[发明专利]大跨度非对称马蹄形多层桁架施工工法

说明书

本发明公开了一种大跨度非对称马蹄形多层桁架施工工法，桁架与核心筒采用悬挑牛腿对接，悬挑牛腿采用箱型结构，桁架的内伸悬挑牛腿和核心筒的外伸悬挑牛腿腹板厚度不同；桁架在地面采用定位胎架拼装，定位胎架设有分散布置的多个支承单元；采用安装在核心筒钢管柱柱顶的多个提升器对桁架进行整体提升。采用本发明拼装桁架时便于局部微调，实现精准定位，便于提高拼装精度；采用预先安装的内伸悬挑牛腿与核心筒上的外伸悬挑牛腿对接，并采用有效措施防干涉，能够减少提升后现场焊接作业量，便于施工，便于提高安装质量；通过采用多点整体提升方法并采用有效措施防止桁架变形、弥补对接误差，极大地提高了安装定位效率和安装质量。

技术领域

本发明涉及一种形桁架安装方法，特别是一种大跨度非对称马蹄形多层桁架施工工法。

背景技术

大跨度空间结构是衡量一个国家或地区建筑技术水平的重要标志，在我国城市经济快速发展的同时，大跨度空间钢结构充分展现了其建筑魅力和无限发展空间，以其跨度大、形态各异、造型美观等诸多优点被广泛应用，成为了当前建筑结构研究中的一个活跃领域。大跨度空间结构一般采用钢结构形式，随着跨度的增加，钢结构的施工难度也与日俱增。传统的钢结构安装方法有高空散装法、整体吊装法、整体提升法。高空散装法需要搭设大量的临时支撑结构，措施材料使用量大，机械费与人工费较高。整体吊装法是将结构主体在地面拼装完成后，采用多台起重设备同时将结构吊装至指定位置，该方法在大跨度结构施工时对机械操作的同步性要求极高，且多机抬吊对场地空间要求高。整体提升法为借用原有结构作为支撑点，将结构主体提升就位，但多用于对称结构，且对结构地面拼装的精度要求较高。

某工程项目，横向跨度最大28m，下部为混凝土结构，上部为钢结构。结构形式为樽形支撑超长多层马蹄形曲面空间钢构，其外观呈马蹄形，整体结构平面为半圆弧状，建筑高度24m，外环长度372m，内环294m；内外环最小间距15m；承台钢柱间最大跨度48m。该工程采用樽形核心筒支撑大跨度、非对称多层马蹄形桁架，桁架共有三层腹杆，投影方向每6米曲率变化一次，桁架两侧为大悬挑段，由两侧向中心，曲率半径不断变大。桁架共有1998根带有弧度的箱形腹杆，各杆件外形尺寸均不相同，相互间不可替代，桁架整体不闭合、非对称，在地面拼装完成后采用整体提升工艺由地面一次提升至23.5m的高空。传统的大跨度钢结构拼装胎架多为型钢制成的整体式地面胎架，满铺于结构下方，钢结构拼装时与下部的整体型钢胎架贴合，以此控制钢结构的标高和水平位置，这种整体式型钢胎架钢材用量大，加工制作周期长，成本高；占地面积大，受场地环境制约，制作不方便；不便于钢结构拼装局部标高的微调。桁架与核心筒采用悬挑牛腿连接，牛腿沿桁架分为4层环向分布，每层28个对接牛腿，共计112个，高空对接口数量多、难度大。对接杆件分为多层、环向布置，提升时桁架易与核心筒发生碰撞，提升就位后，牛腿对接精度难以控制。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种大跨度非对称马蹄形多层桁架施工工法，该工法安装方便、精度高，安装质量好、成本低。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种大跨度非对称马蹄形多层桁架施工工法，所述桁架采用多个樽形核心筒支撑，每个所述核心筒设有四根大倾角巨型钢管柱，所述桁架设有内、外环斜交桁架，内、外环斜交桁架在上弦杆与下弦杆间均设有多层腹杆，内、外环斜交桁架各层腹杆及上、下弦杆采用平台梁连接；在每根钢管柱上焊接多根从上至下依次布置的外伸悬挑牛腿，外伸悬挑牛腿的长度从上至下依次减短，在桁架的腹杆上设置与外伸悬挑牛腿一一对接的内伸悬挑牛腿，所述外伸悬挑牛腿与内伸悬挑牛腿均采用箱型结构，其腹板厚度不同，且比值为0.7～0.8；所述桁架的安装方法：采用以下步骤：