一种多连体大跨度屋面钢网架体系及其施工方法与流程

本发明涉及网架施工，具体涉及一种多连体大跨度屋面钢网架体系及其施工方法。

背景技术：

1、随着空间结构的发展，网架结构因其高效的受力性能、新颖美观的外形已经逐渐应用于需要大跨度、大空间的建筑物上，目前网架结构较多采用高空散拼的安装方式，或者是单一的顶升或单一的高空滑移，上述安装方式均存在安装措施费用大，安装周期长的缺点，尤其是大跨度的网架安装，上述缺点尤为突出。

2、申请号为cn201210447120.7的发明专利公开了一种网架整体顶升滑移的施工方法，包括以下步骤：一)网架整体顶升：网架在地面拼装完成后，在网架内均匀布置若干套顶升装置；每套顶升装置均包括一逐步加高的顶升架和一顶举液压千斤顶，顶举液压千斤顶通过逐步加高的顶升架将网架顶推到预定高度；二)网架整体滑移：采用螺旋千斤顶水平顶推顶举液压千斤顶，将网架滑移至指定位置；三)使顶举液压千斤顶回落，将网架落位至结构柱头，然后拆除所有顶升装置及滑移装置，完成网架安装工作。该施工速度快，质量控制好，措施投入少，且顶升和滑移连贯进行，可节约工期，降低成本。对大面积网架特别适用。但此种方法需要搭建顶升结构，该结构也是需要耗费工期和成本。

3、申请号为cn201611117281.4的发明专利公开了一种分段滑移屋盖钢桁架的拼装方法，其特征在于施工步骤包括施工平台搭设、钢桁架基本构件单元制作、滑靴一和滑靴二安装、支座桁架安装、纵向主桁架安装、横向主桁架安装、钢桁架基本构件单元吊装及横向连接、分段钢桁架滑移、分段钢桁架落位、其他分段钢桁架的组装滑移落位、分段钢桁架间的横向杆件连接、滑靴二及滑移轨道拆除、施工平台拆除。本发明属于钢结构工程领域，将屋盖钢桁架分段制作，并通过滑移入位，有效解决了营运铁路线施工天窗时间短、施工难度大的问题，提高了施工效率，应用于实际工程中可取得较好的技术经济效益。但此种方法需要搭建高空作业平台，该结构也是需要耗费工期和成本。

4、以上两种施工方法均较为单一，在一些特殊的施工环境中可结合具体的施工条件合理选择一种多或多种施工方法。

5、在滑移法施工过程中常会面临行车设备未完全进场，因此行车无法自行移动以及无制动功能的现象，即只能借助双梁桥式起重行车的底部部分结构搭建滑移操作平台，同时需要再设置一个牵引装置，并在轨道上设置牵引点，利用牵引装置将操作平台牵引至下一位置，因滑移要一次到位，所以牵引点要稳固可靠，能够满足牵引需求，在行车操作平台施工过程中，需要将行车平台进行固定，防止行车发生位移，减少安全隐患。

6、申请号为202011372014.8的发明专利公开了钢结构网架分步滑移安装方法，涉及钢结构网架安装技术领域，本发明主要在建筑物顶部搭建水平滑移轨道；并分次拼接成型一跨或多跨网架体以作为单次滑移构件；在每一单次滑移构件成型后，将其与水平滑移轨道滑动配合，然后滑动至其待安装位置的下方；顶升该单次滑移构件使其脱离水平滑移轨道然后进行安装，直至钢结构网架成型，本发明省却了大型吊装设备的参与，降低了项目实施成本，具有良好的经济效应，尤其适用于大型钢结构网架的安装作业。该发明中的滑移构件即涉及需要牵引以及需要卡轨的问题。

技术实现思路

1、本发明目的是提供一种多连体大跨度屋面钢网架体系及其施工方法，该屋面钢网架体系适用于大跨度主体结构，其施工方法将滑移法与顶升法相结合，其中采用滑移法搭建时充分利用了现有结构，克服了顶升法需要搭建顶升结构的弊端，一小部分结构采用顶升法，克服了需要搭建高空施工平台的弊端，两种施工方法合理结合，将材料使用量、施工周期以及施工成本控制在最小的范围内。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、一种多连体大跨度屋面钢网架体系，包括由多排排架柱围合而成的主体结构，所述主体结构包括装配厅主体结构、周转厅主体结构和混合厅主体结构，所述周转厅主体结构为纵厅，在其左侧连接混合厅主体结构，在其右侧连接装配厅主体结构；所述混合厅主体结构和所述装配厅主体结构均为横厅；在所述周转厅主体结构上搭建有周转厅钢网架，在所述混合厅主体结构上搭建有混合厅钢网架，在所述装配厅主体结构上搭建有装配厅钢网架，所述装配厅钢网架、所述周转厅钢网架和所述混合厅钢网架构成搭建在所述主体结构上的大跨度屋面钢网架体系；

4、所述排构架包括多根格构柱和多个支撑座，所述支撑座固定设置在所述格构柱顶端，多个所述支撑座间固定连接；

5、所述周转厅主体结构为由多排所述排构架围合而成的口字型结构，在所述周转厅主体结构两侧设置有行车滑移轨道，在行车滑移轨道上可滑移安装有两台双梁桥式起重行车的主梁及行车轮；

6、所述混合厅主体结构为由多排所述排构架围合而成的日字型结构，分为第一安装区和第二安装区，所述第一安装区和所述第二安装区均为口字型结构，在所述第一安装区顶部两侧设置有行车滑移轨道，在行车滑移轨道上可滑移安装有两台双梁桥式起重行车的主梁及行车轮；

7、所述装配厅主体结构为由多排所述排构架围合而成的日字形结构，分为第四安装区和第五安装区，所述第四安装区和所述第五安装区均为口字型结构，在所述第四安装区和所述第五安装区顶部两侧均设置有行车滑移轨道，在行车滑移轨道上可滑移安装有两台双梁桥式起重行车的主梁及行车轮；

8、所述装配厅钢网架是由第四钢网架和第五钢网架组成的两连跨的钢网架结构，所述第四钢网架搭建在所述第四安装区顶部，所述第五钢网架搭建在所述第五安装区顶部，所述第四钢网架与所述第五钢网架间通过补杆连接；

9、所述周转厅钢网架是由第三钢网架组成的单跨的钢网架结构，所述第三钢网架搭建在所述周转厅主体结构顶部；

10、所述混合厅钢网架是由第一钢网架和第二钢网架组成的两连跨的钢网架结构，所述第一钢网架搭建在所述第一安装区顶部，所述第二钢网架搭建在所述第二安装区顶部，所述第一钢网架与所述第二钢网架间通过补杆连接。

11、优选的，所述钢网架结构是由多个下弦球、多个上弦球、多根下弦杆、多根上弦杆和多根腹杆拼装成的钢网架结构，在跨度方向上中间高且两端低、形成3%～10%的坡度。

12、一种多连体大跨度屋面钢网架体系的施工方法，包括以下步骤：

13、步骤一，第一钢网架的滑移安装，搭建第一安装区；将两台双梁桥式起重行车的主梁通过行车临时连接件连接成一个整体，然后在两台双梁桥式起重行车的主梁上搭建滑移操作平台；在双梁桥式起重行车的主梁两侧均设置一个电葫芦，在双梁桥式起重行车前、后各设置两套临时车档，从前、后两个方向对双梁桥式起重行车的行车轮底部进行固定后，在滑移操作平台上搭建第一榀拼装单元；拆掉原位置处的临时车档，然后将其可拆卸安装在滑移操作平台下一榀施工位置所对应的在行车滑移轨道处，所述电葫芦通过钢索与临时车档相连，将滑移操作平台依靠两个电葫芦的拉力滑移至下一榀施工位置处，再使用液压千斤顶保持第一榀拼装单元处于设计的标高位置，展开搭建第二榀拼装单元；直至搭建完成整个第一钢网架，拆卸掉滑移操作平台；

14、步骤二，第四钢网架的滑移安装，搭建第四安装区；将两台双梁桥式起重行车的主梁通过行车临时连接件连接成一个整体，然后在两台双梁桥式起重行车的主梁上搭建滑移操作平台；在双梁桥式起重行车的主梁两侧均设置一个电葫芦，在双梁桥式起重行车前、后各设置两套临时车档，从前、后两个方向对双梁桥式起重行车的行车轮底部进行固定后，在滑移操作平台上搭建第一榀拼装单元；拆掉原位置处的临时车档，然后将其可拆卸安装在滑移操作平台下一榀施工位置所对应的在行车滑移轨道处，所述电葫芦通过钢索与临时车档相连，将滑移操作平台依靠两个电葫芦的拉力滑移至下一榀施工位置处，再使用液压千斤顶保持第一榀拼装单元处于设计的标高位置，展开搭建第二榀拼装单元；直至搭建完成整个第四钢网架，拆卸掉滑移操作平台；

15、步骤三，第二钢网架的顶升安装，搭建第二安装区；在第二安装区内搭建液压顶升系统；将液压顶升系统顶部与顶升单元底部固定连接，在基础停留一段时间做全面检查，确保无误后启动液压顶升系统开始顶升作业；当顶升单元顶升至一定高度时，在顶升单元四周设置第一道缆风绳；继续顶升顶升单元至格构柱上方后在在顶升单元一侧进行延伸拼装，延伸拼装时依靠格构柱搭建一个槽钢平台，在槽钢平台上安装多个拼装胎架，以多个拼装胎架为基础展开延伸拼装，随后在延伸拼装后的顶升单元四周设置第二道缆风绳；继续将延伸拼装后的顶升单元顶升至设计标高，停止液压顶升系统的顶升作业，并设置第三道缆风绳；吊将待补杆吊装至施工高度，对延伸拼装后的顶升单元进行补杆封边，完成第二钢网架的搭建；

16、步骤四，屋面钢网架体系第一次补杆，吊装待补杆至施工高度，将第一钢网架和第二钢网架间补杆连接；

17、步骤五，第五钢网架的滑移安装，搭建第五安装区；将两台双梁桥式起重行车的主梁通过行车临时连接件连接成一个整体，然后在两台双梁桥式起重行车的主梁上搭建滑移操作平台；在双梁桥式起重行车的主梁两侧均设置一个电葫芦，在双梁桥式起重行车前、后各设置两套临时车档，从前、后两个方向对双梁桥式起重行车的行车轮底部进行固定后，在滑移操作平台上搭建第一榀拼装单元；拆掉原位置处的临时车档，然后将其可拆卸安装在滑移操作平台下一榀施工位置所对应的在行车滑移轨道处，所述电葫芦通过钢索与临时车档相连，将滑移操作平台依靠两个电葫芦的拉力滑移至下一榀施工位置处，再使用液压千斤顶保持第一榀拼装单元处于设计的标高位置，展开搭建第二榀拼装单元；直至搭建完成整个第五钢网架，拆卸掉滑移操作平台；

18、步骤六，屋面钢网架体系第二次补杆，吊装待补杆至施工高度，将第四钢网架和第五钢网架间补杆连接；

19、步骤七，第三钢网架的滑移安装，搭建周转厅主体结构；将两台双梁桥式起重行车的主梁通过行车临时连接件连接成一个整体，然后在两台双梁桥式起重行车的主梁上搭建滑移操作平台；在双梁桥式起重行车的主梁两侧均设置一个电葫芦，在双梁桥式起重行车前、后各设置两套临时车档，从前、后两个方向对双梁桥式起重行车的行车轮底部进行固定后，在滑移操作平台上搭建第一榀拼装单元；拆掉原位置处的临时车档，然后将其可拆卸安装在滑移操作平台下一榀施工位置所对应的在行车滑移轨道处，所述电葫芦通过钢索与临时车档相连，将滑移操作平台依靠两个电葫芦的拉力滑移至下一榀施工位置处，再使用液压千斤顶保持第一榀拼装单元处于设计的标高位置，展开搭建第二榀拼装单元；直至搭建完成整个第三钢网架，拆卸掉滑移操作平台。

20、优选的，所述步骤一、所述步骤二、所述步骤五和所述步骤七中的拼装单元的拼装包括以下步骤：

21、s10，多根支撑胎架安装，在滑移操作平台上均匀间隔临时固定安装多个支撑胎架；

22、s20，下弦球安装；从滑移操作平台左侧开始，先选定多个支撑胎架以该多个支撑胎架为基础在其每个顶部均放置一个下弦球；

23、s30，下弦杆安装，相邻两个下弦球间通过下弦杆固定连接；

24、s40，腹杆安装，在每个下弦球上倾斜安装一根腹杆；

25、s50，上弦球安装，四根腹杆顶端指向同一处并在该处固定连接一个上弦球；

26、s60，上弦杆安装，相邻两个上弦球间通过一根上弦杆固定连接；

27、s70，扩展安装，向滑移操作平台右侧扩展拼装，直至完成一个拼装单元；

28、s80，支撑胎架移除，待拼装单元通过补杆与主体结构固定连接后，在拼装单元底部支撑多个液压千斤顶，使用液压千斤顶对拼装单元进行卸载，再依次将多根支撑胎架移除。

29、优选的，所述步骤一、所述步骤二、所述步骤五和所述步骤七中的滑移操作平台是由多个水平剪刀撑、多个竖向剪刀撑、多根立杆和多根横梁连接而成的框架结构，并在该框架结构的底部铺设有安全网；滑移操作平台通过支撑平台固定支撑在双梁桥式起重行车的主梁上，所述支撑平台由多根工字钢均匀间隔连接而成的平台结构；所述支撑平台底部通过抱箍与双梁桥式起重行车的主梁固定连接，所述主梁四周与所述抱箍间通过多个木方楔子卡紧。

30、优选的，所述步骤三中的顶升单元的拼装包括以下步骤：

31、s10，投影线放线，选定拼装场地，在拼装场地上对顶升单元的投影线进行放线；

32、s20，拼装胎架定位，在投影线的合适位置定位安装用于辅助顶升单元安装的拼装胎架；

33、s30，下弦球拼装，选用从中间向四周逐网格延伸的拼装方式，选定中间位置处的多个拼装胎架，在其上方放置下弦球；

34、s40,下弦杆拼装，相邻两个下弦球间通过一根下弦杆固定连接；

35、s50，腹杆拼装，在每个下弦球上倾斜固定安装一根腹杆；

36、s60，上弦球安装，四根腹杆顶端指向同一处并在该处固定连接一个上弦球；

37、s70，上弦杆拼装，相邻两个上弦球间通过一根上弦杆固定连接；

38、s80，扩展拼装，继续向四周扩展拼装直至顶升单元拼装完成；

39、s90，支撑胎架移除，待顶升单元扩展拼装完成后，在顶升单元底部支撑多个液压千斤顶，使用液压千斤顶对顶升单元进行卸载，再依次将多根支撑胎架移除。

40、优选的，所述步骤三中的液压顶升系统包括并排设置的多对液压顶升组件，所述液压顶升组件包括液压泵站、千斤顶活塞以及顶升架，所述顶升架是由多节标准节组成的桁架结构、依据所述千斤顶活塞的顶升高度搭建在其外部四周；所述标准节是由三根立柱间相互连接形成的三棱柱桁架结构。

41、优选的，所述支撑胎架包括支座、底座和螺纹连接部，所述螺纹连接部为螺杆结构、固定连接在所述底座顶部中心位置处，在螺纹连接部底部间隔支撑多个肋板，所述支座通过螺纹连接部可活动连接在所述底座上。

42、优选的，所述槽钢平台是由两根纵向槽钢和多根横向槽钢搭建的平台结构，多根所述横向槽间隔搭建在两根所述纵向槽钢间。

43、优选的，所述行车临时连接件为两端顶部均设置有限位槽的u型结构，在该行车临时连接件上横向贯穿设置有两个连接孔，两台所述双梁桥式起重行车的行走底架处分别套接在行车临时连接件的u型结构两端、并通过销轴连接在所述连接孔处，而所述限位槽与所述双梁桥式起重行车的主梁上的卡件形成临时卡接限位结构；所述行车临时车档包括卡轨组件和固定设置在卡轨组件一侧的牵引板，所述卡轨组件包括u型卡轨槽和可活动设置在u型卡轨槽两侧的卡轨螺栓；在所述牵引板顶部设置有牵引孔，所述钢索的一端挂接在所述牵引孔处，在u型卡轨槽两侧开设有抵接孔，在抵接孔外侧同心设置有一个卡轨螺母，所述卡轨螺母处螺纹连接一个卡轨螺栓，该卡轨螺栓一端穿过所述抵接孔、抵接在所述行车滑移轨道一侧。

44、本发明中，部分屋面钢网架体系采用滑移法安装，另一部分屋面钢网架体系采用顶升法安装。

45、采用滑移法安装的依据主要是利用厂房内现有的行车滑移轨道和双梁桥式起重行车的主梁搭建滑移操作平台，以滑移操作平台为搭建基础进行滑移法安装，做到永临结合，并且搭设高度极大减小，措施材料投入量少，节约了材料，结构刚度大，不存在卡轨现象，安全性高。

46、在滑移操作平台上进行拼装作业，减少了高空作业危险，并能保证网架拼装质量，并且可以与土建施工平行流水和立体交叉，因而可以缩短整个工程的工期，施工设备简单，不需要大型起重安装设备。

47、滑移操作平台通过两台双梁桥式起重行车和两台5t电动葫芦牵引滑移，施工费用可降低，在大跨度工业厂房通常设计有大吨位行车设备，利用行车设备搭设滑移，应用前景广泛，适用于焊接球网架、螺栓球网架和空间桁架等结构。

48、支撑胎架作为钢网架搭建的辅助支撑设备，保证了钢网架拼装精度，并且可循环使用方便调节高度的支座，制作简单。

49、采用滑移法拼装前一榀网架时使用液压千斤顶进行回顶，以保证纵向拼装精度，减小钢网架内应力，保证结构安全。

50、采用顶升法安装进行拼装作业，措施材料投入少、机械设备投入少且施工周期短。

51、在顶升过程中辅助多道缆风绳进行顶升，以防止大风及顶升基础沉降造成钢网架在水平方向上发生位移。

52、在进行高空滑移法施工时，可利用行车临时车档对双梁桥式起重行车进行固定，避免施工时滑移操作平台发生位移，造成安全事故或影响安装精度；在滑移操作平台进行滑移时，行车临时车档可起到牵引点的作用，将固定安装在双梁桥式起重行车主梁两侧的电葫芦通过钢索挂接在行车临时车档上，可进行操作平台的滑移；行车临时车档可实现卡轨功能与牵引点作用二合一，并且可以循环使用，减少了施工耗材，可降低施工过程中的安全隐患，也可减少滑移时主体钢结构的影响，制作方便，具有良好的经济效益。