大跨度预应力拱顶结构施工方法及装置与流程

本发明属于建筑施工，具体涉及一种大跨度预应力拱顶结构施工方法及装置。

背景技术：

1、高性能钢材和cae技术在建筑行业中的应用，促进了大跨度结构的设计与应用。随着大跨度结构施工工艺的日益成熟，施工方法的选择成为制约大跨度结构施工工期和成本的重要因素。大跨度施工技术作为决定大跨度结构施工质量和安全的重要技术，对其研究和创新是建筑施工发展的必然要求。

2、施工技术的不断改进和发展，人们对建筑美学要求的不断提高，钢结构在大跨度、超高层等结构中的使用都是必不可少的，这无不凸显钢结构在建筑行业中的重要地位。当钢结构跨度超过50米时，可视为大跨度钢结构，以往工程中常采用搭设临时支撑的方法进行大跨度钢结构的施工作业。但这存在一些弊端，临时支撑的搭设及拆除的效率较低，耗费时间较多，会对施工工期造成一定的影响。同时，搭设支撑对下部混凝土结构影响较大，且耗费大量的措施材料、劳动力以及机械设备。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种大跨度预应力拱顶结构施工方法及装置，解决现有大跨度钢结构施工方法存在的施工工期长、措施材料使用量大、对下部混凝土结构影响大的问题。

2、第一方面，本发明提供一种大跨度预应力拱顶结构施工方法，包括以下步骤：

3、步骤1、根据拱顶结构的施工图纸，确定拱顶结构的滑移方向，将拟施工的拱顶结构沿滑移方向划分为若干个滑移拼装单元；其中，每个滑移拼装单元包括沿滑移方向分布的若干个拱梁、设置在拱梁两端的梁底座、设置在梁底座的底端的上节钢柱以及设置在上节钢柱的底端的下节钢柱；

4、步骤2、根据拱顶结构的施工位置，施工位于拱顶结构的两端的沿滑移方向分布的若干个下节钢柱；

5、步骤3、将滑移轨道安装于拱顶结构的两端的下节钢柱的两侧；滑移轨道的长度方向沿滑移方向布置；

6、步骤4、将滑移小车安装在所述滑移轨道的起始段；

7、步骤5、将一个滑移拼装单元的连接有梁底座和上节钢柱的滑动座安装在所述滑移小车上；

8、步骤6、搭设支撑胎架，拼装该滑移拼装单元的拱梁，并将拱梁与其两端的梁底座连接；

9、步骤7、安装该滑移拼装单元的预应力张拉钢绞线并张拉；

10、步骤8、将支撑胎架的顶部与该滑移拼装单元分离，利用牵引装置牵引滑移小车在滑移轨道上移动至该滑移拼装单元的目标位置，连接该滑移拼装单元的上节钢柱和下节钢柱；

11、步骤9、重复上述步骤4至步骤8，进行下一个滑移拼装单元的安装；直至拱顶结构的全部滑移拼装单元完成安装；

12、步骤10、拆除支撑胎架、预应力张拉钢绞线和滑移轨道。

13、进一步地，所述步骤5包括：

14、步骤51、沿梁底座的长度方向连接多个用于与该滑移拼装单元的多个拱梁一一连接的梁支腿；

15、步骤52、将该滑移拼装单元的多个上节钢柱焊接固定在梁底座的底端，该滑移拼装单元的多个上节钢柱的间距和数量与该滑移拼装单元的多个下节钢柱的间距和数量一一对应；

16、步骤53、将滑动座安装在梁底座的下方的上节钢柱的两侧；所述滑动座包括沿梁底座的长度方向设置的多个第一牛腿以及设置在每个第一牛腿的下端的支撑件，第一牛腿与上节钢柱连接；

17、步骤54、将连接有梁底座和上节钢柱的滑动座安装在所述滑移小车上。

18、进一步地，所述步骤6包括：

19、步骤61、将每个滑移拼装单元的拱梁沿其长度方向划分为第一节段、第二节段和第三节段；所述第二节段高于所述第一节段和第三节段；

20、步骤62、搭设用于支撑每个拱梁的第二节段的支撑胎架；

21、步骤63、先在支撑胎架上先安装一个拱梁的第二节段，再安装该拱梁的第一节段和第三节段，再将第一节段和第三节段的相远离两端分别与该拱梁的两端的梁底座焊接固定；

22、步骤64、重复上述步骤63，进行相邻的下一个拱梁的安装，直至该滑移拼装单元的全部拱梁完成安装；

23、步骤65、利用横梁连接该滑移拼装单元的相邻的拱梁。

24、进一步地，所述步骤7包括：

25、步骤71、将两组张拉钢绞线对称布置在该滑移拼装单元的每个拱梁的两侧；

26、步骤72、分级对称进行张拉作业，直至张拉达到设计值形成最终稳定状态。

27、进一步地，所述步骤8的利用牵引装置牵引滑移小车在滑移轨道上移动至该滑移拼装单元的目标位置的步骤包括：将牵引装置连接滑移小车，沿滑移方向同步牵引该滑移拼装单元两端的滑移小车，使该滑移拼装单元的多个上节钢柱一一对应的设置在该滑移拼装单元的多个下节钢柱的上方。

28、第二方面，本发明还提出一种大跨度预应力拱顶结构施工装置，所述拱顶结构沿滑移方向划分为若干个滑移拼装单元；每个滑移拼装单元包括沿滑移方向分布的若干个拱梁、设置在拱梁两端的梁底座、设置在梁底座的底端的上节钢柱以及设置在上节钢柱的底端的下节钢柱；所述施工装置包括：

29、两组滑移轨道，设置在拟施工的拱顶结构的两端；滑移轨道的长度方向沿滑移方向布置；

30、若干个滑动组件，逐一的安装在所述滑移轨道的起始段，用于支撑每个滑移拼装单元的拱梁、梁底座和上节钢柱，并将起始段的滑移拼装单元移动至该滑移拼装单元的目标位置；

31、支撑胎架，设置在两组滑移轨道的起始段之间，用于起始段的每个滑移拼装单元的支撑和卸载；以及

32、若干组预应力张拉钢绞线，对称布置在滑移拼装单元的每个拱梁的两侧。

33、进一步地，所述滑动组件包括：

34、滑移小车，安装在所述滑移轨道上；

35、滑动座，设置在所述滑移小车上，所述滑动座连接滑移拼装单元的梁底座和上节钢柱；所述梁底座连接该滑移拼装单元的拱梁；以及

36、牵引装置，连接滑移小车，用于牵引滑移小车在滑移轨道上移动至该滑移拼装单元的目标位置。

37、进一步地，所述滑动座包括沿梁底座的长度方向设置的多个第一牛腿以及设置在每个第一牛腿的下端的支撑件；所述支撑件设置在所述滑移小车上；第一牛腿与上节钢柱连接。

38、进一步地，所述滑移轨道的两侧设置有限位板，所述滑移小车位于滑移轨道的两侧的限位板之间。

39、通过在滑移轨道的两侧设置限位板，限制滑移小车的移动路径，确保滑移拼装单元滑移方向的正确性，保证施工质量。

40、进一步地，所述施工装置还包括若干个第二牛腿，所述第二牛腿连接于所述下节钢柱的两侧；所述滑移轨道安装在所述第二牛腿上。

41、本发明的有益效果包括：通过将拱顶结构沿滑移方向划分为若干个滑移拼装单元，并设置滑移轨道和滑移小车，将每个滑移拼装单元的两端安装在滑移小车上，并利用牵引装置牵引该滑移拼装单元至其目标位置，实现大跨度预应力拱顶结构的滑移施工，且在施工过程中，无需大量的进行支撑胎架的搭设和拆卸，仅需在滑移拼装单元滑移前的起始位置搭设和拆卸支撑胎架，大大减少了临时支撑材料的使用量，有效地解决了大跨度结构施工工期长、措施材料使用量大、对下部混凝土结构影响大等诸多问题。加快了施工进度、节约了社会资源、节省了工程成本、增强了企业履约能力，为大跨度预应力拱顶结构施工提供了保障，对类似工程具有较好的借鉴与推广作用。