双曲面大跨度钢网架整体顶升施工工法的制作方法

本发明涉及建筑施工，具体是双曲面大跨度钢网架整体顶升施工工法及其安装方法。

背景技术：

1、双曲面大跨度钢网架结构是一种建筑结构形式，通常用于搭建大跨度的建筑物，如体育馆、展览馆和会议中心等。它的结构形式是由一系列钢管和钢索组成的网格状结构，形成类似于双曲面的曲面形态。这种结构形式的优点是能够实现大跨度、轻量化、高强度和美观的设计效果。它的设计理念是将结构的荷载通过网格状的结构体系分散到整个结构中，从而达到减轻结构荷载的效果。

2、现有技术中，针对高空建筑结构结构通常采用以下技术方案：1、高空散拼法：虽然高空散装法的施工工艺目前已经比较成熟，但是在实际施工过程中也存在一些问题，如支座偏移、挠度偏大等，这些问题对整个结构的施工安全、施工质量以及正常使用都会造成不同程度的影响；2、高空滑移法：高空滑移法可以大大的减少高空作业的工作量，能够有效消除高空作业时施工人员的安全隐患，但对结构的平面外刚度要求大、对机械的要求比较高、需要铺设轨道、安全防护难等，该方法通常针对体量比较大的项目；3、整体吊装法：此方法的优点在于结构在地面进行拼装时可以采用就地与柱错位总拼或者在场外总拼，有利于保证结构拼装的质量精度。但是对起重设备的起重量要求较高，技术较复杂，且整体吊装法适用于安装有球节点的大型钢管网架，不适用于双曲面大跨度钢网架结构。

3、但是现有技术中由于双曲面大跨度钢网架结构的曲面形态比较复杂，所以在施工时需要非常精确的测量和加工，这增加了施工的难度和成本。建造周期长：由于施工难度大，安装过程需要更长的时间，因此建造周期也会相应延长。对施工人员技术要求高：双曲面大跨度钢网架结构的安装需要高水平的技术人员参与，对施工人员的技能和经验有较高的要求。维护成本高：由于双曲面大跨度钢网架结构的设计复杂，一旦出现问题或需要维护，所需的成本也相对较高。需要大型设备：双曲面大跨度钢网架结构的安装需要大型设备的协助，例如起重机、吊车等，这也会增加安装成本。上述技术问题影响双曲面大跨度钢网架在建筑施工技术领域的推广及应用，因此，亟需一种方法来解决上述技术问题。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明的发明目的在于提供双曲面大跨度钢网架整体顶升施工工法，该施工工法是将结构在地面投影位置进行拼装完成以后，通过临时胎架或者结构柱上的提升平台，利用液压千斤顶、钢绞线等起重设备将结构整体提升至设计位置，整体方法可避免高空作业，且提高了钢网架工程施工速率，保证施工质量，降低施工成本，实现工程经济效益与社会效益的目标，有利于上述双曲面大跨度钢网架整体顶升施工工法在建筑施工技术领域的推广及应用。

2、为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：双曲面大跨度钢网架整体顶升施工工法，包括以下步骤：（1）、以模拟分析理论为基础，结合双层正放四角锥钢网架整体特点，利用支撑结构分布形式提出网架结构提升点布置方案，并进行方案的可行性分析，确定网架整体提升方案，并根据模型分析计算结果，确定顶升点位；（2）、准备顶升设备；（3）、测量放线，（4）地面拼装；（5）网架顶升；（6）、顶升设备拆除，完成安装。

3、作为本发明的一种优选方案，步骤（1）中还包括利用有限元软件（3d3s）模拟双层正放四角锥钢网架的整体提升全过程，验证提升方案的可行性，通过有限元软件施加温度荷载，分析提升施工过程中温差带来的影响。

4、作为本发明的一种优选方案，步骤（1）中还包括依据数值模拟计算结果，选定监测区域，对网架提升过程进行应力监测及变形监测，通过实测值与计算值的对比分析，研究网架提升过程中结构的力学性能及变化规律，互相验证实测值与计算值的正确性。

5、作为本发明的一种优选方案，步骤（1）中还包括对网架整体提升过程分析，主要对钢网架在逐步进行施工步骤过程中结构的内力、变形和稳定性三方面是否合理，通过有限元静力分析计算得出应力值、位移值，通过网架结构屈曲分析计算得出特征值。

6、作为本发明的一种优选方案，步骤（2）中的顶升设备包括顶升支架、液压顶升千斤顶、顶升链接杆、液压泵站及plc控制总台，每台液压泵站可以控制一台顶升千斤顶，plc总控制台通过每台千斤顶上的位移传感器信号控制油路电磁阀的开通或关闭，通过液压泵站上的油压表读取该路的油压，从而换算出该路顶升力值。

7、作为本发明的一种优选方案，步骤（3）中的测量放线是根据平面坐标图进行测量，根据网架平面投影在拼装地面划出结构定位线，并在焊接球所在位置布设拼装胎架。

8、作为本发明的一种优选方案，所述的拼装胎架高度可调节设置。

9、作为本发明的一种优选方案，步骤（3）中还包括利用全站仪复核土建所提供的二级轴线控制网，放出预埋钢板控制中心线，用钢直尺复核预埋钢板偏差，并做记录。

10、作为本发明的一种优选方案，步骤（4）中包括焊接球节点安装、安装网架拼装砖墩、网架下弦杆的拼装、网架上弦球与腹杆的安装以及网架上弦杆的安装。

11、作为本发明的一种优选方案，步骤（5）中的网架顶升包括第一阶段顶升、第二阶段顶升、第三阶段顶升及第四阶段顶升。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中的双曲面大跨度钢网架整体顶升施工工法，整体地面拼装作业量大，从而使高空作业量大大减少，有利于保证结构的焊接质量和安装精度，并且还可以提高施工的安全性和工作效率，经常用于空间有限，且规则形状规律的网架结构；另外该方法不需要搭设大量脚手架和采用大型吊机吊装，有利于降低工程成本。此外，该方法还有很多能够影响整体提升施工的安全、进度以及质量的关键技术，如提升过程中的分析验算、同步提升策略和提升吊点的设置等。该方法在施工场地狭小的工程及以群柱作为支撑的大跨空间网架结构施工中比较适用。

技术特征：

1.双曲面大跨度钢网架整体顶升施工工法，其特征在于：包括以下步骤：（1）、以模拟分析理论为基础，结合双层正放四角锥钢网架整体特点，利用支撑结构分布形式提出网架结构提升点布置方案，并进行方案的可行性分析，确定网架整体提升方案，并根据模型分析计算结果，确定顶升点位；（2）、准备顶升设备；（3）、测量放线；（4）地面拼装；（5）网架顶升；（6）、顶升设备拆除，完成安装。

2.根据权利要求1所述的双曲面大跨度钢网架整体顶升施工工法，其特征在于：步骤（1）中还包括利用有限元软件（3d3s）模拟双层正放四角锥钢网架的整体提升全过程，验证提升方案的可行性，通过有限元软件施加温度荷载，分析提升施工过程中温差带来的影响。

3.根据权利要求2所述的双曲面大跨度钢网架整体顶升施工工法，其特征在于：步骤（1）中还包括依据数值模拟计算结果，选定监测区域，对网架提升过程进行应力监测及变形监测，通过实测值与计算值的对比分析，研究网架提升过程中结构的力学性能及变化规律，互相验证实测值与计算值的正确性。

4.根据权利要求3所述的双曲面大跨度钢网架整体顶升施工工法，其特征在于：步骤（1）中还包括对网架整体提升过程分析，主要对钢网架在逐步进行施工步骤过程中结构的内力、变形和稳定性三方面是否合理，通过有限元静力分析计算得出应力值、位移值，通过网架结构屈曲分析计算得出特征值。

5.根据权利要求1或4所述的双曲面大跨度钢网架整体顶升施工工法，其特征在于：步骤（2）中的顶升设备包括顶升支架、液压顶升千斤顶、顶升链接杆、液压泵站及plc控制总台，每台液压泵站可以控制一台顶升千斤顶，plc总控制台通过每台千斤顶上的位移传感器信号控制油路电磁阀的开通或关闭，通过液压泵站上的油压表读取该路的油压，从而换算出该路顶升力值。

6.根据权利要求1所述的双曲面大跨度钢网架整体顶升施工工法，其特征在于：步骤（3）中的测量放线是根据平面坐标图进行测量，根据网架平面投影在拼装地面划出结构定位线，并在焊接球所在位置布设拼装胎架。

7.根据权利要求6所述的双曲面大跨度钢网架整体顶升施工工法，其特征在于：所述的拼装胎架高度可调节设置。

8.根据权利要求7所述的双曲面大跨度钢网架整体顶升施工工法，其特征在于：步骤（3）中还包括利用全站仪复核土建所提供的二级轴线控制网，放出预埋钢板控制中心线，用钢直尺复核预埋钢板偏差，并做记录。

9.根据权利要求1所述的双曲面大跨度钢网架整体顶升施工工法，其特征在于：步骤（4）中包括焊接球节点安装、安装网架拼装砖墩、网架下弦杆的拼装、网架上弦球与腹杆的安装以及网架上弦杆的安装。

10.根据权利要求1所述的双曲面大跨度钢网架整体顶升施工工法，其特征在于：步骤（5）中的网架顶升包括第一阶段顶升、第二阶段顶升、第三阶段顶升及第四阶段顶升。

技术总结
本发明涉及双曲面大跨度钢网架整体顶升施工工法，包括以下步骤：（1）、以模拟分析理论为基础，结合双层正放四角锥钢网架整体特点，利用支撑结构分布形式提出网架结构提升点布置方案，并进行方案的可行性分析，确定网架整体提升方案，并根据模型分析计算结果，确定顶升点位；（2）、准备顶升设备；（3）、测量放线，（4）地面拼装；（5）网架顶升；（6）、顶升设备拆除，完成安装。该施工工法可避免高空作业，且提高了钢网架工程施工速率，保证施工质量，降低施工成本，实现工程经济效益与社会效益的目标，有利于上述双曲面大跨度钢网架整体顶升施工工法在建筑施工技术领域的推广及应用。

技术研发人员：龚晋德,程骥,王宇明,冯跃辉,许素环,罗帅,冉茂旺,陈亚丽,崔宏磊,李纪超,冯吉洪
受保护的技术使用者：中建新疆建工（集团）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27