[发明专利]一种巨型环状钢结构的施工方法

权利要求书

1.一种用于巨型环状钢结构的施工方法，其特征在于，是在一个由巨型环状钢结构与一 系列施工辅助设备组成的施工环境中，按照下述步骤实现的：

步骤1：组建该施工方法所需的施工环境：所述施工环境由巨型环状钢结构与一系列施 工辅助设备组成，所述施工辅助设备包括：拼装胎架、加强索、钢压盘、A字形支承架、起 吊索、背索、穿心式张拉千斤顶、揽风绳，均为通用设备；步骤1具体按步骤1.1～1.4进行：

步骤1.1：拼装所述巨型环状钢结构，具体操作方法如下：首先在施工场地上布置拼装胎 架；然后以拼装胎架为支撑点，拼装所述巨型环状钢结构，此过程按照设计给定要求进行； 在拼装完成后，在所述巨型环状钢结构的底部安装两个脚；所述巨型环状钢结构仅在两个脚 处与基础连接，且两个脚与基础的连接均处理为铰接；两个脚与基础连接的两个铰接支座的 连线为轴线AB；

步骤1.2：对所述巨型环状钢结构进行加强，具体按步骤1.2.1～1.2.2进行：

步骤1.2.1：在所述巨型环状钢结构内侧，每隔45°角度布置两道加强索，共布置8道加 强索，具体操作方法为：在所述巨型环状钢结构内侧，在与轴线AB垂直方向布置第一加强 索(5-1)和第二加强索(5-2)，按顺时针方向，在与第一加强索(5-1)和第二加强索(5-2)呈45°夹角 方向布置第三加强索(5-3)和第四加强索(5-4)，在与第一加强索(5-1)和第二加强索(5-2)呈90° 夹角方向布置第五加强索(5-5)和第六加强索(5-6)，在与第一加强索(5-1)和第二加强索(5-2)呈 135°夹角方向再布置第七加强索(5-7)和第八加强索(5-8)；每根加强索的两端均连接于所述巨 型环状钢结构的内侧，8道加强索均相交于巨型环状钢结构中心点M；在安装每根加强索时， 均通过张拉方法使其产生预张力；

步骤1.2.2：在所述巨型环状钢结构中心点M处，使用钢压盘夹持加强索，即使用9块钢 板将第一至第八加强索夹持形成一个节点，具体操作方法为：首先，自下往上，将9块钢板 编号为第一钢板(6-1)、第二钢板(6-2)、第三钢板(6-3)、第四钢板(6-4)、第五钢板(6-5)、第六 钢板(6-6)、第七钢板(6-7)、第八钢板(6-8)、第九钢板(6-9)；然后，将第八加强索(5-8)夹于第 一钢板(6-1)与第二钢板(6-2)之间，将第二加强索(5-2)夹于第二钢板(6-2)与第三钢板(6-3)之间， 将第四加强索(5-4)夹于第三钢板(6-3)与第四钢板(6-4)之间，将第六加强索(5-6)夹于第四钢板 (6-4)与第五钢板(6-5)之间，将第七加强索(5-7)夹于第五钢板(6-5)与第六钢板(6-6)之间，将第 一加强索(5-1)夹于第六钢板(6-6)与第七钢板(6-7)之间，将第三加强索(5-3)夹于第七钢板(6-7) 与第八钢板(6-8)之间，将第五加强索(5-5)夹于第八钢板(6-8)与第九钢板(6-9)之间，这样同一 方向的两根加强索在巨型环状钢结构中心点M处上下错开；将9块钢板上下对齐，在每块钢 板周边上下对应的位置上开螺栓孔，高强螺栓穿过9块钢板，拧紧高强螺栓，将9块钢板与 8根加强索连为一体，形成一个节点；

步骤1.3：架设A字形支承架，安装背索、起吊索、穿心式张拉千斤顶，具体按步骤1.3.1～ 1.3.3所述进行：

步骤1.3.1：在与轴线AB平行相距L距离处架设A字形支承架，A字形支承架与巨型环 状钢结构分别位于轴线AB的两侧，其中d/5≤L≤d/2，d为所述巨型环状钢结构的高度；A 字形支承架由两个格构柱组成，两个格构柱在顶部连接，柱脚均与基础处理为铰接；两格构 柱的轴线形成夹角β，其中20°≤β≤40°；两格构柱的轴线形成一个平面，在安装时调整该平面 与竖直面形成夹角γ，并使A字形支承架向轴线AB一侧倾斜，其中γ取为5°；

步骤1.3.2：在A字形支承架远离轴线AB的一侧布设背索，背索的一端与A字形支承架 的顶部连接，另一端在工程场地地面上锚固；

步骤1.3.3：布置穿心式张拉千斤顶，并安装起吊索，具体操作方法如下：首先在A字形 支承架的顶部布设3个穿心式张拉千斤顶；然后安装3根起吊索，分别为第一起吊索(8-1)、 第二起吊索(8-2)、第三起吊索(8-3)，这3根起吊索的一端分别穿过3个穿心式张拉千斤顶， 第一起吊索(8-1)和第二起吊索(8-2)的另一端连接在所述巨型环状钢结构上，第三起吊索(8-3) 的另一端连接在钢压盘上焊接的耳板上；第一起吊索(8-1)及第二起吊索(8-2)在所述巨型环状 钢结构上的连接位置分别是第五加强索(5-5)的两端与所述巨型环状钢结构的连接位置；

步骤1.4：安装揽风绳：在所述巨型环状钢结构上安装第一揽风绳(13-1)和第二揽风绳 (13-2)，两根揽风绳在所述巨型环状钢结构上的连接位置分别是第五加强索(5-5)的两端与所述 巨型环状钢结构的连接位置，两根揽风绳的另一端均锚固在地面上，锚固点位于轴线AB远 离A字形支承架一侧的工程场地上；

步骤2：对巨型环状钢结构实施旋转起扳：在起吊过程，以所述巨型环状钢结构的两个 脚与基础连接的两个铰支座的连线中点O与所述巨型环状钢结构中心点M这二者的连线OM 与水平面的夹角α为控制参数；

在起吊初始状态，α＝α₁；其中，α₁由所述巨型环状钢结构的拼装位置确定，为设计给定 值；

在起吊终止状态，α＝α₂；其中，α₂由所述巨型环状钢结构的目标位置确定，为设计给定 值；

控制3个穿心式张拉千斤顶对第一起吊索(8-1)、第二起吊索(8-2)、第三起吊索(8-3)同步 进行张拉，使控制参数α从α₁变为α₂；

步骤3：按照设计给定要求补全所述巨型环状钢结构底部缺失的杆件，并补浇底部混凝 土基础，将所述巨型环状钢结构固定在混凝土基础之上；最后拆除所有的施工辅助设备，完 成所述巨型环状钢结构的施工。