异形钢结构的安装方法及钢网架结构的安装方法与流程

本发明涉及超高层钢结构工程施工技术领域，尤其涉及一种异形钢结构的安装方法及钢网架结构的安装方法。

背景技术：

随着建筑行业的飞速发展和建造技术的不断精进，在超高层建筑中涌现出许多造型奇特、双曲异形或弧面形的钢网架结构，以达到曲线多变、轻盈飘逸且极富美感的视觉效果。此类钢网架结构通常自超高层塔楼外立面自上而下逐渐外挑延伸至塔楼较远处或是延伸并覆盖塔楼周边的裙房，形成大空间雨棚结构或者是裙房屋顶。

钢网架结构外挑延伸的起始段通常沿竖向延伸且距离塔楼较近，与塔楼通过侧向拉杆连接，随着钢网架结构向外、向下曲线延伸，距离塔楼越来越远，距离地面或下方裙房顶层楼面越来越近，此时钢网架结构通过地面和裙房上竖起的树杈柱支撑，直至延伸至末端。这种自由曲面发散性多边形网架体系，既可以作为屋盖系统，又可以作为装饰性结构，半拉半撑于塔楼及裙房结构上。这种无规律可循的异形组合结构安装难度大、安装精度要求高，传统的施工技术已无法满足此新型结构体系的施工要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种异形钢结构的安装方法及钢网架结构的安装方法，能够满足高空异形钢网架结构的施工要求，确保施工质量和精度达到规范要求，提高施工效率及降低施工措施成本。

为了达到上述目的，本发明提供了一种异形钢结构的安装方法，包括：

根据异形钢结构的结构特点将所述异形钢结构由高到低依次划分为竖向段、过渡段及水平段，所述竖向段及所述水平段采用散件拼装的形式进行安装，所述过渡段采用整体吊装的方式进行安装；

在塔楼的外立面上搭设操作平台，将所述竖向段的各个散件分别吊运至所述操作平台处，利用所述操作平台将所述竖向段的散件固定在所述塔楼的外立面上并连接成一个整体；

在所述塔楼周边的裙房楼顶设置若干第一临时支撑，将所述过渡段吊运至设定安装位置，并将所述过渡段的一端与所述竖向段的底端连接，将所述过渡段的另一端搁置在所述第一临时支撑上；

在所述裙房楼顶上安装若干树杈柱，以所述树杈柱为中心拼装所述水平段的各个散件并连接成一个整体。

可选的，在塔楼的外立面上搭设操作平台的步骤具体包括：

在所述塔楼上对应所述竖向段的安装位置的楼层处设置外挑钢梁；

在所述外挑钢梁上搭设脚手架以形成操作平台。

可选的，所述塔楼的外立面沿竖直方向设置有多个预埋件，将所述竖向段的散件与所述预埋件连接以将所述竖向段的散件固定在所述塔楼的外立面上。

可选的，在所述裙房楼顶上安装若干树杈柱的步骤具体包括：

在所述裙房楼顶安装所述树杈柱的主干；

在所述裙房楼顶设置若干第二临时支撑；

安装所述树杈柱的树枝，并使所述树枝的一端固定在所述主干上，另一端搁置在所述第二临时支撑上。

可选的，所述水平段的下方还设置有若干第三临时支撑，所述第三临时支撑设置在相邻的所述树杈柱之间以及所述水平段的外边缘区域。

可选的，所述第二临时支撑及所述第三临时支撑均为钢管，且所述第二临时支撑的直径小于所述第三临时支撑的直径。

可选的，所述第一临时支撑由多个塔吊标准节拼装而成。

可选的，所述过渡段包括多个两榀桁架及若干次梁，相邻两个两榀桁架通过所述次梁连接。

可选的，所述过渡段采用双机台吊吊装法进行整体吊装。

基于此，本发明还提供了一种钢网架结构的安装方法，用于在一塔楼周边的裙房上方搭设一钢网架结构，包括：

将所述钢网架结构划分为多个异形钢结构，至少两个所述异形钢结构在水平面上的投影部分重合；

按照先低后高的原则依次安装多个所述异形钢结构，所述异形钢结构采用所述的异形钢结构的安装方法进行安装。

本发明提供了一种异形钢结构的安装方法及钢网架结构的安装方法，通过自上而下依次安装竖向段、过渡段和水平段，且以塔楼为中心，从内到外进行安装，能够很大程度提高场地利用率，同时在结构稳定性的控制上也更加合理。此外，该安装方法不仅能够满足高空异形钢网架结构的施工要求，而且能够确保施工质量和精度达到规范要求，提高施工效率及降低施工措施成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的异形钢结构的安装方法的步骤图；

图2为本发明实施例提供的异形钢结构的示意图；

图3为本发明实施例提供的异形钢结构的竖向段的示意图；

图4为本发明实施例提供的异形钢结构的过渡段的安装示意图；

图5为本发明实施例提供的异形钢结构的水平段的安装示意图；

其中，附图标记为：

10-异形钢结构；20-塔楼；30-裙房；40-外挑钢梁；41-脚手架；42-楼层；50-第一临时支撑；60-第二临时支撑；70-第三临时支撑；

110-竖向段；120-过渡段；130-水平段。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参照图1，并结合图2-图5，本实施例提供了一种异形钢结构的安装方法，包括：

步骤s1：根据异形钢结构10的结构特点将所述异形钢结构10由高到低依次划分为竖向段110、过渡段120及水平段130，所述竖向段110及所述水平段130采用散件拼装的形式进行安装，所述过渡段120采用整体吊装的方式进行安装；

步骤s2：在塔楼20的外立面上搭设操作平台，将所述竖向段110的各个散件分别吊运至所述操作平台处，利用所述操作平台将所述竖向段110的散件固定在所述塔楼20的外立面上并连接成一个整体；

步骤s3：在所述塔楼20周边的裙房30楼顶设置若干第一临时支撑，将所述过渡段120吊运至设定安装位置，并将所述过渡段120的一端与所述竖向段110的底端连接，将所述过渡段120的另一端搁置在所述第一临时支撑上；

步骤s4：在所述裙房30楼顶上安装若干树杈柱，以所述树杈柱为中心拼装所述水平段130的各个散件并连接成一个整体。

具体的，先执行步骤s1，结合图2，根据异形钢结构10的形状将所述异形钢结构10由高到低依次划分为竖向段110、过渡段120及水平段130，所述异形钢结构10自超高层塔楼20外立面自上而下逐渐外挑延伸至塔楼20较远处或是延伸并覆盖建筑裙房30，形成大空间雨棚或者裙房30屋顶。所述竖向段110是指几乎平行于所述塔楼20外立面的异形钢结构10的部分，通过所述塔楼20提供支撑。所述过渡段120是指连接所述竖向段110与所述水平段130的部分，可以理解为所述过渡段120连接所述竖向段110的一端要高于所述过渡段120连接所述水平段130的一端，即将所述竖向段110平缓过渡至水平段130。所述水平段130通常为位于裙房30上方的部分，其面积可以小于裙房30，也可以大于裙房30，本申请对此不作限制。

然后执行步骤s2，先安装所述竖向段110，由于操作平台的搭建，所述竖向段110可通过散件拼装的方式进行安装。将所述竖向段110的各个散件分别吊运至所述操作平台处，利用所述操作平台将所述竖向段110的散件固定在所述塔楼20的外立面上并连接成一个整体。请参照图3，在塔楼20的外立面上搭设操作平台的步骤具体包括：

步骤s21：在所述塔楼20上对应所述竖向段110的安装位置的楼层处设置外挑钢梁40；

步骤s22：在所述外挑钢梁40上搭设脚手架41以形成操作平台；

在执行步骤s1之后，先执行步骤s21，在所述塔楼20上对应所述竖向段110的各个散件安装位置的楼层处设置外挑钢梁40。所述外挑钢梁40的数量以及安装位置可根据竖向段110的高度以及固定措施的位置进行确定。本实施例中，所述外挑钢梁40的数量为3根，3根外挑钢梁40位于不同的楼层42。

然后执行步骤s22，在所述外挑钢梁40上搭设脚手架41，所述脚手架41可作为安装人员的操作平台对所述竖向段110进行安装及固定。

本实施例中，所述塔楼20的外立面沿竖直方向设置有多个预埋件，将所述竖向段110的散件与所述预埋件连接以将所述竖向段110的散件固定在所述塔楼20的外立面上。应当理解的是，所述塔楼20施工的时候在其外立面的设定位置处安装有预埋件，用于连接所述竖向段110，将所述竖向段110吊运到位后，通过螺栓连接或焊接等方式以将所述竖向段110固定在所述塔楼20的外立面上。当然，如果主楼上的预埋件出现漏埋或位置偏差较大时，可采用种筋等措施后置埋件，同样也能实现竖向段110的固定。

在竖向段110固定好之后，自上而下拆除所述脚手架41。本实施例中，所述竖向段110的散件可采用桁架结构，例如单榀桁架，也可以是其它的钢结构，例如杆件拼装的菱形单元，本申请对此不作任何限制。

执行完步骤s2之后，执行步骤s3，安装过渡段120，由于过渡段120的结构曲率大，高度高且高度差大，使得在所述过渡段120的支撑措施难以设置，导致构件无法散件安装，所以这个区段将采取大跨度整体吊装的形式进行安装。

结合图4，首先，在所述塔楼20周边的裙房30楼顶设置若干第一临时支撑50，所述第一临时支撑50可以是设置在地面上，也可以是设置在裙房30楼顶，可根据施工工况进行决定。本实施例中，所述第一临时支撑50的高度较高，可采用塔吊标准节拼装形成，也可以采用格构柱等支撑体系。应当理解的是，所述第一临时支撑50一般不采用脚手架41，因为脚手架41措施自重大，施工工期长，并且需要对裙房30结构加固，施工步骤繁琐。

然后可通过吊机将所述过渡段120吊运至设定安装位置，并使所述过渡段120的一端与所述竖向段110的底端连接，使所述过渡段120的另一端位于所述第一临时支撑50上。本实施例中，所述过渡段120包括多个两榀桁架及若干次梁，在吊装前可通过部分次梁连接相邻两个两榀桁架以便于整体吊装，安装到位后再补全两榀桁架之间的剩余的次梁。

本实施例中，所述过渡段120采用双机台吊吊装法进行整体吊装。由于两榀桁架的重量较大，通过双机抬吊吊装法进行吊装以保证两榀桁架在吊装过程中的稳定性。双机抬吊吊装法是一种经常采用且十分重要的吊装方法，它是以两台吊机作为吊装的主吊机，通过对设备吊装重量在两台吊机之间的合理分配，使两台吊机所承受的重量分别在各自吊装允许的性能范围内，从而完成吊装作业。本实施例中，两台吊机可分别起吊所述两榀桁架的两端以进行吊装。

执行完步骤s3之后，执行步骤s4，安装水平段130，所述水平段130同样可以采用散件拼装的形式进行安装。具体的，在所述裙房30楼顶上安装若干树杈柱，以所述树杈柱为中心拼装所述水平段130的各个散件并连接成一个整体。

结合图5，在所述裙房30楼顶上安装若干树杈柱的步骤具体包括：

在所述裙房30楼顶安装所述树杈柱的主干；

在所述裙房30楼顶设置若干第二临时支撑60；

安装所述树杈柱的树枝，并使所述树枝的一端固定在所述主干上，另一端搁置在所述第二临时支撑60上。

由于树杈柱在安装时，末端无支撑将难以精确定位安装，且上部构件未形成稳定体系时，树枝在无临时支撑情况下侧向受力变形难以控制，因此可通过设置第二临时支撑60对所述树枝的末端进行支撑。

本实施例中，所述水平段130的散件也可以是桁架结构，例如单品桁架，也可以采用其他的钢结构，例如杆件拼装的结构，本申请对此不作限制。以所述树杈柱为中心进行拼装时，自上而下顺次安装水平段130的散件，随后通过次梁连接相应的散件以将各个散件连接成一个整体。

进一步的，所述水平段130的下方还设置有若干第三临时支撑70，所述第三临时支撑70至少部分位于所述裙房30楼顶。本实施例中，所述第三临时支撑70用于辅助支撑，因为树杈柱之间的跨度较大，通过在树杈柱之间以及水平段130的外边缘区域设置所述第三临时支撑70以便于更好的安装所述水平段130的散件。

本实施例中，所述第三临时支撑70可以设置在所述裙房30的楼顶，也可以设置在地面上，可根据施工环境确定。

所述第二临时支撑60及所述第三临时支撑70均为钢管，且所述第二临时支撑60的直径小于所述第三临时支撑70的直径。本实施例中，所述第二临时支撑60的支撑高度通常小于10m，可采用直径为299mm圆管支撑；所述第三临时支撑70的支撑高度小于15m大于10m，可采用直径为609mm圆管支撑。

应当理解的是，本申请采用的是自上而下的逆向施工方法施工，即依次安装竖向段110、过渡段120和水平段130，与常规的高空钢结构安装方法相反。且所述异形钢结构的安装方法以塔楼20为中心，从内到外进行安装，能够很大程度提高场地利用率，同时在施工过程中结构稳定性的控制上，也更加合理。

基于此，本申请还提供了一种钢网架结构的安装方法，用于在一塔楼周边的裙房上方搭设一钢网架结构，包括：

将所述钢网架结构划分为多个异形钢结构，至少两个所述异形钢结构在水平面上的投影部分重合；

按照先低后高的原则依次安装多个所述异形钢结构，所述异形钢结构采用所述的异形钢结构的安装方法进行安装。

具体的，在进行钢网架结构的安装之前，可采用有限元分析软件对结构施工过程进行计算机仿真模拟，分析施工过程和施工顺序的合理性、结构稳定性以及需采取的支撑措施。

然后根据钢网架结构在平面上的投影将其分为多个异形钢结构，相邻两个异形钢结构之间出现平面投影位置在边界处重叠时，本着先低后高、先下后上的顺序依次对各个异形钢结构进行施工。

综上，本发明提供了一种异形钢结构的安装方法及钢网架结构的安装方法，根据异形钢结构的结构特点将所述异形钢结构由高到低依次划分为竖向段、过渡段及水平段，通过自上而下的逆向施工方法配合临时支撑的合理布置和应用，大大减少施工措施的使用量，降低裙房的荷载。此外，以塔楼为中心，从内到外进行安装，能够很大程度提高场地利用率，同时在施工过程中结构稳定性的控制上，也更加合理。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。