[发明专利]一种曲面空间管桁架结构及其安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种桁架结构，具体地说，是一种曲面空间管桁架结构及其安装方法。

背景技术

近年来，空间桁架体系结构因其自重轻、跨度大、施工周期短、造型变化复杂美驳岸等特点得到快速发展，在体育馆、展览管、机场等大空间公共建筑上得到广泛应用。

海外项目科威特国际机场行政大楼主入口采用了曲面空间桁架结构，由外层斜柱、立柱及屋面桁架共同组成扇型桁架结构，单榀屋面桁架最重为2.8吨，主入口桁架长总长60m，总宽57m，总重约137吨。主入口桁架钢结构在国内制作，各部件经预拼装检查合格后，通过集装箱海运至安装现场，由一家印度公司进行工地组装和吊装，制作单位提供安装方案以指导现场施工。桁架钢结构各运输部件需符合集装箱内装尺寸海运要求，但不能全部拆成单部件发货，以降低钢结构现场组装工作量。

由于科威特地处中东地区，屋面桁架采用已知的两端固定支座安装方法会因中东地区日夜温差变化大而产生应力导致桁架结构变型破坏，而且桁架钢结构中的斜柱吊装后和屋面桁架安装前，斜柱的稳定性也是一个施工难点。

因此已知的屋面桁架安装中存在着上述种种不便和问题。

发明内容

本发明的目的，在于提出一种安全可靠的曲面空间管桁架结构及其安装方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种曲面空间管桁架结构，包括矩形A段屋面桁架，扇形B段屋面桁架和扇形前C段屋面桁架，其特征在于：

所述扇形B段屋面桁架设置在曲面空间管桁架结构的中间，其扇柄部连接矩形A段屋面桁架，扇前部连接扇形前C段屋面桁架，

其中：矩形A段屋面桁架为两个十字型桁架相连接构成，矩形A段屋面桁架和扇形B段屋面桁架由若干立柱支撑，立柱垂直于地面，A段和B段屋面桁架顶部水平标高≥15m；扇前部连接扇形前C段屋面桁架由立柱支撑和斜柱共同支撑。

本发明的曲面空间管桁架结构还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的曲面空间管桁架结构，其中所述斜柱与地面的斜度为65度。

前述的曲面空间管桁架结构，其中所述斜柱柱顶标高≥14m，斜柱柱脚标高为零m。

前述的曲面空间管桁架结构，其中所述斜柱为Φ406*25mm钢管。

前述的曲面空间管桁架结构，其中所述立柱为H350*350*14*22mm型钢。

一种曲面空间管桁架结构安装方法，由国内制作桁架构件，通过集装箱海运，海外施工现场组装后再进行吊装，其特征在于包括以下步骤：

a、施工前准备工作，包括以下步骤：

（1）准备现场作业条件

施工现场具备“三通一平”；有关的基础地坪工程基本完工，其混凝土强度不应低于75%；各测量控制点的坐标及标高准确清晰，各基础的中心线及标高测量完毕；各通道，楼梯，栏杆具备施工条件，各孔，洞和尚未完工和尚有敞口的部位具有可靠的防范措施；配有足够的验收合格的消防器材；各专业班组具备工作箱，并有专门堆放零部件的货架；

（2）基础验收

基础在混凝土浇注前土建单位应与安装单位一起通过控制点网用全站仪对各类地脚螺栓、预埋件的坐标、标高进行检查，符合规范要求后才进行灌浆，灌浆后应进行复查；灌浆前检查及灌浆后复查需做好记录；基础表面应标出清晰的纵，横中心线、标高线；

（3）图纸准备，构件清点及检查

检查钢结构发货的装箱清单，安装图，构件图是否正确；构件检查清点工作由监理单位牵头，以制造厂代表为主，会同总包方、施工单位共同按装箱单所列的构件数量，品种，规格，清点检查，应做好记录，根据构件图检查构件外观尺寸是否与图纸相符，若有问题，经各方代表确认签证，并由总包方向制造厂交涉，并及时解决；经开箱清点过的零部件，应由施工单位负责保管；

b、吊装，包括以下步骤：

（1）确定吊装顺序

根据曲面空间管桁架结构包括矩形A段屋面桁架，扇形B段屋面桁架和扇形前C段屋面桁架，从A段开始吊装，继以B段，最终至C段吊装结束；各桁架每跨由外框架和内框架组成，每跨外框架最大重量为28吨，吊装顺序为先整体吊装外框架，然后再以单部件安装内框架；各桁架的连接接头中采用一端固定支座，另一端采用椭圆形孔连接形式的滑动支座，以通过滑动来调整中东地区日夜温差变化大而产生应力、少量安装偏差，以及大型桁架跨土建伸缩缝时，减少后期因土建基础沉降引起结构变形带来的应力集中，增加结构的安全性；

（2）选用吊具

提供一台50吨吊车；

（3）矩形A段屋面桁架的安装

1）A段立柱的安装