大跨度張弦梁安裝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了大跨度張弦梁安裝方法，包括屋面鋼構(gòu)主體，所述屋面鋼構(gòu)主體為張弦梁結(jié)構(gòu)，包括鋼梁、拉索，該工法包括以下步驟：張弦梁預(yù)拼裝、張弦梁吊裝、張弦梁焊接、張拉前準(zhǔn)備、張拉索力控制、預(yù)應(yīng)力張拉、張拉過程、結(jié)構(gòu)變形控制。本發(fā)明張弦梁結(jié)構(gòu)形式穩(wěn)定，施工較為簡單，運用計算機軟件進(jìn)行模擬分析，來確定合理的施工順序，控制張拉過程中索力的衰減程度。
【專利說明】
大跨度張弦梁安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及固定建筑物領(lǐng)域，具體涉及大跨度張弦梁安裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]預(yù)應(yīng)力張弦梁結(jié)構(gòu)是一種上弦為剛性構(gòu)件，下弦為柔性拉索，中間連以撐桿形成的組合結(jié)構(gòu)體系。其結(jié)構(gòu)組成是一種新型自平衡體系，是一種大跨度預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu)體系。張弦梁結(jié)構(gòu)體系簡單、受力明確、結(jié)構(gòu)形式多樣、充分發(fā)揮了剛?cè)醿煞N材料的優(yōu)勢，并且制造、運輸、施工簡捷方便，因此具有良好的應(yīng)用前景。
[0003]預(yù)應(yīng)力張弦梁結(jié)構(gòu)形式穩(wěn)定，施工較為簡單，相比非預(yù)應(yīng)力大跨度結(jié)構(gòu)自重較輕，更加節(jié)約原材料、減少工程造價。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種適用于大型場館內(nèi)部、場地受限制的大跨度張弦梁安裝方法。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:大跨度張弦梁安裝方法，包括屋面鋼構(gòu)主體，所述屋面鋼構(gòu)主體為張弦梁結(jié)構(gòu)，包括鋼梁、拉索，該工法包括以下步驟:
步驟一，張弦梁預(yù)拼裝
張弦梁預(yù)拼裝包括工廠預(yù)拼裝和施工現(xiàn)場預(yù)拼裝，所述工廠預(yù)拼裝包括結(jié)構(gòu)找形、控制零部件加工和組裝精度，所述施工現(xiàn)場預(yù)拼裝包括工廠內(nèi)地膜I: I放樣預(yù)拼裝、施工現(xiàn)場胎架預(yù)拼裝；
步驟二，張弦梁吊裝
將鋼梁水平吊至安裝部位，兩端通過控制纜繩旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)安裝軸線，，鋼梁吊到位時，所述鋼梁兩端臨時安裝螺栓并擰緊，再緩慢脫鉤；
步驟三，張弦梁焊接
張弦梁焊接部位為箱型梁，在所述箱型梁外面同時用立向上焊接位置對稱焊接箱型梁兩腹板，然后在兩側(cè)同時對焊接箱型梁下翼緣的拼接焊縫，再逐條焊接箱型梁上翼緣的兩條拼接焊縫，最后同時焊接預(yù)留未焊的腹板與翼緣板之間的縱向俯角焊縫和仰角焊縫；步驟四，張拉前準(zhǔn)備包括拉索安裝前的準(zhǔn)備、拉索安裝；
步驟五，張拉索力控制
運用計算機軟件進(jìn)行模擬分析，確定“恒載初始態(tài)”數(shù)據(jù)、“恒載初始態(tài)”索力分析數(shù)據(jù)、“張拉成型態(tài)”索力分析數(shù)據(jù)，并以上述三種數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場施工張拉索力監(jiān)測；
步驟六，預(yù)應(yīng)力張拉進(jìn)行拉索的張拉；
步驟七，張拉過程在每一根拉索張拉結(jié)束索力達(dá)到控制索力時都進(jìn)行頻率儀復(fù)核，并進(jìn)行跟蹤記錄； 步驟八、結(jié)構(gòu)變形控制
控制鋼梁豎向位移量和華東支座的水平位移量，每根拉索張拉到位后利用全站儀進(jìn)行位移量檢測，待全部拉索張拉結(jié)束24小時候進(jìn)行張拉成型態(tài)位移復(fù)測。
[0006]上述技術(shù)方案中，在施工現(xiàn)場設(shè)置臨時支撐，臨時支撐的點位布置的合理性結(jié)合鋼梁分段點的位置充分考慮拉索安裝的便利和大型吊車的回轉(zhuǎn)半徑，拉索安裝需要從兩組架體中間穿過。臨時支撐采用成品貝雷架，減少了現(xiàn)場臨時支撐的材料用量。運用軟件對臨時支撐進(jìn)行承載力模擬計算，分析臨時支撐結(jié)構(gòu)的變形、承載力情況。
[0007]優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟二中所述鋼梁在吊裝過程中吊索角度大于等于45°。
[0008]優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟四中的拉索安裝前的準(zhǔn)備包括拉索目測檢查、與拉索連接的節(jié)點檢查、對索頭調(diào)節(jié)裝置等部位涂適量黃油潤滑。
[0009]優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟四中的拉索安裝包括在拉索表面標(biāo)記索夾位置、拉索運輸至工地現(xiàn)場、開盤放索、安裝撐桿和索夾、測定撐桿下節(jié)點安裝偏差、按照拉索表面的標(biāo)記安裝拉索、預(yù)緊。
[0010]優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟五中的張拉過程將索力分為四級，由25%、50%、75%、100%逐步張拉。
[0011]由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點:
1.本發(fā)明的拉索端部設(shè)置有叉耳式熱鑄錨雙千斤頂來度張弦梁進(jìn)行張拉，保證張拉過程中，良好的張弦梁整體的傳力效果；
2.本發(fā)明采用MidasGen軟件對張弦梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工全過程數(shù)值模擬仿真計算，分析了結(jié)構(gòu)內(nèi)里和位移的變化，來確定合理的施工順序，控制張拉過程中索力的衰減程度；
3.本發(fā)明通過臨時支撐分段吊裝鋼梁，來消除場地內(nèi)部吊裝空間不足的情況。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
實施例一:
大跨度張弦梁安裝方法，包括屋面鋼構(gòu)主體，所述屋面鋼構(gòu)主體為張弦梁結(jié)構(gòu)，包括鋼梁、拉索，該工法包括以下步驟:
步驟一，張弦梁預(yù)拼裝
在施工現(xiàn)場設(shè)置臨時支撐，臨時支撐的點位布置的合理性結(jié)合鋼梁分段點的位置充分考慮拉索安裝的便利和大型吊車的回轉(zhuǎn)半徑，拉索安裝需要從兩組架體中間穿過。臨時支撐采用成品貝雷架，減少了現(xiàn)場臨時支撐的材料用量。運用軟件對臨時支撐進(jìn)行承載力模擬計算，分析臨時支撐結(jié)構(gòu)的變形、承載力情況。
[0013]張弦梁預(yù)拼裝包括工廠預(yù)拼裝和施工現(xiàn)場預(yù)拼裝，所述工廠預(yù)拼裝包括結(jié)構(gòu)找形、控制零部件加工和組裝精度，所述施工現(xiàn)場預(yù)拼裝包括工廠內(nèi)地膜1:1放樣預(yù)拼裝、施工現(xiàn)場胎架預(yù)拼裝。
[0014]“結(jié)構(gòu)找形”，由于該結(jié)構(gòu)是拱形結(jié)構(gòu)，所以在開始深化加工圖前需要確定“加工零狀態(tài)”。根據(jù)設(shè)計要求，圖紙給定的張弦梁位形是屋面恒載和全部預(yù)應(yīng)力施加后正常使用的幾何形態(tài)，即在拉索等效預(yù)張力和結(jié)構(gòu)恒載共同作用下，結(jié)構(gòu)的跨中豎向位移、單向滑動端支座沿滑動方向的位移接近零，所以圖紙給定的狀態(tài)即為“加工零狀態(tài)”。
[0015]施工現(xiàn)場制作胎架，利用全站儀打點，控制支撐點的相對標(biāo)高，確保拼裝精度，拼裝完成后復(fù)測跨度、起拱矢高。
[0016]步驟二，張弦梁吊裝
吊裝前應(yīng)對張弦梁進(jìn)行吊裝分析，確保張弦梁吊裝時的穩(wěn)定。
[0017]所有鋼梁吊裝前應(yīng)該檢查型號和選擇吊點，以起吊后不變形為準(zhǔn)，并平衡和便于解繩，吊索角度不得小于45°，吊點處采用抹布或橡膠皮進(jìn)行保護(hù)，將鋼梁水平吊至安裝部位，兩端通過控制纜繩旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)安裝軸線，鋼梁吊到位時，注意鋼梁的方向和連接板靠向，為防止鋼梁因自重下垂而發(fā)生錯孔現(xiàn)象，鋼梁兩端臨時安裝螺栓并擰緊，再緩慢脫鉤。
[0018]步驟三，張弦梁焊接
箱型梁對接焊接，首先由兩名焊工在箱型梁外面同時用立向上焊接位置對稱焊接箱型梁兩腹板，然后由兩名焊工在兩側(cè)同時焊接箱型梁下翼緣的拼接焊縫，再由一名焊工逐條焊接上翼緣的兩條拼接焊縫，最后由兩名焊工同時焊接預(yù)留未焊的腹板與翼緣板之間的縱向俯角焊縫和仰角焊縫。
[0019]當(dāng)板厚小于30mm時，一次焊接完成。
[0020]步驟四，張拉前準(zhǔn)備
拉索安裝前的準(zhǔn)備工作:拉索目測檢查，拉索表面PE和索頭防腐層是否有破損;與拉索連接的節(jié)點檢查，節(jié)點的安裝到位，與拉索連接的構(gòu)件應(yīng)穩(wěn)定可靠;對索頭調(diào)節(jié)裝置等部位涂適量黃油潤滑，以便于擰動調(diào)節(jié)裝置;為方便工人施工操作，事先搭設(shè)好安全可靠的操作平臺、掛籃等;人員正式上崗前進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)與交底，并進(jìn)行安全和質(zhì)量教育;在正式使用前對施工設(shè)備進(jìn)行檢驗、校核并調(diào)試。
[0021 ]拉索安裝:先測量索端實際距離，以考慮結(jié)構(gòu)安裝偏差，調(diào)整索長。
[0022]拉索安裝順序:工廠里拉索在初始預(yù)張力條件下，按照有應(yīng)力長度進(jìn)行生產(chǎn)，并在拉索表面標(biāo)記索夾位置、拉索運輸至現(xiàn)場、開盤放索、安裝撐桿和索夾、測定撐桿下節(jié)點安裝偏差、按照索體表面的標(biāo)記，并考慮撐桿下節(jié)點安裝偏差，調(diào)整拉索各索段長度后，安裝拉索、預(yù)緊。
[0023]在放索過程中，因索盤繞產(chǎn)生的彈性和牽引產(chǎn)生的偏心力，索開盤時產(chǎn)生加速，導(dǎo)致彈開散盤，易危及工人安全，因此開盤時注意防止崩盤。
[0024]步驟五，張拉索力控制
運用計算機軟件進(jìn)行模擬分析，確定“恒載初始態(tài)”數(shù)據(jù)、“恒載初始態(tài)”索力分析數(shù)據(jù)、“張拉成型態(tài)”索力分析數(shù)據(jù)，并以上述三種數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場施工張拉索力監(jiān)測。
[0025]確定“恒載初始態(tài)”，根據(jù)設(shè)計要求，圖紙給定的張弦梁位形是屋面恒載和全部預(yù)應(yīng)力施加后正常使用的幾何形態(tài)，即在拉索等效預(yù)張力和結(jié)構(gòu)恒載共同作用下，結(jié)構(gòu)的跨中豎向位移、單向滑動端支座沿滑動方向的位移接近零，所以設(shè)計圖紙給出的狀態(tài)即為“恒載初始態(tài)”。根據(jù)施工方案，在每一根索張拉完畢后，都會對相鄰拉索進(jìn)行索力復(fù)核，最后在所有拉索按照張拉順序張拉完畢24小時后，再次對所有拉索索力進(jìn)行復(fù)核，將最終復(fù)核索力和“張拉成型態(tài)”索力理論值進(jìn)行比較，確定是否滿足設(shè)定目標(biāo)要求。
[0026]“恒載初始態(tài)”下索力分析，運用Midas軟件，以拉索等效預(yù)張力和結(jié)構(gòu)恒載共同作用下結(jié)構(gòu)跨中豎向位移為零的原則進(jìn)行恒載初始態(tài)下的找力分析。
[0027]“張拉成型態(tài)”索力分析:運用Midas軟件對鋼屋蓋進(jìn)行整體計算，結(jié)合位移控制目標(biāo)，根據(jù)施工方案預(yù)定的張拉前的施工工況對結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，得到結(jié)構(gòu)施工張拉成型狀態(tài)，即整體結(jié)構(gòu)安裝且張拉完成，拆除支撐胎架后的狀態(tài)。
[0028]步驟六，預(yù)應(yīng)力張拉
待屋面鋼構(gòu)主體安裝完成，張弦梁上弦、縱向次梁、拉索安裝完成，屋面交叉撐桿、縱向穩(wěn)定索、檁條及屋面其它構(gòu)件安裝之前，進(jìn)行張弦梁拉索的張拉。張拉工裝采用叉耳式熱鑄錨雙千斤頂。
[0029]步驟七，張拉過程
在每一根拉索張拉結(jié)束索力達(dá)到控制索力時都進(jìn)行頻率儀復(fù)核，并進(jìn)行跟蹤記錄。
[0030]索力監(jiān)測采用以油壓表讀數(shù)為主無線頻率儀復(fù)核為手段，整個張拉過程將索力分為以下4級:25%、50%、75%、100%逐步張拉，確保張拉過程的平穩(wěn)性。
[0031]由于索張拉過程中對相鄰索力的影響，在每一根索張拉完畢后，都會對相鄰拉索進(jìn)行索力復(fù)核，最后在所有拉索按照張拉順序張拉完畢24小時后，再次對所有拉索索力進(jìn)行復(fù)核，將最終復(fù)核索力和“張拉成型態(tài)”索力理論值進(jìn)行比較，確定是否滿足設(shè)定目標(biāo)要求。
[0032]步驟八、結(jié)構(gòu)變形控制
控制鋼梁豎向位移量和華東支座的水平位移量，每根拉索張拉到位后利用全站儀進(jìn)行位移量檢測，待全部拉索張拉結(jié)束24小時候進(jìn)行張拉成型態(tài)位移復(fù)測。
【主權(quán)項】
1.大跨度張弦梁安裝方法，包括屋面鋼構(gòu)主體，所述屋面鋼構(gòu)主體為張弦梁結(jié)構(gòu)，包括鋼梁、拉索，其特征在于，該工法包括以下步驟: 步驟一，張弦梁預(yù)拼裝 張弦梁預(yù)拼裝包括工廠預(yù)拼裝和施工現(xiàn)場預(yù)拼裝，所述工廠預(yù)拼裝包括結(jié)構(gòu)找形、控制零部件加工和組裝精度，所述施工現(xiàn)場預(yù)拼裝包括工廠內(nèi)地膜I: I放樣預(yù)拼裝、施工現(xiàn)場胎架預(yù)拼裝； 步驟二，張弦梁吊裝 將所述鋼梁水平吊至安裝部位，兩端通過控制纜繩旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)安裝軸線，所述鋼梁吊到位時，在所述鋼梁兩端臨時安裝螺栓并擰緊，再緩慢脫鉤； 步驟三，張弦梁焊接 張弦梁焊接部位為箱型梁，在所述箱型梁外面同時用立向上焊接位置對稱焊接箱型梁兩腹板，然后在兩側(cè)同時對焊接箱型梁下翼緣的拼接焊縫，再逐條焊接箱型梁上翼緣的兩條拼接焊縫，最后同時焊接預(yù)留未焊的腹板與翼緣板之間的縱向俯角焊縫和仰角焊縫；步驟四，張拉前準(zhǔn)備 包括所述拉索安裝前的準(zhǔn)備、所述拉索的安裝； 步驟五，張拉索力控制 運用計算機軟件進(jìn)行模擬分析，確定“恒載初始態(tài)”數(shù)據(jù)、“恒載初始態(tài)”索力分析數(shù)據(jù)、“張拉成型態(tài)”索力分析數(shù)據(jù)，并以上述三種數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場施工張拉索力監(jiān)測； 步驟六，預(yù)應(yīng)力張拉 進(jìn)行所述拉索的張拉； 步驟七，張拉過程 在每一根所述拉索張拉結(jié)束索力達(dá)到控制索力時都進(jìn)行頻率儀復(fù)核，并進(jìn)行跟蹤記錄； 步驟八、結(jié)構(gòu)變形控制 控制所述鋼梁豎向位移量和華東支座的水平位移量，每根所述拉索張拉到位后利用全站儀進(jìn)行位移量檢測，待全部所述拉索張拉結(jié)束24小時候進(jìn)行張拉成型態(tài)位移復(fù)測。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大跨度張弦梁安裝方法，其特征在于:步驟二中所述鋼梁在吊裝過程中吊索角度大于等于45°。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大跨度張弦梁安裝方法，其特征在于:步驟四中的所述拉索安裝前的準(zhǔn)備包括拉索目測檢查、與所述拉索連接的節(jié)點檢查、對索頭調(diào)節(jié)裝置等部位涂適量黃油潤滑。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大跨度張弦梁安裝方法，其特征在于:步驟四中的所述拉索安裝包括在所述拉索表面標(biāo)記索夾位置、拉索運輸至工地現(xiàn)場、開盤放索、安裝撐桿和索夾、測定撐桿下節(jié)點安裝偏差、按照拉索表面的標(biāo)記安裝拉索、預(yù)緊。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大跨度張弦梁安裝方法，其特征在于:步驟五中的張拉過程將索力分為四級，由25%、50%、75%、100%逐步張拉。
【文檔編號】E04G21/14GK105888069SQ201610228294
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月13日
【發(fā)明人】宋敏, 張亞飛
【申請人】中億豐建設(shè)集團(tuán)股份有限公司