大跨度空间螺栓球钢网壳穹顶无支撑安装工法

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1、大跨度空间螺栓球钢网壳穹顶无支撑安装工法专利申请号：201010502563.2公开号：CN101988308A公开日：2011年3月23日专利权人：中国华西企业有限公司；四川华西集团有限公司1 背景技术在人类社会的发展历程中，大跨度空间结构常常是建筑人员追求的梦想和目标。古代的人类通过详细观察，发现自然界中存在着大量受力特性良好、形式简洁美观的天然空间结构，如蛋壳、蜂窝、鸟类的头颅、肥皂泡、山洞等。利用仿生原理人类得以更好地理解和发展空间结构，网壳结构技术的发明使穹顶网壳结构的力学合理性与生产经济性完美结合起来，使大跨度空间网壳结构的广泛应用成为现实。近半个世纪以来，网壳结构作为大跨度空间结

2、构的优秀代表，得到了广泛应用和快速发展。以螺栓球节点联结的球形钢网壳具有造型新颖美观、富于变化、雄伟、高大、杆件规律性强、网格划一、整体性好、空间刚度大、抗震性能好、曲面外形形成天然排水功能等优点，因而广泛应用于体育馆、展览厅、大型储罐等屋盖承重结构。我国从20世纪80年代开始研制开发和推广应用钢网壳技术，并取得了显著的经济效益和社会效益。2 发明内容本发明目的在于提供一种施工操作安全方便，且可缩短工期，降低施工费用的大跨度空间螺栓球钢网壳穹顶无支撑安装工法。为了达到上述目的，本发明所采取的技术方案是，一种大跨度空间螺栓球钢网壳穹顶无支撑安装工法，其包括下述步骤：l)埋件安装、复测标高 网架支

3、座埋件采用预埋进钢筋混凝土支座柱中，埋件铁板与锚筋在加工厂焊接连接，检查就位正确和校正垂直度，调整好埋件平整度后安装下槽；网架安装前严格验收和复测土建工程支座标高和平面位置，采用全站仪测量提高放样精度。2)网架杆件分类、装配节点 ①杆件堆放场地平整、垫高，节点严禁进入泥砂，避免杆件发生挠度变形；②进场材料严格对照施工图，按杆件和螺母编号进行分类拼装；③校对杆件两端高强螺栓与封板锥头是否有误，严禁混装、漏装或装错方向，发现有误立即纠正；④节点装配前严格控制其空间角度及位置关系，严格控制部件对接错边量。3)网架单体划分及吊装顺序 ①为保证网架单体安装的整体稳定性，网架以两跨三个支点作为一个单体，按

4、安装图编号，在地面进行预拼装；②为了减少安装误差，采取对称安装方式，以环形直径的任意两端点作为安装起始点，采用两台吊机依次起吊安装，形成闭合圈。4)网架单体地面拼装 ①下弦杆与球的组装 垫实下弦球平面，把下弦杆与螺栓球节点连接并一次拧紧到位；②腹杆与上弦球的组装 腹杆与上弦球应形成一个向下的四角锥，腹杆与上弦球的连接必须一次拧紧到位，为安装上弦杆起松口服务，腹杆与下弦球的连接不能一次拧紧到位；③上弦杆与球的组装 上弦杆安装顺序由内向外传，上弦杆与球拧紧应与腹杆和下弦球拧紧一次到位。要特别注意下弦球的垫实、轴线的准确、高强螺栓的拧紧程度、挠度及几何尺寸的控制。5)吊点、吊带、钢丝绳选择、试吊 ①

5、确定吊装图 根据地面拼装的每个网架单体构件尺寸和重量，经过设计计算确定选择满足吊装要求型号的汽车吊配合吊装；②吊点、吊带及钢丝绳的选择 待第一榀单体网架地面组装好后，经过计算确定单体重心和平衡吊点，用吊车在地面进行试吊。吊带选用由丙纶、杜邦丝、进口尼龙材质制作的扁平吊装带，两头扣柔性环形吊装带。吊钩选用YTQ082型双轮滑车安全吊钩。钢丝绳选用8×K25WS-IWRC优质工程起重钢丝绳；③试吊采用双钩四点挂法吊装验证最佳试吊点，保持起吊平稳，避免网架挠度变形，使下面的吊装顺利完成。6)首榀网架单体吊装 ①确定平衡吊点后，在圈梁内侧摆好吊车的位置，进行首榀单体网架吊装；②每榀单体网架跨支座两跨，

6、利用每两跨单锥体网架的重心力矩相互平衡，在两跨间距内首先形成首榀小范围内空间自平衡结构体系；③在空中确定好支座位置后，将过渡钢板与埋件钢板焊接牢固，支座钢板与过渡钢板临时焊接固定，螺栓球支座与支座钢板通过大六角头高强螺栓连接成铰支结构；④采用钢丝绳在网架两侧对称设置缆风绳固定单体网架，防止网架挠度变形出现偏移，保持网架单体几何尺寸不变，以首榀为起点，重复上述过程。7)第一圈单体网架拼装 安装人员以已安装在网架单体上的钢挂梯为支撑作业面，以首榀为起点，重复以上方法，沿圈梁进行单体网架多跨连续逐块空中对接拼装，直至整体网架最下层单体网架的首尾连接，利用每榀单体网架自平衡结构体系，形成首圈整体结构自

7、平衡体系。8)地面拼三角架小单元 第一圈单体网架安装完成后，在地面拼装三角架小单元，小单元起吊前需除锈，然后安装支托，紧固螺钉，刷干净杆件螺栓丝口处可能滞留的污垢、积质、泥砂等。9)高空“散拼法”安装小单元 ①将钢挂梯挂在穹顶网架外沿水平下弦杆上，安装人员通过钢挂梯上到自平衡结构体系的顶部作业面进行安装，随安装高度增加不断接长钢挂梯；②根据网架的安装顺序，将网架分成许多小单元，两个单元为一个网格，