[发明专利]飞翼型模壳空间桁架结构施工方法

说明书

技术领域

本发明属于钢结构施工领域，具体为飞翼型模壳空间桁架结构施工方法。

背景技术

钢结构具有强度高，自重轻、施工速度快、抗震性能好、节能环保及工业化程度高等优点，因此其成为了我国重点推广项目之一，相对应的钢拉索在大跨度空间桁架中也得到了广泛的应用。

随着社会的不断进步和人们对功能性建筑也要求越来越高，不仅要求公共建筑有漂亮的外观，又要满足使用功能及安全性和稳定性，普通的刚结构形式和施工方法已不能满足工程建设的需要。

发明内容

针对钢结构建设的实际需要，本发明提供了一种新型钢结构形式，满足了人们对实用性和完美管外观以及安全性的要求。

具体方案为：飞翼型模壳空间桁架结构包括主桁架、次桁架和平行弦杆桁架，主桁架、次桁架和平行弦杆桁架相互焊接固定连接，形成“半球形”模壳空间桁架结构,所述桁架结构还包括位于模壳空间桁架结构之上的“圆弧状”飞翼型桁架，飞翼型桁架通过拉索与模壳空间桁架结构的次桁架相连接，飞翼型桁架的两圆弧端固定在支座上。

进一步，主桁架和平行弦杆桁架之间设有多榀相互平行的次桁架，次桁架之间连接有连系杆，连系杆垂直于次桁架的上弦杆，并与次桁架上弦杆焊接连接。

进一步，所述主桁架和平行弦杆桁架设有与次桁架的上弦杆平行，与连系杆垂直的支撑杆；支撑杆与主桁架及平行弦杆桁架的上弦杆焊接连接，与连系杆焊接连接。

进一步，所述次桁架包括次桁架上弦杆、次桁架下弦杆，次桁架上弦杆与主桁架上弦杆和平行弦杆桁架上弦杆焊接连接，次桁架下弦杆与主桁架下弦杆和平行弦杆桁架下弦杆焊接连接。

进一步，所述拉索上端连接在飞翼型桁架下弦杆上，拉索下端连接在次桁架上弦杆与连系杆的交叉点上。

进一步，所述主桁架和飞翼型桁架的两端分别通过球形支座与主桁架底座和飞翼型桁架底座固定连接；平行弦杆桁架的平行弦杆桁架下弦杆焊接有球形支座，球形支座与平行弦杆桁架底座固定连接。

进一步，拉索为1670级高强钢丝制成的钢丝束拉索，直径为22mm。

本发明还公开了飞翼型模壳空间桁架结构施工方法，包括如下施工步骤：

第一步，支座安装：利用数字化三维建模的方法将节点转化为直观的三维模型图，从模型中可以根据埋件上所放轴线、标高，再转化为现场实际施工中将支座进行定位；

第二步，主桁架安装：搭设脚手架进行支撑主桁架，保证脚手架的整体性与稳定性，脚手架增设水平剪刀撑3道，架体外侧剪刀撑满设；将拼接好的主桁架用汽车吊四点进行安装，中间部位采用脚手架进行支撑，两端与支座进行连接，采用地面投线法控制主桁架轴线，待三点就位以后用钢丝绳与手拉葫芦对主桁架进行侧面斜拉定位；

第三步，半球次桁架安装：次桁架采用钢管焊接而成，次桁架安装过程中采用两点吊装，用手拉葫芦调整好安装角度，上部与主桁架节点进行对接，下部钢架球与支座进行连接，主桁架与次桁架连接部位采用脚手架搭设操作平台，保证施工人员的安全；

第四步，钢拉索施工：

1）前期准备

拉索施工前的现场准备：部件在运到施工现场后，按编号堆放整齐，下垫木枋，场地要求平整整洁，并且要采取防火、防雨、防湿保护措施检查拉索锚具、PE护套是否有损伤，如有应立即修正或修补消除拉索附近毛刺，避免损伤保护套；

2）挂索

上端拉索固定，利用安装主桁架的脚手架作为操作平台，在配合利用汽车吊将拉索固定端吊起，吊点位置应满足锚具上端稍有下垂所需要的长度，桁架上节点安装人员在脚手架操作平台采用手拉葫芦和纤维吊装带等工具进行人工穿轴连接，拉索的上部节点安装完；

下节点拉索安装，在下节点远端设置滑轮，利用人工将拉索下端配合倒链牵引到安装位置，牵引时绑扎点应保证锚具端部有一定的摆动量，牵引过程中应对拉索严加保护，避免索体及锚具螺纹受损，并及时调整拉索悬空时的位置安装过程中严格检查每根拉索的扭转情况，防止拉索与节点扭转连接；

3）张拉：张拉方案的确定，张拉设备的选定，具体张拉方案；

4）钢索调节：调索采用扭力扳手进行控制，通过设定扳手扭矩，锁定索力后对套筒进行拧紧；依次利用扭力扳手对每根钢索进行索力加载。

有益效果：桁架每一部分通过焊接球连接起来，形成两个半球，为了保证两个半球的稳定性及稳固性，每个半球增加一个飞翼型桁架通过拉索与半球的桁架连接起来。使得整个结构更加稳定。采用手拉葫芦及拉力器配合进行钢结构安装及钢拉锁张拉，施工方法简单、施工中采用的机械较少，保证了现场安全，同时也保证了施工质量，大幅度降低了施工成本。