专利名称：一种钢网壳与索穹顶组合结构的安装方法
技术领域：
本发明涉及一种用于土木工程施工中对新型钢网壳与索穹顶组合空间结构的施工进行杆件安装和预应力张拉成形的方法，属于空间预应力钢结构施工安装的技术领域，特别是一种钢网壳与索穹顶组合结构的安装方法。
背景技术：
以膜作为屋面铺设材料的传统索穹顶结构存在膜材料价格贵、防火性能差、难以消除雨噪声、保温隔热性能差、裁剪铺设工艺相对复杂等问题。为解决这些问题，国内学者提出了一种由钢网壳与索穹顶组合而成的新型组合结构形式，该组合结构既可充分利用轻型、高效、通过预应力成型的索穹顶结构特性，又可发挥钢网壳便于铺设刚性屋面板的优势。国内外公知的钢网壳与索穹顶组合结构的安装方法，其主要步骤(1)先进行下部索穹 顶结构的安装成形，(2)然后在地面搭设满堂安装支架，(3)最后进行上部钢网壳的安装。公知的的钢网壳与索穹顶组合结构的安装方法，索穹顶结构的安装及预应力张拉成形施工难度较大，部分拉索在安装过程中可能需要超过设计索力的外力进行强迫就位，这对拉索、撑杆和节点的受力均不利，安装施工作业的安全性不足。同时，由于索穹顶结构要先安装完成，才能进性满堂安装支架的搭设和上部钢网壳的安装，施工作业不能交叉，施工工期较长，安装成本较闻。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种能有效减小索穹顶结构施工安装的难度、节省工期、节约施工成本的钢网壳与索穹顶组合结构的安装方法。本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种钢网壳与索穹顶组合结构的安装方法，其特点是该安装方法分为下列步骤
第一步根据钢网壳与索穹顶组合结构的设计标高和结构布置形式，在地面和看台的预定位置搭设安装支架，并在外环梁的上部安装支座；
第二步以安装支架为平台先安装钢网壳的径向部分的杆件，组成稳定的结构骨架，再在结构骨架上安装若干提升设备和提升索，提升设备与中心撑杆、中环撑杆、外环撑杆的安装位置一一对应，提升设备通过提升索与中心撑杆、中环撑杆以及外环撑杆相接；
第三步脊索索网的连接，在中心撑杆的顶部与中环撑杆的顶部之间安装内环脊索，在中环撑杆的顶部与外环撑杆的顶部之间安装中环脊索，外环撑杆的顶部与外环脊索相连，外环脊索经脊索牵引索与外环梁上的支座相连；
第四步提升设备带动提升索对中心撑杆、中环撑杆以及外环撑杆进行提升，同时经脊索牵引索牵引外环脊索；
第五步跟随提升高度，分别在中环撑杆与中心撑杆之间安装内环斜索、在外环撑杆与中环撑杆之间安装中环斜索、在两中环撑杆之间安装中环环索；
第六步将外环脊索锚固于外环梁的支座上；第七步在两外环撑杆之间安装外环环索，并通过斜索牵引索将外环斜索与外环梁上的支座相连；
第八步将外环斜索锚固于外环梁的支座上；
第九步提升中心撑杆、中环撑杆以及外环撑杆至索穹顶位置，一次张拉外环斜索至索穹顶最终成形；
第十步将中心撑杆、中环撑杆以及外环撑杆与结构骨架相连，拆除提升设备和提升索，安装钢网壳剩余部分的杆件，最后拆除安装支架。本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，第四步的具体操作方法为提升过程中，由提升设备对撑杆的提升高度和速度进行控制，保证整个脊索索网处于松弛状态。本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，第五步的具体操作方法为根据撑杆的提升高度，在使得脊索索网保持松弛状态的前提下，当脊索索网的节点与看台或地面之间距离满足内环斜索、中环斜索安装空间需求时，即对各索进行安装。本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，第九步的具体操作方法为外环斜索张拉之前卸载提升索，在不与任何支撑构件相连的条件下，对索穹顶的外环斜索进行一次张拉到设计内力。本发明与现有技术相比，利用安装支架先安装钢网壳的径向部分的杆件，以形成临时稳定结构骨架体系，作为提升设备安装的平台，通过提升设备的提升作用，可以有效减小索穹顶结构安装的难度，同时又可以实现钢网壳安装与索穹顶安装的交叉作业，节省工期，节约成本。克服了现有钢网壳与索穹顶组合结构的安装方法存在的索穹顶结构施工安装难度大，施工作业不能交叉导致工期较长，施工安装成本高等技术问题。
图I为在结构骨架上安装提升设备的示意图。图2为脊索索网的提升和连接的示意图。图3为环索的提升和连接的不意图。图4为提升到位的示意图。图5为安装完毕后的示意图。
具体实施例方式如图所示，图中内环脊索I、中环脊索2、外环脊索3、内环斜索4、中环斜索5、外环斜索6、中心撑杆7、中环撑杆8、外环撑杆9、中环环索10、外环环索11、脊索牵引索31、斜索牵引索61、外环梁101、支座201、结构骨架301、提升设备401、安装支架501、提升索601、看台701、地面801。一种钢网壳与索穹顶组合结构的安装方法，首先根据结构的布置形式在场地中间设置安装支架，进行钢网壳的部分杆件的安装，以形成临时稳定结构体系，然后在钢网壳上部设置多点同步提升设备，将脊索网内环索系与撑杆相连，外环索系用辅助牵引索与外环梁上支座相连，钢网壳上部的提升设备对撑杆进行均匀提升，提升过程中伴随着外环脊索的牵引，整个脊索网保持松弛状态随之同步提升，边提升边进行位于不同安装高度的各环环索和斜索的安装，待所有拉索安装完毕后，对最外环斜索进行一次张拉成形，接着安装钢网壳剩余杆件，最后与索穹顶连接成为整体。具体的分为下列步骤
第一步根据钢网壳与索穹顶组合结构的设计标高和结构布置形式，在地面801和看台701的预定位置搭设安装支架501，并在外环梁101的上部安装支座201 ；
第二步以安装支架501为平台先安装钢网壳的径向部分的杆件，组成稳定的结构骨架301，再在结构骨架301上安装若干提升设备401和提升索601，提升设备401与中心撑杆7、中环撑杆8、外环撑杆9的安装位置一一对应，提升设备通过提升索与中心撑杆7、中环撑杆8以及外环撑杆9相接；
第三步脊索索网的连接，在中心撑杆7的顶部与中环撑杆8的顶部之间安装内环脊索I，在中环撑杆8的顶部与外环撑杆9的顶部之间安装中环脊索2，外环撑杆9的顶部与外环脊索3相连，外环脊索3经脊索牵引索31与外环梁上的支座201相连；
第四步提升设备401带动提升索601对中心撑杆7、中环撑杆8以及外环撑杆9进行 提升，同时经脊索牵引索31牵引外环脊索3 ；
第五步跟随提升高度，分别在中环撑杆8与中心撑杆7之间安装内环斜索4、在外环撑杆与中环撑杆之间安装中环斜索5、在两中环撑杆之间安装中环环索10 ；
第六步将外环脊索3锚固于外环梁的支座201上；
第七步在两外环撑杆9之间安装外环环索11，并通过斜索牵引索61将外环斜索6与外环梁上的支座201相连；
第八步将外环斜索6锚固于外环梁的支座201上；
第九步提升中心撑杆7、中环撑杆8以及外环撑杆9至索穹顶位置，一次张拉外环斜索6至索穹顶最终成形；
第十步将中心撑杆7、中环撑杆8以及外环撑杆9与结构骨架301相连，拆除提升设备401和提升索601，安装钢网壳剩余部分的杆件，最后拆除安装支架501。第四步的具体操作方法为提升过程中，由提升设备对撑杆的提升高度和速度进行控制，保证整个脊索索网处于松弛状态。第五步的具体操作方法为根据撑杆的提升高度，在使得脊索索网保持松弛状态的前提下，当脊索索网的节点与看台或地面之间距离满足内环斜索、中环斜索安装空间需求时，即对各索进行安装。第九步的具体操作方法为外环斜索张拉之前卸载提升索，在不与任何支撑构件相连的条件下，对索穹顶的外环斜索进行一次张拉到设计内力。
权利要求
1.一种钢网壳与索穹顶组合结构的安装方法，其特征在于该安装方法分为下列步骤 第一步根据钢网壳与索穹顶组合结构的设计标高和结构布置形式，在地面和看台的预定位置搭设安装支架，并在外环梁的上部安装支座； 第二步以安装支架为平台先安装钢网壳的径向部分的杆件，组成稳定的结构骨架，再在结构骨架上安装若干提升设备和提升索，提升设备与中心撑杆、中环撑杆、外环撑杆的安装位置一一对应，提升设备通过提升索与中心撑杆、中环撑杆以及外环撑杆相接； 第三步脊索索网的连接，在中心撑杆的顶部与中环撑杆的顶部之间安装内环脊索，在中环撑杆的顶部与外环撑杆的顶部之间安装中环脊索，外环撑杆的顶部与外环脊索相连，外环脊索经脊索牵引索与外环梁上的支座相连； 第四步提升设备带动提升索对中心撑杆、中环撑杆以及外环撑杆进行提升，同时经脊索牵引索牵引外环脊索； 第五步跟随提升高度，分别在中环撑杆与中心撑杆之间安装内环斜索、在外环撑杆与中环撑杆之间安装中环斜索、在两中环撑杆之间安装中环环索； 第六步将外环脊索锚固于外环梁的支座上； 第七步在两外环撑杆之间安装外环环索，并通过斜索牵引索将外环斜索与外环梁上的支座相连； 第八步将外环斜索锚固于外环梁的支座上； 第九步提升中心撑杆、中环撑杆以及外环撑杆至索穹顶位置，一次张拉外环斜索至索穹顶最终成形； 第十步将中心撑杆、中环撑杆以及外环撑杆与结构骨架相连，拆除提升设备和提升索，安装钢网壳剩余部分的杆件，最后拆除安装支架。
2.根据权利要求I所述的钢网壳与索穹顶组合结构的安装方法，其特征在于第四步的具体操作方法为提升过程中，由提升设备对撑杆的提升高度和速度进行控制，保证整个脊索索网处于松弛状态。
3.根据权利要求I所述的钢网壳与索穹顶组合结构的安装方法，其特征在于第五步的具体操作方法为根据撑杆的提升高度，在使得脊索索网保持松弛状态的前提下，当脊索索网的节点与看台或地面之间距离满足内环斜索、中环斜索安装空间需求时，即对各索进行安装。
4.根据权利要求I所述的钢网壳与索穹顶组合结构的安装方法，其特征在于第九步的具体操作方法为外环斜索张拉之前卸载提升索，在不与任何支撑构件相连的条件下，对索穹顶的外环斜索进行一次张拉到设计内力。
全文摘要
一种钢网壳与索穹顶组合结构的安装方法，首先利用外环梁设置可单方向转动铰支座，场地中间设置安装支架，进行钢网壳的部分杆件的安装，然后在钢网壳上部设置多点同步提升设备，将脊索网内环索系与撑杆相连，外环索系用辅助牵引索与外环梁上支座相连，钢网壳上部的提升设备对撑杆进行均匀提升，提升过程中伴随着外环脊索的牵引，整个脊索网保持松弛状态随之同步提升，边提升边进行位于不同安装高度的各环环索和斜索的安装，待所有拉索安装完毕后，对最外环斜索进行一次张拉成形，接着安装钢网壳的剩余杆件，最后与索穹顶连接成为整体。可以有效减小索穹顶结构安装的难度，同时又可以实现钢网壳安装与索穹顶安装的交叉作业，节省工期，节约成本。
文档编号E04G21/14GK102912989SQ20121045623
公开日2013年2月6日 申请日期2012年11月14日 优先权日2012年11月14日
发明者宗钟凌, 吕凤伟 申请人:淮海工学院