[发明专利]一种巨型环状钢结构的施工方法

摘要

一种用于巨型环状钢结构的施工方法，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特定步骤实现的。首先在胎架上拼装巨型环状钢结构，使其处于躺倒的状态；再在结构底部安装两个脚，并将其与地面铰接；然后对巨型环状钢结构进行加强，借助于车轮辐条的工作原理，将有预应力的柔性拉索在结构内部交叉布置，以提高结构的整体刚度；之后借助A字形支承架提供的施工平台，通过穿心式千斤顶张拉起吊索，将整个巨型环状钢结构沿着两个脚的连线旋转起扳，直至达到设计给定位形；最后将巨型环状钢结构的底部杆件补全，补浇混凝土基础，固定巨型环状钢结构；待拆除所有施工辅助措施后，便完成所述巨型环状钢结构的安装。

主权项

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)～(1.3)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°角度布置两道加强拉索，共布置8道加强拉索，具体操作方法为：在所述巨型环状钢结构内侧，在与轴线(AB)垂直方向布置两根加强索5-1和5-2，按顺时针方向，在与5-1和5-2呈45°夹角方向布置两根加强索5-3和5-4，在与5-1和5-2呈90°夹角方向布置两根加强索5-5和5-6，在与5-1和5-2呈135°夹角方向再布置两根加强索5-7和5-8；每根加强拉索的两端均连接于所述巨型环状钢结构的内侧，8道加强拉索均相交于结构中心点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8根加强拉索5-1～5-8夹持形成一个节点，具体操作方法为：首先，自下往上，将9块钢板编号为钢板6-1、钢板6-2、钢板6-3、钢板6-4、钢板6-5、钢板6-6、钢板6-7、钢板6-8、钢板6-9；然后，将加强索5-8夹于钢板6-1与6-2之间，将加强索5-2夹于钢板6-2与6-3之间，将加强索5-4夹于钢板6-3与6-4之间，将加强索5-6夹于钢板6-4与6-5之间，将加强索5-7夹于钢板6-5与6-6之间，将加强索5-1夹于钢板6-6与6-7之间，将加强索5-3夹于钢板6-7与6-8之间，将加强索5-5夹于钢板6-8与6-9之间，这样同一方向的两根拉索在结构中心点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，分别为起吊索8-1、起吊索8-2、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，起吊索8-1和8-2的另一端连接在所述巨型环状钢结构上，起吊索8-3的另一端连接在钢压盘上焊接的耳板上；起吊索8-1及8-2在所述巨型环状钢结构上的连接位置分别是加强索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两根揽风绳13-1和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起吊索8-1、8-2、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。