[发明专利]空间曲面钢结构管桁架屋盖安装施工工法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑施工方法的技术领域。

背景技术

空间曲面钢结构管桁架的安装与通常的钢结构相比，从构件详图深化设计、相贯线节点焊接、不规则屋面板的下料、管桁架的制作与安装等方面都具有相当高的难度。传统的空间曲面钢结构管桁架的安装具有以下缺点：1、施工需要搭设满堂脚手架，作业繁琐、工期长、质量不易保证；2、管桁架的拼装焊接都在高空进行，施工难度大，拼装焊接质量不易控制，施工人员安全保证较差，易发生高处坠落事故；3、管桁架构件在分解构件的制作、安装过程中所产生的累计误差较大，最后往往需要返工或对构件做较大改动才可以使结构能够顺利合拢，费时费力；4、空间曲面屋盖形状复杂，屋面板多为扇形且每块扇形板的形状尺寸不一，放样难度非常大，采用传统施工工艺往往会造成放样尺寸不精确、材料浪费等问题。

发明内容

本发明目的是提供一种能够进行了非线性施工阶段的有限元模拟，通过模拟考察施工过程中各构件的应力和应变，评估施工方案安全性，指导实际安装施工过程，施工过程进行应变位移监测，且能够对构件设计进行实时调整，提高了施工精度，同时降低了建设成本的空间曲面钢结构管桁架屋盖安装施工工法。

本发明的空间曲面钢结构管桁架屋盖安装施工工法，包括如下步骤：

第一步：施工方案评估：

正式施工前用MIDAS软件对施工方案进行了非线性施工阶段的有限元模拟，通过模拟考察施工过程中各构件的应力和应变，评估施工方案的安全性；模拟评估确认施工方案安全后方可进入施工阶段；施工阶段应根据模拟分析结果，对主要构件进行应力应变监测；

第二步：施工准备：

平整道路和安装场地，吊机行驶道路采用垫钢质路基箱或道木平整坚实，以保证吊机负荷行驶中安全；

第三步：测量放线：

选用Topcon电子全站仪和J2光学经纬仪、SD3水准仪，配合钢尺，角尺采用极坐标法进行管桁架柱脚、中间支座和格构柱的放样工作；在主桁架柱脚底板上标好主桁架上下弦杆的就位圆尺寸，在中间支座底板上弹出就位轴线位置，方便主桁架安装就位；

第四步：整理预埋铁件：

根据测量放线，复核管桁架柱脚、中间支座以及施工钢构柱的砼基础或看台上相应位置的预埋铁件位置；对轴线位置和标高不满足要求的铁件进行整理，使其偏差值在允许范围内；

第五步：安装钢构柱：

根据设计的钢结构主桁架悬臂端下弦杆下口至±0.000处的高度做好每榀主桁架的格构柱并进行标号处理。安装时，选用Topcon电子全站仪和J2光学经纬仪、SD3水准仪对格构柱的标高、角度、垂直度进行校正，校正后拉好揽风绳；

第六步：搭设满堂脚手架：

脚手架的搭设根据安装钢桁架的需求，搭设成阶梯形，第一层至7.5米标高搭设平台，第二层至11.5米标高搭设平台，第三层至15.2米标高搭设平台，第四层至17米标高搭设平台，最后搭设至标高20.6m，脚手架立杆纵横间距1000mm，步距1800mm；脚手架在弦形主桁架就位处应留出位置；

第七步：验收主、次桁架：

根据设计要求以及焊接质量验收等相应规范对主次桁架进行验收，通过验收方可进行吊装；

第八步：安装主、次桁架：

先进行两榀主桁架的安装，之后进行环形次桁架的分段安装，然后以打圈的方式逐榀安装主桁架并逐段进行环形次桁架的安装；在正式吊装前进行试吊，以确保吊装的安全；

第九步：安装棱条以及应变片：

验收合格后再进行檩条及屋面等安装；钢棱条分为主棱条和次棱条，型号分别为C250×80×20×3.0、C250×70×20×2.5，材质均为Q345B；

在监测过程中，应变测点传感器的安装将随着桁架安装的进度同步进行；为了避免应变仪的损坏，应变传感器的安装需要在各榀桁架的主檩条安装完成之后进行；振弦传感器采用AB胶粘贴方法固定在测点表面，为粘贴牢固，提高粘结力，钢结构表面需要先用磨光机磨平，然后用AB胶粘结，粘结时要求表面干燥，5～7min后即可牢固附着在结构表面，传递相应的局部变形；同时，为了防止在现场恶劣的自然条件对胶水性能的不利影响，在AB胶的外部使用硅胶与外部环境隔离；各测点的数据线需要集中捆绑，沿钢架表面而下，置于便于量测的位置，以便于集中读数，加快测试进程；

第十步：整体卸载：