一种超大型异构螺旋坡道及其建筑施工方法与流程

本发明涉及一种超大型异构螺旋坡道及其建筑施工方法，属于建筑工程施工领域。

背景技术：

1、为体现建筑美学，设计师在很多设计及创意中，为衔接上下楼层的通道会用到钢结构螺旋坡道，钢结构螺旋坡道在现代建筑中应用也越来越多，而常见钢结构螺旋坡道高度普遍在30米及以内，而超大型异构螺旋坡道其建筑高度达82米，最大外圈直径25.73米，坡道用钢量1000余吨，结构形式采用逐渐变径(由下而上采用非规则型的由小变大，再从大逐步缩小的过程)，每一层结构受力通过三根斜柱支撑(变截面形式)自平衡形式，而螺旋坡道随着高度的变化，其外圈轮廓直径和表面曲率也随之变化，与立柱((纺锥形，中间大，两端渐变小)相连的自平衡支撑体系(斜柱)也随之变化位置，坡道的施工难度相当复杂，既要保证坡道段的安装精度，同时要兼顾自平衡支撑体系的安装位置(与立柱相贯连接)，如何保证其安装质量，保证结构的安全稳定，是亟需解决的技术难题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种超大型异构螺旋坡道及其建筑施工方法，通过工厂预制、预拼装，现场加支撑后分段组装，最后进行支撑卸载的方式，从而使复杂结构在现场施工变得安装有序，简单易操作，并可靠保证大型异构螺旋坡道的施工质量。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

3、一种超大型异构螺旋坡道，包括螺旋坡道结构，所述螺旋坡道结构呈螺旋状设置，其特征在于：所述螺旋坡道结构包括立柱、斜柱以及分段坡道段，所述立柱包括多个首尾连接固定的立柱单元，所述立柱单元上安装有定位插板，所述分段坡道段包括预埋段单元、坡道段单元以及过渡段单元，所述预埋段单元预埋在地底，所述预埋段单元环绕立柱设置，所述坡道段单元包括有斜柱坡道段单元和无斜柱坡道段单元，所述无斜柱坡道段单元通过过渡段单元连接在预埋段单元上，所述斜柱倾斜安装在立柱单元和坡道段单元之间，所述斜柱沿立柱的圆周方向设置，相邻两斜柱之间形成类三角形结构，所述有斜柱坡道段单元上安装有牛腿，当有斜柱坡道段单元互相连接固定或连接在无斜柱坡道段单元上时，所述斜柱的一端部焊接在牛腿上，另一端部以相管口的方式穿过定位插板并进行相贯焊接，还包括临时支撑，所述临时支撑的一端连接在坡道段单元下方，在坡道段单元进行安装固定前，通过临时支撑实现对其支撑，在坡道段单元整体安装完成后，自上而下依次卸载临时支撑。

4、作为本发明的优选技术方案：所述立柱的直径由中间向两端部依次递减，所述立柱上安装有柱脚底板，所述柱脚底板安装在立柱的下端部。

5、作为本发明的优选技术方案：在所述立柱安装的地面上设置有地脚锚杆，所述立柱通过柱脚底板安装在地脚锚杆上实现垂直固定在地面上，还包括缆风绳，所述缆风绳的一端连接在立柱单元外表面上，当立柱单元通过地脚锚杆固定在地面上时，所述立柱单元通过缆风绳实现固定。

6、作为本发明的优选技术方案：所述斜柱的长度与立柱与坡道段单元的距离相同。

7、作为本发明的优选技术方案：所述无斜柱坡道段单元包括大箱体、中间箱体结构、小箱体、上面板、下底板以及中间隔板，所述大箱体、中间箱体结构以及小箱体分别固定在下底板上，所述中间箱体结构位于大箱体与小箱体之间，所述中间隔板纵向安装在大箱体、中间箱体结构以及小箱体上，所述上面板固定安装在大箱体、中间箱体结构以及小箱体上方，所述大箱体、中间箱体结构以及小箱体均为弧形结构，所述大箱体的内弧面上安装有内侧弧形栏板，所述小箱体的外弧面上安装有外侧弧形栏板。

8、作为本发明的优选技术方案：所述有斜柱坡道段单元包括大箱体、中间箱体结构、小箱体、上面板、下底板、中间隔板以及牛腿，所述大箱体、中间箱体结构以及小箱体分别固定在下底板上，所述中间箱体结构位于大箱体与小箱体之间，所述中间隔板纵向安装在大箱体、中间箱体结构以及小箱体上，所述上面板固定安装在大箱体、中间箱体结构以及小箱体上方，所述大箱体、中间箱体结构以及小箱体均为弧形结构，所述大箱体的内弧面上安装有内侧弧形栏板，所述内侧弧形栏板与大箱体之间安装有横向隔板，所述横向隔板横向固定在大箱体上且与中间隔板呈十字状固定，所述内侧弧形栏板上还设置有安装孔，所述小箱体的外弧面上安装有外侧弧形栏板，所述牛腿的一端固定在外侧弧形栏板上，另一端依次穿过小箱体、中间箱体结构以及大箱体安装在安装孔中。

9、上述结构中：本发明提出了一种超大型异构螺旋坡道，包括螺旋坡道结构，所述螺旋坡道结构包括立柱、斜柱以及分段坡道段，

10、本发明的特点为分段式安装，即将超大型易构螺旋坡道进行分割组装，现场加支撑后分段组装，最后进行支撑卸载的方式，从而使复杂结构在现场施工变得安装有序，简单易操作，并可靠保证大型异构螺旋坡道的施工质量，安装时，将立柱单元首尾拼接固定形成立柱，并将立柱作为支撑主体，再将分段坡道段通过斜柱分别固定安装在每一段立柱单元上，分段坡道段在安装后首尾拼接，并进行焊接固定，最终形成一个整体的超大型异构螺旋坡道；

11、立柱包括多个首尾连接固定的立柱单元，在立柱单元上安装有定位插板，经立柱单元组装形成的立柱的直径由中间向两端部依次递减，即为纺锥形，进一步减小了施工对接的难度，在立柱安装的地面上设置有地脚锚杆，立柱通过其下方的柱脚底板安装在地脚锚杆上实现垂直固定在地面上，还包括缆风绳，所述缆风绳的一端连接在立柱单元外表面上，当立柱单元通过地脚锚杆固定在地面上时，所述立柱单元通过缆风绳实现固定；

12、分段坡道段包括预埋段单元、坡道段单元以及过渡段单元，预埋段单元预埋在地底且预埋段单元环绕立柱设置，坡道段单元包括有斜柱坡道段单元和无斜柱坡道段单元，无斜柱坡道段单元通过过渡段单元连接在预埋段单元上，实现其底部固定，斜柱倾斜安装在立柱单元和坡道段单元之间，斜柱沿立柱的圆周方向设置，相邻两斜柱之间形成类三角形结构，具有很好的稳定性，有斜柱坡道段单元上安装有牛腿，当有斜柱坡道段单元互相连接固定或连接在无斜柱坡道段单元上时，斜柱的一端部焊接在牛腿上，另一端部以相管口的方式穿过定位插板并进行相贯焊接，因此，有斜柱坡道段单元通过牛腿和斜柱即可实现固定，固定之后，即可对拼接好的坡道段单元进行焊接，实现分段坡道段的组装；

13、还通过设置有临时支撑，临时支撑的一端连接在坡道段单元下方，通过将临时支撑打高，能够实现临时支撑对坡道段单元的支撑，在坡道段单元进行安装固定前，通过临时支撑实现对其支撑，在坡道段单元整体安装完成后，自上而下依次卸载临时支撑。

14、一种超大型异构螺旋坡道的建筑施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

15、s1、立柱安装：

16、无斜柱坡道段单元与地面通过8个地脚锚杆进行铰接固定，同时设置缆风绳固定；

17、s2、坡道过渡段安装：

18、在无斜柱坡道段单元和预埋段之间设置一个过渡段单元，将过渡段单元运送到适当位置，准备安装；

19、s3、无斜柱坡道段单元安装：

20、设置临时支撑，标高精准0至-5mm以内，间距按支撑方案设计要求，

21、无斜柱坡道段单元通过过渡段单元与预埋段单元进行连接安装；

22、s4、有斜柱坡道段单元安装：

23、设置临时支撑，

24、有斜柱坡道段单元与无斜柱坡道段单元对接，坡道现场焊接顺序依次为：大箱体、小箱体、下底板、中间隔板、上面板；

25、s5、：斜柱安装：

26、设置临时支撑，

27、各坡道分段依次安装，与前一分段对接；

28、当遇到有斜柱坡道段单元安装后，进行斜柱安装，标准对接立柱相贯口及定位插板，通过现场小工装，调整与坡道牛腿端的间距后，焊接施工；

29、s6、立柱单元安装：

30、上方的立柱单元与最底部立柱单元通过临时耳板精准对接后焊接连接，施焊时，两侧焊工同步焊接，同时设置缆风绳固定；

31、s7、依次安装分段坡道段和斜柱：

32、设置临时支撑，

33、分段坡道段安装时分别使其与前一分段对接实现连接，

34、当遇到有斜柱坡道段单元安装后，则进行斜柱安装，

35、坡道安装的测量按坐标值控制，控制偏差值±5.0mm，

36、在下一分段坡道段安装前，复测已安装坡道段空间坐标，并观测变化；

37、s8、临时支撑卸载

38、整个分段坡道段全部安装完成后，采用分级卸载的方式，自上而下进行卸载，卸载过程中，通过第三方测量器件进行数据监测。

39、作为本发明的优选技术方案：所述立柱由14个分段构成，所述预埋段单元、坡道段单元以及过渡段单元共计有109个。

40、作为本发明的优选技术方案：在步骤s8中，所述第三方测量器件监测数据为坡道段单元的沉降、位移以及变形数据。

41、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

42、1、超大型异构螺旋坡道是目前国内规模最大的螺旋坡道，坡道高度高(立柱高点82米)，坡道外径大(最大外径25.73米)，坡道用钢量大(约1100吨)，如此规模坡道的施工方法可以为同类建筑提供借鉴。

43、2、本施工方法中只需建筑项目常用的塔吊、汽车吊、临时钢管支撑架，使施工变得简单、方便，易于就地取材、安装实现，施工成本可控，安装质量可靠。

44、3、超大型异构螺旋坡道安装过程中，采用本方法施工，使坡道段对接安装中，焊接变形量最小，没有焊接收缩引起的二次变形校正，使施工更为快捷、顺利。

45、4、超大型异构螺旋坡道安装过程中，采用本方法施工，使中间立柱与坡道段连接的斜柱支撑安装更加便捷，只要适当调整坡口，就能顺利安装就位。减少斜柱支撑二次切割调整。

46、5、工厂预制后，采用预拼装技术，精准定位，使得现场安装更加快捷，施工质量有保证。