專利名稱：一種巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的一種安裝方法，屬于施工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，在大型公共建筑結(jié)構(gòu)中采用更 加新穎的結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)是大勢所趨，具有各種新奇造型的城市雕塑建筑也應(yīng)運(yùn)而生。目前在城市雕塑建筑結(jié)構(gòu)中，有一種巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)雕塑，其設(shè)計(jì)直徑已經(jīng)超過 100米，目前正在規(guī)劃的沈陽生命之環(huán)的直徑已經(jīng)達(dá)到180m?？紤]到這類結(jié)構(gòu)主要以抵抗 風(fēng)荷載與水平地震作用為主，其巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)多采用立體鋼管截面。對(duì)于如此巨大的鋼結(jié)構(gòu)環(huán)，如何進(jìn)行結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場吊裝是施工中的難點(diǎn)。與一般的 建筑結(jié)構(gòu)不同，這類結(jié)構(gòu)具有高度高、高寬比極小的特點(diǎn)，如果采用傳統(tǒng)的胎架支承法，施 工現(xiàn)場需要搭設(shè)大體量的胎架以及采用大噸位的起重設(shè)備，其胎架的穩(wěn)定性也會(huì)成為一個(gè) 難以解決的突出問題，需要額外增加胎架的用材量或者施加纜風(fēng)系統(tǒng)，成本是不可估量的。 如果采用分段整體提升，其提升胎架的設(shè)計(jì)與實(shí)施與采用傳統(tǒng)的胎架支承法遇到的問題一 樣，施工成本也是巨大的。為了實(shí)現(xiàn)可行性、經(jīng)濟(jì)性和安全性的統(tǒng)一，需要設(shè)計(jì)一種巧妙合理的施工方案。為 此，本發(fā)明提出了一種針對(duì)巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的整體旋轉(zhuǎn)起扳施工及控制方法。這種施工與 控制方法構(gòu)思巧妙，不僅其安裝過程中的安全可控程度高，而且能夠節(jié)約施工成本、縮短施 工周期。本發(fā)明實(shí)施的思路是首先在胎架上拼裝巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)，使其處于躺倒的狀態(tài)， 在結(jié)構(gòu)底部安裝兩個(gè)腳，與地面處理為鉸接；然后對(duì)巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)，以增強(qiáng)其在 起扳過程中的剛度，減少其變形；之后沿著兩個(gè)腳的連線將整個(gè)環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)起扳，直至 達(dá)到設(shè)計(jì)給定位形；最后將巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的底部桿件補(bǔ)全，并澆注底部混凝土基礎(chǔ)，將巨 型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)固定，待拆除所有施工輔助措施后，便完成該結(jié)構(gòu)的安裝。對(duì)巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)起扳借助A字形支承架；將斜拉起吊索連接于巨型環(huán)狀 鋼結(jié)構(gòu)上，背索錨固于場地上，A字形支承架連接共同形成一個(gè)自適應(yīng)平衡體系。在A字形 架頂部，安裝穿心式液壓千斤頂，通過千斤頂張拉斜拉起吊索，從而實(shí)現(xiàn)巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的 旋轉(zhuǎn)起扳。對(duì)巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)采用什么樣的加強(qiáng)方案，也是本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)亮點(diǎn)。借鑒我 們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫淖孕熊囕喿樱诩訌?qiáng)環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)時(shí)采用了柔性拉索而不是采用剛性構(gòu) 件；在環(huán)狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)設(shè)置通過圓心的拉索并對(duì)拉索施加足夠的預(yù)應(yīng)力，然后在圓心位置 通過壓盤把所有拉索結(jié)成一個(gè)節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)的作用類似車軸；這樣便實(shí)現(xiàn)對(duì)巨型環(huán)狀鋼結(jié) 構(gòu)的預(yù)應(yīng)力加強(qiáng)。采用本發(fā)明提出的這種安裝方法，在旋轉(zhuǎn)起扳之前，巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)在地面便拼 裝形成了一個(gè)整體，結(jié)構(gòu)在安裝成型時(shí)的受力狀態(tài)與設(shè)計(jì)中所考慮的狀態(tài)比較一致；通過 加強(qiáng)措施增加結(jié)構(gòu)的剛度，將結(jié)構(gòu)整體旋轉(zhuǎn)起扳，大大降低施工成本，且借助先進(jìn)的計(jì)算機(jī)同步控制技術(shù)，自動(dòng)化程度高，是替代傳統(tǒng)施工方法的一種更為先進(jìn)的施工方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種適用于巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)施工的新方法。一種用于巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，是在一個(gè)由巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu) 與一系列施工輔助設(shè)備組成的施工環(huán)境中，按照下述步驟實(shí)現(xiàn)的步驟(1)組建該施工方法所需的施工環(huán)境所述施工環(huán)境由巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)與 一系列施工輔助設(shè)備組成，所述施工輔助設(shè)備包括拼裝胎架、加強(qiáng)索、鋼壓盤、A字形支承 架、起吊索、背索、穿心式張拉千斤頂、攬風(fēng)繩，均為通用設(shè)備；步驟(1)具體按步驟(1. 1) (1. 3)進(jìn)行步驟(1. 1)拼裝所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)，具體操作方法如下首先在施工場地上布 置拼裝胎架；然后以拼裝胎架為支撐點(diǎn)，拼裝所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)，此過程按照設(shè)計(jì)給定要 求進(jìn)行；在拼裝完成后，在所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的底部安裝兩個(gè)腳；所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu) 僅在兩個(gè)腳處與基礎(chǔ)連接，且兩個(gè)腳與基礎(chǔ)的連接均處理為鉸接；兩個(gè)腳與基礎(chǔ)連接的兩 個(gè)鉸接支座的連線為軸線(AB)；
步驟(1. 2)對(duì)所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)，具體按步驟(1. 2. 1) (1. 2. 2)進(jìn) 行步驟(1. 2. 1):在所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)，每隔45°角度布置兩道加強(qiáng)拉索，共 布置8道加強(qiáng)拉索，具體操作方法為在所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)，在與軸線(AB)垂直方 向布置兩根加強(qiáng)索5-1和5-2，按順時(shí)針方向，在與5-1和5-2呈45°夾角方向布置兩根加 強(qiáng)索5-3和5-4，在與5-1和5-2呈90°夾角方向布置兩根加強(qiáng)索5-5和5-6，在與5-1和
5-2呈135°夾角方向再布置兩根加強(qiáng)索5-7和5-8；每根加強(qiáng)拉索的兩端均連接于所述巨 型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)，8道加強(qiáng)拉索均相交于結(jié)構(gòu)中心點(diǎn)M ；在安裝每根加強(qiáng)索時(shí)，均通過 張拉方法使其產(chǎn)生預(yù)張力；步驟(1.2.2)在所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)中心點(diǎn)M處，使用鋼壓盤夾持加強(qiáng)索，即使 用9塊鋼板將8根加強(qiáng)拉索5-1 5-8夾持形成一個(gè)節(jié)點(diǎn)，具體操作方法為首先，自下往 上，將9塊鋼板編號(hào)為鋼板6-1、鋼板6-2、鋼板6-3、鋼板6-4、鋼板6-5、鋼板6_6、鋼板6_7、 鋼板6-8、鋼板6-9 ；然后，將加強(qiáng)索5-8夾于鋼板6-1與6_2之間，將加強(qiáng)索5_2夾于鋼板
6-2與6-3之間，將加強(qiáng)索5-4夾于鋼板6-3與6_4之間，將加強(qiáng)索5_6夾于鋼板6_4與6_5 之間，將加強(qiáng)索5-7夾于鋼板6-5與6-6之間，將加強(qiáng)索5-1夾于鋼板6_6與6_7之間，將 加強(qiáng)索5-3夾于鋼板6-7與6-8之間，將加強(qiáng)索5-5夾于鋼板6_8與6_9之間，這樣同一方 向的兩根拉索在結(jié)構(gòu)中心點(diǎn)M處上下錯(cuò)開；將9塊鋼板上下對(duì)齊，在每塊鋼板周邊上下對(duì)應(yīng) 的位置上開螺栓孔，高強(qiáng)螺栓穿過9塊鋼板，擰緊高強(qiáng)螺栓，將9塊鋼板與8根加強(qiáng)索連為 一體，形成一個(gè)節(jié)點(diǎn)；步驟(1.3)架設(shè)A字形支承架，安裝背索、起吊索、穿心式張拉千斤頂，具體按步 驟(1. 3. 1) (1. 3. 3)所述進(jìn)行步驟(1. 3. 1)在與軸線(AB)平行相距L距離處架設(shè)A字形支承架，A字形支承架 與巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)分別位于軸線(AB)的兩側(cè)，其中(1/5<1^<(1/2，(1為所述巨型環(huán)狀鋼結(jié) 構(gòu)的高度；A字形支承架由兩個(gè)格構(gòu)柱組成，兩個(gè)格構(gòu)柱在頂部連接，柱腳均與基礎(chǔ)處理為鉸接，兩柱腳與基礎(chǔ)連接的兩個(gè)鉸支座的連線為軸線(CD)；兩格構(gòu)柱的軸線形成夾角β， 其中20° < β <40° ；兩格構(gòu)柱的軸線形成一個(gè)平面，在安裝時(shí)調(diào)整該平面與豎直面形成 夾角Y，并使A字形支承架向軸線(AB) —側(cè)傾斜，其中Y取為5° ；步驟(1. 3. 2)在A字形支承架遠(yuǎn)離軸線(AB)的一側(cè)布設(shè)背索，背索的一端與A字 形支承架的頂部連接，另一端在工程場地地面上錨固；步驟(1.3.3)布置穿心式張拉千斤頂，并安裝起吊索，具體操作方法如下首先 在A字形支承架的頂部布設(shè)3個(gè)穿心式張拉千斤頂；然后安裝3根起吊索，分別為起吊索 8-1、起吊索8-2、起吊索8-3，這3根起吊索的一端分別穿過3個(gè)穿心式張拉千斤頂，起吊索 8-1和8-2的另一端連接在所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)上，起吊索8-3的另一端連接在鋼壓盤上焊 接的耳板上；起吊索8-1及8-2在所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)上的連接位置分別是加強(qiáng)索5-5的 兩端與所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的連接位置；
步驟(1.4):安裝攬風(fēng)繩在所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)上安裝兩根攬風(fēng)繩13-1和 13-2，攬風(fēng)繩13-1和13-2在所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)上的連接位置分別是加強(qiáng)索5_5的兩端 與所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的連接位置，兩根攬風(fēng)繩的另一端均錨固在地面上，錨固點(diǎn)位于軸 線(AB)遠(yuǎn)離A字形支承架一側(cè)的工程場地上；步驟(2)對(duì)巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)實(shí)施旋轉(zhuǎn)起扳在起吊過程，以所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu) 的兩個(gè)腳與基礎(chǔ)連接的兩個(gè)鉸支座的連線中點(diǎn)0與所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)中心點(diǎn)M這二者的 連線OM與水平面的夾角α為控制參數(shù)；在起吊初始狀態(tài)，α = α工；其中，α 由所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的拼裝位置確定，為 設(shè)計(jì)給定值；在起吊終止?fàn)顟B(tài)，α = Ci2 ；其中，α 2由所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的目標(biāo)位置確定，為 設(shè)計(jì)給定值；控制3個(gè)穿心式張拉千斤頂對(duì)起吊索8-1、8-2、8_3同步進(jìn)行張拉，使控制參數(shù)α 從α ！變?yōu)棣?2 ；步驟(3)按照設(shè)計(jì)給定要求補(bǔ)全所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)底部缺失的桿件，并補(bǔ)澆 底部混凝土基礎(chǔ)，將所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)固定在混凝土基礎(chǔ)之上；最后拆除所有的施工輔 助設(shè)備，完成所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的施工。與傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明提出的這種施工方法具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)由于在較低的胎架上整體拼裝，巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的焊接拼裝質(zhì)量有保證；而 且在旋轉(zhuǎn)到位后，結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)與設(shè)計(jì)時(shí)所考慮的也比較一致；(2)施工過程中，巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)受到加強(qiáng)索的加強(qiáng)，剛度有很大提高，安全性得 到保障；(3)施工過程中，A字形支承架、起吊索、背索以及巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)組成自適應(yīng)平 衡狀態(tài)，受力明晰，安全性高；(4)借助計(jì)算機(jī)同步控制技術(shù)，旋轉(zhuǎn)起扳過程自動(dòng)化程度高，節(jié)約成本；本發(fā)明是一種能夠替代傳統(tǒng)施工方法的適用于巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的一種更為優(yōu)越 的施工方法。


圖1為巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2為巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)起扳前的狀態(tài)示意圖；圖3為巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)起扳過程的狀態(tài)示意圖；圖4為巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)起扳完成狀態(tài)示意圖；圖5為巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)施工完成狀態(tài)示意具體實(shí)施例方式一種用于巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，是在一個(gè)由巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu) 與一系列施工輔助設(shè)備組成的施工環(huán)境中，按照特定步驟實(shí)現(xiàn)的。所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)如 圖1所示，由巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)1與混凝土基礎(chǔ)2兩部分組成，其中，所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)1 的高度d大于100m，且高寬比很小。圖1中，1——巨型環(huán)形鋼結(jié)構(gòu)，2——混凝土基礎(chǔ)。圖2中，1——巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)3——拼裝胎架4-1、4-2——巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)腳5(包括5-1、5-2、5-3、5-4、5-5、5-6、5-7、5-8)——加強(qiáng)索6——鋼壓盤6-1、6-2、6-3、6-4、6-5、6-6、6-7、6-8、6-9-鋼板7——A字形支承架8-1、8-2、8-3——起吊索9——背索10——穿心式張拉千斤頂11——高強(qiáng)螺栓12——鋼壓盤耳板13-1、13-2——攬風(fēng)繩如圖2所示，用于組建施工環(huán)境的施工輔助設(shè)備包括拼裝胎架3、加強(qiáng)索5、鋼壓 盤6、A字形支承架7、起吊索8、背索9、穿心式張拉千斤頂10，攬風(fēng)繩13，均為通用設(shè)備；其 中，加強(qiáng)索5包括8根加強(qiáng)索，分別為加強(qiáng)索5-1、加強(qiáng)索5-2、加強(qiáng)索5-3、加強(qiáng)索5_4、加 強(qiáng)索5-5、加強(qiáng)索5-6、加強(qiáng)索5-7、加強(qiáng)索5-8 ；鋼壓盤6由9塊上下對(duì)齊放置的鋼板6_1 6-9、周邊的高強(qiáng)螺栓11與鋼壓盤耳板12組成。圖3中，1——巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)4-1、4-2——巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)腳5——加強(qiáng)索6——鋼壓盤7——A字形支承架8-1、8-2、8-3——起吊索9——背索13-1、13-2-攬風(fēng)繩圖4中，1——巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)
4-1、4-2——巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)腳5——加強(qiáng)索6——鋼壓盤7——A字形支承架8-1、8-2、8-3——起吊索9——背索13-1、13-2-攬風(fēng)繩圖5中，1-巨型環(huán)形鋼結(jié)構(gòu)2-混凝土基礎(chǔ)下面結(jié)合附圖2 4，具體說明本發(fā)明的實(shí)施方式步驟(1)組建該施工方法所需的施工環(huán)境如圖2所示，所述施工環(huán)境由巨型環(huán) 狀鋼結(jié)構(gòu)1與一系列施工輔助設(shè)備組成，所述施工輔助設(shè)備包括拼裝胎架3、加強(qiáng)索5、鋼 壓盤6、A字形支承架7、起吊索8、背索9、穿心式張拉千斤頂10，均為通用設(shè)備；步驟(1)具 體按步驟(1. 1) (1. 3)進(jìn)行步驟(1. 1)如圖2所示，拼裝所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)1，具體操作方法如下如圖2 所示，首先在施工場地上布置拼裝胎架3 ；然后以拼裝胎架3為支撐點(diǎn)，拼裝所述巨型環(huán)狀 鋼結(jié)構(gòu)1，此過程按照設(shè)計(jì)給定要求進(jìn)行；在拼裝完成后，在所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)1的底部 安裝兩個(gè)腳4-1、4-2 ；所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)僅在兩個(gè)腳4-1、4-2處與基礎(chǔ)連接，且兩個(gè)腳
4-1,4-2與基礎(chǔ)的連接均處理為鉸接；兩個(gè)腳4-1、4-2與基礎(chǔ)連接的兩個(gè)鉸接支座的連線 為軸線(AB)；步驟(1.2)如圖2所示，對(duì)所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)1進(jìn)行加強(qiáng)，具體按步驟 (1. 2. 1) (1. 2. 2)進(jìn)行步驟(1. 2. 1)在所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)1內(nèi)側(cè)，每隔45°角度布置兩道加強(qiáng)拉索， 共布置8道加強(qiáng)拉索，具體操作方法為在所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)1內(nèi)側(cè)，在與軸線(AB)垂直 方向布置兩根加強(qiáng)索5-1和5-2，按順時(shí)針方向，在與5-1和5-2呈45°夾角方向布置兩根 加強(qiáng)索5-3和5-4，在與5-1和5-2呈90°夾角方向布置兩根加強(qiáng)索5-5和5-6，在與5-1 和5-2呈135°夾角方向再布置兩根加強(qiáng)索5-7和5-8 ；每根加強(qiáng)拉索的兩端均連接于所述 巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)，8道加強(qiáng)拉索均相交于結(jié)構(gòu)中心點(diǎn)M ；在安裝每根加強(qiáng)索時(shí)，均通 過張拉方法使其產(chǎn)生預(yù)張力；步驟(1.2.2)在所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)中心點(diǎn)M處，使用鋼壓盤6夾持加強(qiáng)索5，即 使用9塊鋼板6-1 6-9將8根加強(qiáng)拉索5-1 5_8夾持形成一個(gè)節(jié)點(diǎn)，具體操作方法為 首先，自下往上，將9塊鋼板編號(hào)為鋼板6-1、鋼板6-2、鋼板6-3、鋼板6-4、鋼板6_5、鋼板 6-6、鋼板6-7、鋼板6-8、鋼板6-9 ；然后，將加強(qiáng)索5_8夾于鋼板6_1與6_2之間，將加強(qiáng)索
5-2夾于鋼板6-2與6-3之間，將加強(qiáng)索5-4夾于鋼板6_3與6_4之間，將加強(qiáng)索5_6夾于鋼板6-4與6-5之間，將加強(qiáng)索5-7夾于鋼板6-5與6_6之間，將加強(qiáng)索5_1夾于鋼板6_6 與6-7之間，將加強(qiáng)索5-3夾于鋼板6-7與6-8之間，將加強(qiáng)索5_5夾于鋼板6_8與6_9之 間，這樣同一方向的兩根拉索在結(jié)構(gòu)中心點(diǎn)M處上下錯(cuò)開；將9塊鋼板上下對(duì)齊，在每塊鋼 板周邊上下對(duì)應(yīng)的位置上開螺栓孔，高強(qiáng)螺栓11穿過9塊鋼板，擰緊高強(qiáng)螺栓11，將9塊鋼 板與8根加強(qiáng)索連為一體，形成一個(gè)節(jié)點(diǎn)；
步驟(1.3)如圖2所示，架設(shè)A字形支承架7，安裝背索9、起吊索8、穿心式張拉 千斤頂10，具體按步驟(1. 3. 1) (1. 3. 3)所述進(jìn)行步驟(1. 3. 1)在與軸線(AB)平行相距L距離處架設(shè)A字形支承架7，A字形支承 架7與巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)1分別位于軸線(AB)的兩側(cè)，其中d/5≤L≤d/2，d為所述巨型環(huán) 狀鋼結(jié)構(gòu)1的高度；A字形支承架7由兩個(gè)格構(gòu)柱組成，兩個(gè)格構(gòu)柱在頂部連接，柱腳均與 基礎(chǔ)處理為鉸接，兩柱腳與基礎(chǔ)連接的兩個(gè)鉸支座的連線為軸線(CD)；兩格構(gòu)柱的軸線形 成夾角β，其中20° < β <40° ；兩格構(gòu)柱的軸線形成一個(gè)平面，在安裝時(shí)調(diào)整該平面與 豎直面形成夾角Y，并使A字形支承架7向軸線(AB) —側(cè)傾斜，其中Y取為5° ；步驟(1.3.2)在A字形支承架7遠(yuǎn)離軸線(AB)的一側(cè)布設(shè)背索9，背索9的一端 與A字形支承架7的頂部連接，另一端在工程場地地面上錨固；步驟(1. 3. 3)布置穿心式張拉千斤頂10，并安裝起吊索，具體操作方法如下首 先在A字形支承架7的頂部布設(shè)3個(gè)穿心式張拉千斤頂；然后安裝3根起吊索8-1、8-2、 8-3，這3根起吊索的一端分別穿過3個(gè)穿心式張拉千斤頂，起吊索8-1和8-2的另一端連 接在所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)上，起吊索8-3的另一端連接在鋼壓盤6的耳板12上；起吊索8-1 及8-2在所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)上的連接位置分別是加強(qiáng)索5-5的兩端與所述巨型環(huán)狀鋼結(jié) 構(gòu)的連接位置；步驟(1. 4)安裝攬風(fēng)繩13 在所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)上安裝兩根攬風(fēng)繩13-1和 13-2，攬風(fēng)繩13-1和13-2在所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)上的連接位置分別是加強(qiáng)索5_5的兩端 與所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的連接位置，攬風(fēng)繩13-1和13-2的另一端均錨固在地面上，錨固點(diǎn) 位于軸線(AB)遠(yuǎn)離A字形支承架7 —側(cè)的工程場地上；步驟(2)如圖3所示，對(duì)巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)1實(shí)施旋轉(zhuǎn)起扳在起吊過程，以所述巨 型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的兩個(gè)腳4-1和4-2與基礎(chǔ)連接的兩個(gè)鉸支座的連線中點(diǎn)0與所述巨型環(huán)狀 鋼結(jié)構(gòu)中心點(diǎn)M這二者的連線OM與水平面的夾角α為控制參數(shù)；在起吊初始狀態(tài)，α = α工；其中，α 由所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的拼裝位置確定，為 設(shè)計(jì)給定值；在起吊終止?fàn)顟B(tài)，α = Ci2 ；其中，α 2由所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的目標(biāo)位置確定，為 設(shè)計(jì)給定值；控制3個(gè)穿心式張拉千斤頂對(duì)起吊索8-1、8-2、8_3同步進(jìn)行張拉，使控制參數(shù)α 從α ！變?yōu)棣?2 ；步驟(3)如圖4所示，按照設(shè)計(jì)給定要求補(bǔ)全所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)1底部缺失的 桿件，并補(bǔ)澆底部混凝土基礎(chǔ)，將所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)固定在混凝土基礎(chǔ)之上；最后拆除所 有的施工輔助設(shè)備。
權(quán)利要求
一種用于巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，是在一個(gè)由巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)與一系列施工輔助設(shè)備組成的施工環(huán)境中，按照下述步驟實(shí)現(xiàn)的步驟(1)組建該施工方法所需的施工環(huán)境所述施工環(huán)境由巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)與一系列施工輔助設(shè)備組成，所述施工輔助設(shè)備包括拼裝胎架、加強(qiáng)索、鋼壓盤、A字形支承架、起吊索、背索、穿心式張拉千斤頂、攬風(fēng)繩，均為通用設(shè)備；步驟(1)具體按步驟(1.1)～(1.3)進(jìn)行步驟(1.1)拼裝所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)，具體操作方法如下首先在施工場地上布置拼裝胎架；然后以拼裝胎架為支撐點(diǎn)，拼裝所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)，此過程按照設(shè)計(jì)給定要求進(jìn)行；在拼裝完成后，在所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的底部安裝兩個(gè)腳；所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)僅在兩個(gè)腳處與基礎(chǔ)連接，且兩個(gè)腳與基礎(chǔ)的連接均處理為鉸接；兩個(gè)腳與基礎(chǔ)連接的兩個(gè)鉸接支座的連線為軸線(AB)；步驟(1.2)對(duì)所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)，具體按步驟(1.2.1)～(1.2.2)進(jìn)行步驟(1.2.1)在所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)，每隔45°角度布置兩道加強(qiáng)拉索，共布置8道加強(qiáng)拉索，具體操作方法為在所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)，在與軸線(AB)垂直方向布置兩根加強(qiáng)索5-1和5-2，按順時(shí)針方向，在與5-1和5-2呈45°夾角方向布置兩根加強(qiáng)索5-3和5-4，在與5-1和5-2呈90°夾角方向布置兩根加強(qiáng)索5-5和5-6，在與5-1和5-2呈135°夾角方向再布置兩根加強(qiáng)索5-7和5-8；每根加強(qiáng)拉索的兩端均連接于所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)，8道加強(qiáng)拉索均相交于結(jié)構(gòu)中心點(diǎn)M；在安裝每根加強(qiáng)索時(shí)，均通過張拉方法使其產(chǎn)生預(yù)張力；步驟(1.2.2)在所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)中心點(diǎn)M處，使用鋼壓盤夾持加強(qiáng)索，即使用9塊鋼板將8根加強(qiáng)拉索5-1～5-8夾持形成一個(gè)節(jié)點(diǎn)，具體操作方法為首先，自下往上，將9塊鋼板編號(hào)為鋼板6-1、鋼板6-2、鋼板6-3、鋼板6-4、鋼板6-5、鋼板6-6、鋼板6-7、鋼板6-8、鋼板6-9；然后，將加強(qiáng)索5-8夾于鋼板6-1與6-2之間，將加強(qiáng)索5-2夾于鋼板6-2與6-3之間，將加強(qiáng)索5-4夾于鋼板6-3與6-4之間，將加強(qiáng)索5-6夾于鋼板6-4與6-5之間，將加強(qiáng)索5-7夾于鋼板6-5與6-6之間，將加強(qiáng)索5-1夾于鋼板6-6與6-7之間，將加強(qiáng)索5-3夾于鋼板6-7與6-8之間，將加強(qiáng)索5-5夾于鋼板6-8與6-9之間，這樣同一方向的兩根拉索在結(jié)構(gòu)中心點(diǎn)M處上下錯(cuò)開；將9塊鋼板上下對(duì)齊，在每塊鋼板周邊上下對(duì)應(yīng)的位置上開螺栓孔，高強(qiáng)螺栓穿過9塊鋼板，擰緊高強(qiáng)螺栓，將9塊鋼板與8根加強(qiáng)索連為一體，形成一個(gè)節(jié)點(diǎn)；步驟(1.3)架設(shè)A字形支承架，安裝背索、起吊索、穿心式張拉千斤頂，具體按步驟(1.3.1)～(1.3.3)所述進(jìn)行步驟(1.3.1)在與軸線(AB)平行相距L距離處架設(shè)A字形支承架，A字形支承架與巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)分別位于軸線(AB)的兩側(cè)，其中d/5≤L≤d/2，d為所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的高度；A字形支承架由兩個(gè)格構(gòu)柱組成，兩個(gè)格構(gòu)柱在頂部連接，柱腳均與基礎(chǔ)處理為鉸接；兩格構(gòu)柱的軸線形成夾角β，其中20°≤β≤40°；兩格構(gòu)柱的軸線形成一個(gè)平面，在安裝時(shí)調(diào)整該平面與豎直面形成夾角γ，并使A字形支承架向軸線(AB)一側(cè)傾斜，其中γ取為5°；步驟(1.3.2)在A字形支承架遠(yuǎn)離軸線(AB)的一側(cè)布設(shè)背索，背索的一端與A字形支承架的頂部連接，另一端在工程場地地面上錨固；步驟(1.3.3)布置穿心式張拉千斤頂，并安裝起吊索，具體操作方法如下首先在A字形支承架的頂部布設(shè)3個(gè)穿心式張拉千斤頂；然后安裝3根起吊索，分別為起吊索8-1、起吊索8-2、起吊索8-3，這3根起吊索的一端分別穿過3個(gè)穿心式張拉千斤頂，起吊索8-1和8-2的另一端連接在所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)上，起吊索8-3的另一端連接在鋼壓盤上焊接的耳板上；起吊索8-1及8-2在所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)上的連接位置分別是加強(qiáng)索5-5的兩端與所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的連接位置；步驟(1.4)安裝攬風(fēng)繩在所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)上安裝兩根攬風(fēng)繩13-1和13-2，兩根攬風(fēng)繩在所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)上的連接位置分別是加強(qiáng)索5-5的兩端與所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的連接位置，兩根攬風(fēng)繩的另一端均錨固在地面上，錨固點(diǎn)位于軸線(AB)遠(yuǎn)離A字形支承架一側(cè)的工程場地上；步驟(2)對(duì)巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)實(shí)施旋轉(zhuǎn)起扳在起吊過程，以所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的兩個(gè)腳與基礎(chǔ)連接的兩個(gè)鉸支座的連線中點(diǎn)O與所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)中心點(diǎn)M這二者的連線OM與水平面的夾角α為控制參數(shù)；在起吊初始狀態(tài)，α＝α1；其中，α1由所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的拼裝位置確定，為設(shè)計(jì)給定值；在起吊終止?fàn)顟B(tài)，α＝α2；其中，α2由所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的目標(biāo)位置確定，為設(shè)計(jì)給定值；控制3個(gè)穿心式張拉千斤頂對(duì)起吊索8-1、8-2、8-3同步進(jìn)行張拉，使控制參數(shù)α從α1變?yōu)棣?；步驟(3)按照設(shè)計(jì)給定要求補(bǔ)全所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)底部缺失的桿件，并補(bǔ)澆底部混凝土基礎(chǔ)，將所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)固定在混凝土基礎(chǔ)之上；最后拆除所有的施工輔助設(shè)備，完成所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的施工。
全文摘要
一種用于巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的施工方法，是在一個(gè)由巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)與一系列施工輔助設(shè)備組成的施工環(huán)境中按照特定步驟實(shí)現(xiàn)的。首先在胎架上拼裝巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)，使其處于躺倒的狀態(tài)；再在結(jié)構(gòu)底部安裝兩個(gè)腳，并將其與地面鉸接；然后對(duì)巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)，借助于車輪輻條的工作原理，將有預(yù)應(yīng)力的柔性拉索在結(jié)構(gòu)內(nèi)部交叉布置，以提高結(jié)構(gòu)的整體剛度；之后借助A字形支承架提供的施工平臺(tái)，通過穿心式千斤頂張拉起吊索，將整個(gè)巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)沿著兩個(gè)腳的連線旋轉(zhuǎn)起扳，直至達(dá)到設(shè)計(jì)給定位形；最后將巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的底部桿件補(bǔ)全，補(bǔ)澆混凝土基礎(chǔ)，固定巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)；待拆除所有施工輔助措施后，便完成所述巨型環(huán)狀鋼結(jié)構(gòu)的安裝。
文檔編號(hào)E04G21/14GK101812925SQ20101014044
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者蘭濤, 張博浩, 王小安, 田廣宇, 竇超, 趙思遠(yuǎn), 郭彥林 申請人:清華大學(xué)