超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法
2023-05-31 15:07:41
專利名稱：超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法
技術領域：
本發明涉及建築施工領域，特別涉及一種超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方 法。
背景技術：
焊接球網架是一種應用範圍很廣的網架結構形式，既可用於倉庫、廠房等工業建 築，近年來也越來越多的用於體育館、俱樂部、展覽館、影劇院、航站樓指廊、車站候車大廳 等公共建築中。對於規模較小的焊接球網架，可以通過起重機直接進行整體吊裝，但是目前 施工過程中卻遇到了越來越多的超大焊接球網架，造成施工過程中出現了諸多問題
1、在具體的施工過程中，場地有限，不能實現對超大焊接球網架的整體拼裝，然後進行 吊裝。2、下部鋼筋混凝土結構的承載力不能滿足大型吊車的荷載要求，同時由於超大焊 接球網架重量大，也不具備傳統的高空散裝的安裝條件。鑑於以上現有超大焊接球網架安裝施工中遇到的困難，有必要提出一種簡單易行 的超大焊接球網架施工方法。
發明內容
本發明的目的是提供一種超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法，以解決超大 面積雙曲面焊接球網架施工難度大的問題。本發明提出一種超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法，包括以下步驟(1) 鋪設滑移軌道。(2)在滑移軌道上搭建滑移胎架。(3)將焊接球網架分塊吊到滑移胎架上。 (4)將焊接球網架分塊整體滑移到安裝位置。(5)調整焊接球網架分塊的高度，並使其就位 在支撐結構上。(6)對不同焊接球網架分塊進行嵌補，以形成超大面積的焊接球網架。依照本發明較佳實施例所述的超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法，在鋪設 滑移軌道之前包括步驟對焊接球網架進行劃分，並確定滑移區域。依照本發明較佳實施例所述的超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法，將焊接 球網架分塊吊到滑移胎架上具體包括以下步驟(1)在地面上拼裝焊接球網架分塊，且每 個焊接球網架分塊由至少兩個小立分段拼裝而成。(2)將焊接球網架分塊吊到滑移胎架上。依照本發明較佳實施例所述的超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法，所述滑 移胎架為格構柱形式。依照本發明較佳實施例所述的超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法，搭建滑 移胎架時具體包括以下步驟(1)在滑移軌道上設置軌道平衡梁。(2)將滑移胎架搭建在軌 道平衡梁上。(3)在滑移胎架上設置頂升結構。依照本發明較佳實施例所述的超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法，在焊接球網架分塊進行整體滑移時，還包括以下步驟對各個焊接球網架分塊的行程進行實時測 量，以使各焊接球網架分塊之間的行程誤差不超過一閥值。依照本發明較佳實施例所述的超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法，所述閥 值為10mm。依照本發明較佳實施例所述的超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法，在焊接 球網架分塊進行整體滑移之前，還包括以下步驟對各個焊接球網架分塊所產生的荷載進 行預測量。在焊接球網架分塊進行整體滑移時，還包括以下步驟實時對各個焊接球網架分 塊所產生的荷載進行測量。依照本發明較佳實施例所述的超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法，在焊接 球網架分塊進行整體滑移之前，還包括以下步驟進行預滑移。依照本發明較佳實施例所述的超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法，對不同 焊接球網架分塊進行嵌補為對焊接球網架分塊進行對稱同步焊接嵌補。本發明的有益效果是
1、本發明的施工方法將超大焊接球網架結構分成多個焊接球網架分塊，進行分塊滑移 安裝，施工方便，安全性高，解決了超大焊接球網架結構施工難的問題。2、本發明在焊接球網架分塊進行嵌補對接時，採用對稱同步焊接的方式，可以消 除和平衡網架結構中產生的應力，有效避免因此產生的變形，保證了網架結構的平整度以 及施工質量。3、本發明採用預先劃分滑移區域，並預先確定焊接球網架結構中需要滑移的分 塊，有利於控制施工進程以及施工成本。4、本發明的滑移胎架採用格構柱形式，從而可以保證焊接球網架分塊在滑移過程 中的整體穩定，提高了施工安全性。5、本發明可以通過對焊接球網架分塊的滑移行程和/或所產生的荷載進行實時 測量，來控制焊接球網架分塊的移動量，確保焊接球網架分塊在各個滑移軌道上的滑移速 度一致，從而保證了施工質量及安全性。
圖1為本發明超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法的一種實施例流程圖； 圖2為一種超大型屋面網架結構體系示意圖3為對圖2的網架結構劃分後的示意圖； 圖4為本發明滑移胎架的一種實施例結構圖； 圖5為本發明軌道平衡梁的一種實施例示意圖； 圖6為圖5的俯視圖； 圖7為本發明頂升結構示意圖； 圖8為本發明爬行器布置示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖，具體說明本發明。請參見圖1，其為本發明超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法的一種實施例流程圖，其包括以下步驟 S101，鋪設滑移軌道。S102，在滑移軌道上搭建滑移胎架。S103，將焊接球網架分塊吊到滑移胎架上進行拼裝。S104，將焊接球網架分塊整體滑移到安裝位置。S105，調整焊接球網架分塊的高度，並使其就位在支撐結構上。S106，對不同焊接球網架分塊進行嵌補，以形成超大面積的焊接球網架。請參見圖2，其為一種超大型屋面網架結構體系示意圖，其屋面21由正四角錐形 網架構成，屋面下方的支撐結構主要為彩帶22結構(彩帶狀彎曲的鋼梁結構)和分布在四 周的鋼柱23組成。由於此屋面21的網架結構面積大，施工時吊裝極為不便，使傳統的直接 吊裝的方式很難施工，而採用本發明分塊滑移拼裝的方式可以大大降低其施工難度。首先，可以對整個焊接球網架進行劃分，並確定滑移區域。由於超大面積的焊接球 網架形狀各異、結構複雜，因而並不是所有的部分都適合採用滑移的施工方式，從控制施工 進程以及施工成本的角度考慮，有些位置的網架結構往往採用直接吊裝的方式更為合適。 如圖3所示，其為對圖2的網架結構劃分後的示意圖。滑移區域關於軸SOl對稱分為兩個 半區，每個半區以軸36為分界線分成兩個半段，每個半段各分5塊焊接球網架分塊，並採用 滑移的方式進行安裝施工，各焊接球網架分塊所在的區域編號為A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、 A8、A9、A10 和 A1，、A2，、A3，、A4，、A5，、A6，、A7，、A8，、A9，、A10，。另外，為減少區域A6、A7、A8以及區域A6』、A7』、A8』焊接球網架分塊的滑移長度， 在網架結構的右側還劃分出上下各8個焊接球網架小分段，由於這些焊接球網架小分段面 積較小，單獨為其鋪設滑移軌道不僅造成較大的浪費，而且施工效率也較低，因而可以採用 履帶吊直接進行吊裝，以此更有利於控制施工進程。確定滑移區域之後，便可以鋪設滑移軌道(步驟S101)。圖3中鋪設了 8條滑移軌 道，分別位於軸31、軸32、軸33、軸34、軸35、軸37、軸38、軸39處。接著要在滑移軌道上搭建滑移胎架(步驟S102)。滑移胎架是將網架傳遞來的結構 自重荷載傳遞給下部滑移軌道和混凝土梁結構，如圖4所示，其為滑移胎架的一種實施例 結構圖。由於在滑移過程中滑移胎架41所受荷載較大，為保證滑移過程中的整體穩定，滑 移胎架41為格構柱形式，即兩個滑移胎架41之間用桁架44相連而構成組合柱。另外，滑移胎架41的下端通過軌道平衡梁42來支撐，滑移胎架41的上端設置有 頂升結構43。如圖5、圖6所示，圖5為軌道平衡梁的一種實施例結構圖，圖6為圖5的俯 視圖。此軌道平衡梁42包括滑動箱梁51和支撐梁52，滑動箱梁51下端設置有滑動輪，滑 動輪設置在滑移軌道53中。滑動箱梁51的上側設置有兩個支撐梁52，用來支撐滑移胎架 41。因此滑移胎架41可以通過軌道平衡梁42實現在滑移軌道53中滑動。請參見圖7，其為本發明頂升結構示意圖。頂升結構用來支撐焊接球網架分塊，其 設置有伸縮氣缸71，從而可以實現焊接球網架分塊的高度調節。搭建完滑移胎架後，便可以將焊接球網架分塊吊到滑移胎架上(步驟S103)。其中 每個焊接球網架分塊均可以是由至少兩個小立分段在地面上拼裝而成的，然後再吊裝到滑 移胎架上的。在圖3中，滑移胎架的起點位於A5、A10以及A5』、A10』的位置，即A5、A10以 及A5』、A10』所在的區域為焊接球網架分塊的吊裝位置。鑑於圖3的網架結構，焊接球網架分塊被吊裝到滑移胎架上後，便將相鄰的兩塊焊接球網架分塊嵌補連接成一個滑移單元。焊接球網架分塊吊裝完畢後，便可將其滑移到安裝位置(步驟S104)。以圖3為例， 當要安裝區域Al和A6位置的焊接球網架分塊時，先將兩塊焊接球網架分塊吊裝到A5和 AlO位置的滑移胎架上，並將兩塊焊接球網架分塊進行嵌補連接，然後利用滑移軌道將兩塊 焊接球網架分塊連同滑移胎架一同滑移到Al和A6的安裝位置。滑移到位後，將滑移胎架 滑回A5和AlO的位置，同時再將另兩塊焊接球網架分塊吊裝到A5和AlO的位置，這樣重複 滑移安裝直至所有的焊接球網架分塊均滑移到位。當然，圖3僅為焊接球網架結構的一種 實施例，因為焊接球網架的結構可以是各種形狀的，因此焊接球網架分塊的滑移方式及滑 移順序可以根據實際情況來設計。焊接球網架分塊的滑移可以藉助於爬行器，如圖8所示，爬行器的一端連接在滑 動箱梁51上，另一端通過一個夾軌器81固定在滑移軌道53上，爬行器的中間部分設置有 油缸82，通過油缸82的伸縮可以推動軌道平衡梁發生位移，從而實現焊接球網架分塊的滑 移。為保證施工安全，在滑移過程中要始終保證各個滑移軌道上牽引焊接球網架分塊 的爬行器動作的一致性，本發明主要可以從兩方面來實現
1、對各個焊接球網架分塊的行程進行實時測量，以使各焊接球網架分塊之間的行程誤 差不超過一個閥值，這個閥值優選的為10mm。在各個滑移軌道的爬行器上均設置行程傳 感器，在同步滑移過程中，設定某一爬行器為主令點，其餘爬行器為跟隨點。保持主令點的 速度恆定，其餘跟隨點通過主控計算機分別根據與主令點的滑移位移來控制滑移速度的快 慢，使其與主令點的速度保持一致。現場網絡控制系統將各傳感器的位移信號採集進主控 計算機，主控計算機通過比較主令點同每個跟隨點的位移得出跟隨點同主令點的距離差。 如果某跟隨點與主令點的距離差為正，表示跟隨點的位移比主令點大，說明該跟隨點的速 度過快，主控計算機在隨後的調節中，就降低其速度。反之，如果某跟隨點比主令點慢了，主 控計算機則控制其加快速度，以跟隨上主令點，保持位移跟隨一致。2、實時對各個焊接球網架分塊所產生的荷載進行測量，以確保各個焊接球網架分 塊的滑移穩定同步。在各個滑移軌道的爬行器上均設置壓力傳感器，通過比對各個爬行器 所受的實際負載與理論負載值的差別，來控制爬行器對各個焊接球網架分塊所施加的推進 力，並以控制各滑移點的負載分配同步為目標，使各滑移點的實際負載與理論負載基本一 致，從而使各焊接球網架分塊的滑移速度一致。特別的，為確保滑移的正常進行，在正式滑移之前還可以先進行預滑移。這裡所說 的預滑移是指逐漸對爬行器進行加載，當焊接球網架分塊剛開始有位移後立即暫停，並全 面檢查各設備運行情況，如爬行器夾緊裝置、滑移軌道及桁架受力等的變化情況，在一切正 常的情況下可正式開始滑移。焊接球網架分塊滑移到位後，要調整其高度，並使其就位在支撐結構上(步驟 S105)。支撐結構可以是彩帶結構(彩帶狀彎曲的鋼梁結構)、臨時支撐柱等。調整高度時， 通過使頂升結構43逐漸下降，並使焊接球網架分塊坐落、定位於其下部的支撐結構上。當所有的焊接球網架分塊均安裝到位後，要對不同的焊接球網架分塊進行嵌補 (步驟S106)。即使用連接杆對不同的焊接球網架分塊進行焊接，由於焊接球網架面積大，在 操作過程中難免會產生較大的應力。為減小應力，以避免應力變形，本發明優選的採用對稱
6同步焊接嵌補的方式，這樣對稱位置所產生的應力正好相互抵消，進一步保證了施工的質量。最後，要卸載焊接球網架的臨時支撐結構。在焊接球網架施工的過程中，往往需要 藉助於臨時支撐柱來支撐焊接球網架分塊，而一旦焊接球網架安裝完畢後，這些臨時支撐 柱就要拆除。但是，在臨時支撐柱卸載的過程中，網架結構必然會出現一定程度的下沉，若 下沉幅度過大，有可能造成網架結構破損甚至斷裂，因此可以對臨時支撐柱採用分階段切 除一定高度的方式，從而可以有效緩解卸載過程中的衝擊。其中，較佳方式是分四個階段進 行切割
第一階段下降值為H/10 ；
第二階段下降值為2H/10 ；
第三階段下降值為3H/10 ；
第四階段下降值為4H/10;
其中，H為臨時支撐柱卸載完成後，所述雙曲面焊接球網架的最大下沉值。本發明的施工方法將超大焊接球網架結構分成多個焊接球網架分塊，進行分塊滑移安裝，施工方便，安全性高，解決了超大焊接球網架結構施工難的問題。以上公開的僅為本發明的幾個具體實施例，但本發明並非局限於此，任何本領域的技術人員能思之的變化，只要不超出所附權利要求書所述範圍，都應落在本發明的保護 範圍內。
權利要求
1.一種超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法，其特徵在於，包括以下步驟 鋪設滑移軌道；在滑移軌道上搭建滑移胎架；將焊接球網架分塊吊到滑移胎架上；將焊接球網架分塊整體滑移到安裝位置；調整焊接球網架分塊的高度，並使其就位在支撐結構上；對不同焊接球網架分塊進行嵌補，以形成超大面積的焊接球網架。
2.如權利要求1所述的超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法，其特徵在於，在鋪 設滑移軌道之前包括步驟對焊接球網架進行劃分，並確定滑移區域。
3.如權利要求1所述的超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法，其特徵在於，將焊 接球網架分塊吊到滑移胎架上具體包括以下步驟在地面上拼裝焊接球網架分塊，且每個焊接球網架分塊由至少兩個小立分段拼裝而成；將焊接球網架分塊吊到滑移胎架上。
4.如權利要求1所述的超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法，其特徵在於，所述 滑移胎架為格構柱形式。
5.如權利要求1所述的超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法，其特徵在於，搭建 滑移胎架時具體包括以下步驟在滑移軌道上設置軌道平衡梁； 將滑移胎架搭建在軌道平衡梁上； 在滑移胎架上設置頂升結構。
6.如權利要求1所述的超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法，其特徵在於，在焊 接球網架分塊進行整體滑移時，還包括以下步驟對各個焊接球網架分塊的行程進行實時 測量，以使各焊接球網架分塊之間的行程誤差不超過一閥值。
7.如權利要求6所述的超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法，其特徵在於，所述 閥值為10mm。
8.如權利要求1所述的超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法，其特徵在於， 在焊接球網架分塊進行整體滑移之前，還包括以下步驟對各個焊接球網架分塊所產生的荷載進行預測量；在焊接球網架分塊進行整體滑移時，還包括以下步驟實時對各個焊接球網架分塊所 產生的荷載進行測量。
9.如權利要求1所述的超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法，其特徵在於，在焊 接球網架分塊進行整體滑移之前，還包括以下步驟進行預滑移。
10.如權利要求1所述的超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法，其特徵在於，對不 同焊接球網架分塊進行嵌補為對焊接球網架分塊進行對稱同步焊接嵌補。
全文摘要
本發明提出一種超大面積雙曲面焊接球網架滑移施工方法，包括以下步驟(1)鋪設滑移軌道。(2)在滑移軌道上搭建滑移胎架。(3)將焊接球網架分塊吊到滑移胎架上。(4)將焊接球網架分塊整體滑移到安裝位置。(5)調整焊接球網架分塊的高度，並使其就位在支撐結構上。(6)對不同焊接球網架分塊進行嵌補，以形成超大面積的焊接球網架。本發明具有解決了超大焊接球網架結構施工難的問題，且具有施工方便，安全性高的優點。
文檔編號E04G21/14GK102146732SQ20111005627
公開日2011年8月10日 申請日期2011年3月9日 優先權日2011年3月9日
發明者吳柳寧, 唐際宇, 廖功華, 張勳勝, 戈祥林, 石金榮, 範波, 郭鵬 申請人:中國建築第八工程局有限公司