法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑施工方法的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]空間曲面鋼結(jié)構(gòu)管桁架的安裝與通常的鋼結(jié)構(gòu)相比，從構(gòu)件詳圖深化設(shè)計、相貫線節(jié)點焊接、不規(guī)則屋面板的下料、管桁架的制作與安裝等方面都具有相當高的難度。傳統(tǒng)的空間曲面鋼結(jié)構(gòu)管桁架的安裝具有以下缺點:1、施工需要搭設(shè)滿堂腳手架，作業(yè)繁瑣、工期長、質(zhì)量不易保證；2、管桁架的拼裝焊接都在高空進行，施工難度大，拼裝焊接質(zhì)量不易控制，施工人員安全保證較差，易發(fā)生高處墜落事故；3、管桁架構(gòu)件在分解構(gòu)件的制作、安裝過程中所產(chǎn)生的累計誤差較大，最后往往需要返工或?qū)?gòu)件做較大改動才可以使結(jié)構(gòu)能夠順利合攏，費時費力；4、空間曲面屋蓋形狀復雜，屋面板多為扇形且每塊扇形板的形狀尺寸不一，放樣難度非常大，采用傳統(tǒng)施工工藝往往會造成放樣尺寸不精確、材料浪費等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是提供一種能夠進行了非線性施工階段的有限元模擬，通過模擬考察施工過程中各構(gòu)件的應(yīng)力和應(yīng)變，評估施工方案安全性，指導實際安裝施工過程，施工過程進行應(yīng)變位移監(jiān)測，且能夠?qū)?gòu)件設(shè)計進行實時調(diào)整，提高了施工精度，同時降低了建設(shè)成本的空間曲面鋼結(jié)構(gòu)管桁架屋蓋安裝施工工法。
[0004]本發(fā)明的空間曲面鋼結(jié)構(gòu)管桁架屋蓋安裝施工工法，包括如下步驟:
[0005]第一步:施工方案評估:
[0006]正式施工前用MIDAS軟件對施工方案進行了非線性施工階段的有限元模擬，通過模擬考察施工過程中各構(gòu)件的應(yīng)力和應(yīng)變，評估施工方案的安全性；模擬評估確認施工方案安全后方可進入施工階段；施工階段應(yīng)根據(jù)模擬分析結(jié)果，對主要構(gòu)件進行應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測；
[0007]第二步:施工準備:
[0008]平整道路和安裝場地，吊機行駛道路采用墊鋼質(zhì)路基箱或道木平整堅實，以保證吊機負荷行駛中安全；
[0009]第三步:測量放線:
[0010]選用Topcon電子全站儀和J2光學經(jīng)瑋儀、SD3水準儀，配合鋼尺，角尺采用極坐標法進行管桁架柱腳、中間支座和格構(gòu)柱的放樣工作；在主桁架柱腳底板上標好主桁架上下弦桿的就位圓尺寸，在中間支座底板上彈出就位軸線位置，方便主桁架安裝就位；
[0011]第四步:整理預(yù)埋鐵件:
[0012]根據(jù)測量放線，復核管桁架柱腳、中間支座以及施工鋼構(gòu)柱的砼基礎(chǔ)或看臺上相應(yīng)位置的預(yù)埋鐵件位置；對軸線位置和標高不滿足要求的鐵件進行整理，使其偏差值在允許范圍內(nèi)；
[0013]第五步:安裝鋼構(gòu)柱:
[0014]根據(jù)設(shè)計的鋼結(jié)構(gòu)主桁架懸臂端下弦桿下口至±0.000處的高度做好每榀主桁架的格構(gòu)柱并進行標號處理。安裝時，選用Topcon電子全站儀和J2光學經(jīng)瑋儀、SD3水準儀對格構(gòu)柱的標高、角度、垂直度進行校正，校正后拉好攬風繩；
[0015]第六步:搭設(shè)滿堂腳手架:
[0016]腳手架的搭設(shè)根據(jù)安裝鋼桁架的需求，搭設(shè)成階梯形，第一層至7.5米標高搭設(shè)平臺，第二層至11.5米標高搭設(shè)平臺，第三層至15.2米標高搭設(shè)平臺，第四層至17米標高搭設(shè)平臺，最后搭設(shè)至標高20.6m，腳手架立桿縱橫間距1000mm，步距1800mm ;腳手架在弦形主桁架就位處應(yīng)留出位置；
[0017]第七步:驗收主、次桁架:
[0018]根據(jù)設(shè)計要求以及焊接質(zhì)量驗收等相應(yīng)規(guī)范對主次桁架進行驗收，通過驗收方可進行吊裝；
[0019]第八步:安裝主、次桁架:
[0020]先進行兩榀主桁架的安裝，之后進行環(huán)形次桁架的分段安裝，然后以打圈的方式逐榀安裝主桁架并逐段進行環(huán)形次桁架的安裝；在正式吊裝前進行試吊，以確保吊裝的安全;
[0021]第九步:安裝棱條以及應(yīng)變片:
[0022]驗收合格后再進行檁條及屋面等安裝；鋼棱條分為主棱條和次棱條，型號分別為C250 X 80 X 20 X 3.0、C250 X 70 X 20 X 2.5，材質(zhì)均為 Q345B ；
[0023]在監(jiān)測過程中，應(yīng)變測點傳感器的安裝將隨著桁架安裝的進度同步進行；為了避免應(yīng)變儀的損壞，應(yīng)變傳感器的安裝需要在各榀桁架的主檁條安裝完成之后進行；振弦傳感器采用AB膠粘貼方法固定在測點表面，為粘貼牢固，提高粘結(jié)力，鋼結(jié)構(gòu)表面需要先用磨光機磨平，然后用AB膠粘結(jié)，粘結(jié)時要求表面干燥，5?7min后即可牢固附著在結(jié)構(gòu)表面，傳遞相應(yīng)的局部變形；同時，為了防止在現(xiàn)場惡劣的自然條件對膠水性能的不利影響，在AB膠的外部使用硅膠與外部環(huán)境隔離；各測點的數(shù)據(jù)線需要集中捆綁，沿鋼架表面而下，置于便于量測的位置，以便于集中讀數(shù)，加快測試進程；
[0024]第十步:整體卸載:
[0025]格構(gòu)式鋼柱(以下簡稱鋼構(gòu)柱)采用整體卸載法撤除；鋼結(jié)構(gòu)管桁架的卸載方法:統(tǒng)一指揮12臺液壓千斤頂同時頂升，每次頂升高度為1_，可以千斤頂活塞上的標志為依據(jù)。應(yīng)在正式頂升前即主桁架懸臂端下千斤頂脫空時試驗兩次，以獲得同步頂升的經(jīng)驗；第一次頂升Imm后，應(yīng)檢查千斤頂、墊片、鋼構(gòu)柱等情況是否良好；如發(fā)現(xiàn)千斤頂偏斜和基礎(chǔ)沉降變形及其它異常情況，必須經(jīng)處理后才能繼續(xù)頂升工作；如發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)沉降變形，可以加楔形墊鐵處理；千斤頂分三次同步頂升，每次同步頂升1mm，累計頂升3mm即完成頂升工作，即每頂升1_，應(yīng)觀察12榀主桁架的中間砼柱頂焊縫和次桁架與主桁架焊縫情況，防止焊縫拉裂破壞；第二次同步頂升后，發(fā)現(xiàn)鋼管主桁架的下弦已脫離基座墊鐵，則無需第三次同步頂升；
[0026]卸載過程中注意各檢測點的應(yīng)力應(yīng)變值，如卸載過程中發(fā)現(xiàn)某監(jiān)測點應(yīng)力應(yīng)變超過正常值，應(yīng)立即停止卸載，檢查相應(yīng)部位的構(gòu)件以及焊縫情況，分析應(yīng)力應(yīng)變超常原因，采取相應(yīng)措施使得應(yīng)力應(yīng)變達到正常范圍內(nèi)后方可繼續(xù)卸載；
[0027]第^^一步:主體安裝完成后驗收:
[0028]自檢合格后請監(jiān)測單位、監(jiān)理單位及業(yè)主按照相應(yīng)驗收標準對主體結(jié)構(gòu)進行驗收；各監(jiān)測點的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)值以及主桁架懸臂端的撓度數(shù)據(jù)作為驗收依據(jù)之一；
[0029]第十二步:安裝屋面板:
[0030]12.1、利用AUTOCAD、PRO-E軟件，分別對橢圓型半球體的屋面板進行深化及分解，對得出的扇形板上下口尺寸進行比較確定，得出最終的扇形板上下口尺寸；
[0031]12.2、根據(jù)扇形板上下口尺寸確定購買屋面彩鋼板的寬度尺寸，為了保證屋面板的內(nèi)外觀感一致，所有彩鋼板都進行了雙面貼膜；
[0032]12.3、待屋面板材料運至工地后，切割前，對屋面板加工進行了安全技術(shù)交底，采用屋面板自動分條機，把一塊屋面板分成兩塊長度相等的扇形板材料；
[0033]12.4、把自動分條機加工好的屋面板材料放入屋面壓型板成型機內(nèi)，成型好屋面板；
[0034]12.5、先對壓制好的屋面板進行試驗局部滾圓，每局部滾圓一遍，復核一次屋面板的局部滾圓圓弧尺寸，并逐步調(diào)整好滾圓機滾圓尺寸，直到正確的屋面板局部滾圓尺寸后，復核無誤后，固定好滾圓機的滾圓尺寸，然后進行大批量的滾圓；
[0035]12.6、為了保證屋面板的內(nèi)外觀感，制作和安裝時，在各個環(huán)節(jié)中的盡量采取保護措施，保護好已經(jīng)為成品的屋面板；
[0036]第十三步:整體驗收:
[0037]屋面板安裝完畢后讀取各個屋蓋體系安裝完畢后先由施工單位進行自檢，自檢合格后請監(jiān)測單位、監(jiān)理單位及業(yè)主按照相應(yīng)驗收標準進行整體驗收；各監(jiān)測點的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)值以及主桁架懸臂端的撓度數(shù)據(jù)作為驗收依據(jù)之一。
[0038]比較好的是，本發(fā)明的第八步安裝主、次桁架包括如下步驟；
[0039]8.1驗算主桁架的吊裝穩(wěn)定性:
[0040]主桁架截面均為三角形，主桁架