一種空間曲形肋梁鋼結(jié)構(gòu)施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種空間曲形肋梁鋼結(jié)構(gòu)施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著大跨、空間扭轉(zhuǎn)等異型建筑物的大量出現(xiàn)，鋼結(jié)構(gòu)因其輕質(zhì)高強(qiáng)、工廠化生產(chǎn)、90%以上可再次利用、加工性好等特點，成為取代傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)先鋒建筑設(shè)計的不二選擇?，F(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)體系越來越復(fù)雜多樣，規(guī)模也越來越大，由多種結(jié)構(gòu)體系組合形成的復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代建筑之中。
[0003]如圖2所示的空間曲形肋梁鋼結(jié)構(gòu)，整體外觀呈現(xiàn)放射式中心內(nèi)陷的旋拋穹屋頂，整個屋頂由68榀鋼結(jié)構(gòu)的曲形肋梁I組成，建筑造型新穎，結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，且施工難度大。該旋拋穹屋頂為球冠造型，由68榀從同一中心點放射而出且自地下室頂板而上的曲形肋梁I以及層間環(huán)梁2和拉梁3組成，其中曲形肋梁1、層間環(huán)梁2和拉梁3均為鋼梁，且曲形肋梁I的橫截面形狀為日字形；68榀曲形肋梁I沿圓弧線由前至后布設(shè)；各曲形肋梁I均由外側(cè)梁體1-1和位于外側(cè)梁體1-1內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)梁體1-2拼接而成，外側(cè)梁體1-1與內(nèi)側(cè)梁體1-2之間通過3道由上至下布設(shè)的拉梁3緊固連接為一體；68榀曲形肋梁I的外側(cè)梁體1-1之間和68榀曲形肋梁I的內(nèi)側(cè)梁體1-2之間均通過3道由上至下布設(shè)的層間環(huán)梁2連接為一體；每榀曲形肋梁I的外側(cè)梁體1-1和內(nèi)側(cè)梁體1-2上均設(shè)置有3個用于連接拉梁3和層間環(huán)梁2的連接座4，3個連接座4由上至下布設(shè)。
[0004]實際對上述空間曲形肋梁鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工時，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難度大，可借鑒的工程資料少，并且由于曲形肋梁I為曲線形且其橫截面形狀為日字形，因而曲形肋梁I的加工難度大、加工效率低、加工質(zhì)量不易保證且安裝不便。綜上，需設(shè)計一種方法步驟簡單、設(shè)計合理且施工方便、使用效果好的空間曲形肋梁鋼結(jié)構(gòu)施工方法，能簡便完成空間曲形肋梁鋼結(jié)構(gòu)的施工過程，施工過程安全，并能保證施工工期。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種空間曲形肋梁鋼結(jié)構(gòu)施工方法，其方法步驟簡單、設(shè)計合理且施工方便、使用效果好，能簡便完成空間曲形肋梁鋼結(jié)構(gòu)的施工過程，施工過程安全，并能保證施工工期。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種空間曲形肋梁鋼結(jié)構(gòu)施工方法，其特征在于:施工的空間曲形肋梁鋼結(jié)構(gòu)包括多榀由前至后布設(shè)在水平基礎(chǔ)上的曲形肋梁，多榀所述曲形肋梁的結(jié)構(gòu)均相同，所述曲形肋梁為曲線形鋼梁且其橫截面形狀為日字形；每榀所述曲形肋梁均由外側(cè)梁體和位于外側(cè)梁體內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)梁體拼接而成，所述外側(cè)梁體與內(nèi)側(cè)梁體之間通過M道由上至下布設(shè)的拉梁緊固連接為一體，所述拉梁為直線形鋼梁；所述外側(cè)梁體和內(nèi)側(cè)梁體的底部均支撐在所述水平基礎(chǔ)上且二者的頂端緊固連接為一體；多榀所述曲形肋梁通過M道由上至下布設(shè)的層間環(huán)梁連接為一體，每道所述層間環(huán)梁均由外側(cè)連接梁和內(nèi)側(cè)連接梁連接而成，所述外側(cè)連接梁的兩端分別與所述內(nèi)側(cè)連接梁的兩端緊固連接；每道所述層間環(huán)梁的外側(cè)連接梁均與多榀所述曲形肋梁的外側(cè)梁體緊固連接，多榀所述曲形肋梁的外側(cè)梁體通過多道所述層間環(huán)梁的外側(cè)連接梁連接為一體；每道所述層間環(huán)梁的內(nèi)側(cè)連接梁均與多榀所述曲形肋梁的內(nèi)側(cè)梁體緊固連接，多榀所述曲形肋梁的內(nèi)側(cè)梁體通過多道所述層間環(huán)梁的內(nèi)側(cè)連接梁連接為一體；所述層間環(huán)梁為曲線形鋼梁，每道所述層間環(huán)梁均與多個所述曲形肋梁緊固連接為一體；每榀所述曲形肋梁的外側(cè)梁體和內(nèi)側(cè)梁體上均設(shè)置有M個用于連接拉梁和層間環(huán)梁的連接座，M個所述連接座由上至下布設(shè)；其中，M為正整數(shù)且M彡2 ；
[0007]所述外側(cè)梁體和內(nèi)側(cè)梁體均由M個鋼梁節(jié)段從上至下拼接而成，M個所述鋼梁節(jié)段的結(jié)構(gòu)均相同；每個所述鋼梁節(jié)段均包括上翼緣板、位于上翼緣板下方的下翼緣板、兩個分別連接于上翼緣板與下翼緣板左右兩側(cè)之間的腹板和一個位于上翼緣板與下翼緣板之間的縱向加勁板，所述縱向加勁板的左右兩側(cè)分別固定在兩個所述腹板中部；兩個所述腹板均為平直鋼板，所述上翼緣板、下翼緣板和縱向加勁板均為彎曲而成的弧形鋼板；
[0008]每個所述鋼梁節(jié)段上均設(shè)置有一個連接座，所述連接座布設(shè)在下翼緣板上；所述鋼梁節(jié)段上連接座的布設(shè)位置處設(shè)置有橫向加勁板，所述橫向加勁板為橫隔板，所述橫隔板為平直鋼板且其沿縱向加勁板的寬度方向布設(shè)；所述橫隔板的左右兩側(cè)分別固定在兩個所述腹板上且其內(nèi)外兩側(cè)分別固定在下翼緣板和上翼緣板上；
[0009]對所述空間曲形肋梁鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工時，包括以下步驟:
[0010]步驟一、曲形肋梁工廠加工:在加工廠對多榀所述曲形肋梁分別進(jìn)行加工，且多榀所述曲形肋梁的加工方法均相同；
[0011]對任一榀所述曲形肋梁進(jìn)行加工時，均對拼接組成該曲形肋梁的2M個所述鋼梁節(jié)段分別進(jìn)行加工，2M個所述鋼梁節(jié)段的加工方法均相同；對任一個所述鋼梁節(jié)段進(jìn)行加工時，過程如下:
[0012]步驟101、鋼板切割及彎曲加工:根據(jù)預(yù)先設(shè)計的當(dāng)前所加工鋼梁節(jié)段的結(jié)構(gòu)和尺寸，采用切割設(shè)備切割出當(dāng)前所加工鋼梁節(jié)段的兩個所述腹板和橫隔板；同時，采用切割設(shè)備切割出三塊分別用于加工當(dāng)前所加工鋼梁節(jié)段的上翼緣板、下翼緣板、縱向加勁板的待彎曲鋼板，再對三個所述待彎曲鋼板分別進(jìn)行彎曲，獲得當(dāng)前所加工鋼梁節(jié)段的上翼緣板、下翼緣板、縱向加勁板；
[0013]步驟102、測量劃線:根據(jù)預(yù)先設(shè)計的當(dāng)前所加工鋼梁節(jié)段的結(jié)構(gòu)，對步驟101中加工完成的上翼緣板和下翼緣板在兩個所述腹板上的連接位置分別進(jìn)行測量，并根據(jù)測量結(jié)果，在步驟101中加工完成的兩個所述腹板的內(nèi)側(cè)壁上分別劃出上翼緣板和下翼緣板的組裝定位線；
[0014]所述上翼緣板的組裝定位線為其在腹板上的底部輪廓線LI，所述下翼緣板的組裝定位線為其在腹板上的頂部輪廓線L2 ;
[0015]步驟103、腹板與縱向加勁板組裝:根據(jù)預(yù)先設(shè)計的當(dāng)前所加工鋼梁節(jié)段的結(jié)構(gòu)，將步驟101中加工完成的縱向加勁板，焊接固定在兩個所述腹板之間；
[0016]步驟104、橫隔板組裝:根據(jù)預(yù)先設(shè)計的當(dāng)前所加工鋼梁節(jié)段的結(jié)構(gòu)，將步驟101中加工完成的橫隔板，焊接固定在步驟102中焊接固定后的兩個所述腹板之間；
[0017]步驟105、翼緣板定位機(jī)構(gòu)布設(shè):根據(jù)步驟102中劃出的上翼緣板的組裝定位線，在兩個所述腹板的內(nèi)側(cè)壁上分別布設(shè)多個上翼緣板定位件；同時，根據(jù)步驟102中劃出的下翼緣板的組裝定位線，在兩個所述腹板的內(nèi)側(cè)壁上分別布設(shè)多個下翼緣板定位件；
[0018]多個所述上翼緣板定位件均位于上翼緣板的組裝定位線下方，多個所述上翼緣板定位件沿上翼緣板的組裝定位線由前至后布設(shè)且其組成對上翼緣板進(jìn)行定位的上翼緣板定位機(jī)構(gòu)；多個所述下翼緣板定位件均位于下翼緣板的組裝定位線上方，多個所述下翼緣板定位件沿下翼緣板的組裝定位線由前至后布設(shè)且其組成對下翼緣板進(jìn)行定位的下翼緣板定位機(jī)構(gòu)；
[0019]步驟106、翼緣板組裝:先利用步驟105中布設(shè)好的所述上翼緣板定位機(jī)構(gòu)和下翼緣板定位機(jī)構(gòu)，分別對上翼緣板和下翼緣板進(jìn)行定位；再將定位后的上翼緣板和下翼緣板分別與兩個所述腹板焊接定位為一體；
[0020]步驟107、連接座組裝:根據(jù)預(yù)先設(shè)計的當(dāng)前所加工鋼梁節(jié)段上連接座的布設(shè)位置，在步驟106中焊接好的下翼緣板上安裝一個連接座，完成當(dāng)前所加工鋼梁節(jié)段的加工過程，獲得加工成型的鋼梁節(jié)段；
[0021]步驟108、多次重復(fù)步驟101至步驟107，直至完成多榀所述曲形肋梁的所有鋼梁節(jié)段的加工過程；
[0022]步驟二、曲形肋梁運送:將步驟一中加工完成的多榀所述曲形肋梁的所有鋼梁節(jié)段，均運送至所述空間曲形肋梁鋼結(jié)構(gòu)的施工場地；
[0023]步驟三、曲形肋梁現(xiàn)場拼裝:對多榀所述曲形肋梁分別進(jìn)行拼裝，且多榀所述曲形肋梁的拼裝方法均相同，對任一榀所述曲形肋梁進(jìn)行拼裝時，過程如下:
[0024]步驟301、鋼梁節(jié)段拼裝位置確定:根據(jù)預(yù)先設(shè)計的當(dāng)前所拼裝曲形肋梁的結(jié)構(gòu)，從步驟二中運送到位的鋼梁節(jié)段中找出拼裝組成該曲形肋梁的2M個所述鋼梁節(jié)段，并對所找出的各鋼梁節(jié)段的拼裝位置進(jìn)行確定；
[0025]步驟302、鋼梁節(jié)段拼接:根據(jù)步驟301中所確定的各鋼梁節(jié)段的拼裝位置，對當(dāng)前所拼裝曲形肋梁中相鄰兩個所述鋼梁節(jié)段分別進(jìn)行拼接，直至將該曲形肋梁的2M個所述鋼梁節(jié)段緊固連接為一體，獲得拼裝完成的曲形肋梁；
[0026]步驟303、多次重復(fù)步驟301至步驟302，直至完成所述空間曲形肋梁鋼結(jié)構(gòu)中所有曲形肋梁的拼裝過程；
[0027]步驟四、曲形肋梁及層間環(huán)梁現(xiàn)場安裝:根據(jù)預(yù)先設(shè)計的所述空間曲形肋梁鋼結(jié)構(gòu)中各曲形肋梁的布設(shè)位置，采用吊裝設(shè)備對步驟二中拼裝完成的多榀所述曲形肋梁分別進(jìn)行吊裝，并將吊裝到位的各曲形肋梁分別固定安裝在所述水平基礎(chǔ)上；并且，對多榀所述曲形肋梁進(jìn)行安裝過程中，同步對M道所述層間環(huán)梁進(jìn)行安裝；待多榀所述曲形肋梁和M道所述層間環(huán)梁均安裝完成后，獲得施工成型的所述空間曲形肋梁鋼結(jié)構(gòu)；
[0028]對任一榀所述曲形肋梁進(jìn)行安裝時，先將該曲形肋梁的外側(cè)梁體和內(nèi)側(cè)梁體底端分別固定安裝在所述水平基礎(chǔ)上，再對該曲形肋梁上的M道所述拉梁分別進(jìn)行安裝。
[0029]上述一種空間曲形肋梁鋼結(jié)構(gòu)施工方法，其特征是:步驟101中對三個所述待彎曲鋼板分別進(jìn)行彎曲時，采用水平下調(diào)式三輥卷板機(jī)進(jìn)行彎曲；步驟102中進(jìn)行測量劃線時，采用鋼尺進(jìn)行測量，并采用鋼針進(jìn)行劃線。
[0030]上述一種空間曲形肋梁鋼結(jié)構(gòu)施工方法，其特征是:步驟102中進(jìn)行測量劃線時，還需根據(jù)預(yù)先設(shè)計的當(dāng)前所加工鋼梁節(jié)段的結(jié)構(gòu)，對步驟101中加工完成的縱向加勁板和橫隔板在兩個所述腹板上的連接位置分別進(jìn)行測量，并根據(jù)測量結(jié)果，在步驟101中加工完成的兩個所述腹板的內(nèi)側(cè)壁上分別劃出縱向加勁板和橫隔板的組裝定位線；
[0031]所述縱向加勁板的組裝定位線為其在腹板上的底部輪廓線L3和頂部輪廓線L4，所述橫隔板的組裝定位線均為其在腹板上的底部輪廓線L5和頂部輪廓線L6 ;
[0032]步驟103中進(jìn)行腹板與縱向加勁板組裝時，根據(jù)兩個所述腹板上劃出的縱向加勁板的組裝定位線，將縱向加勁板焊接固定在兩個所述腹板之間；
[0033]步驟104中進(jìn)行橫隔板組裝時，根據(jù)兩個所述腹板上劃出的橫隔板的組裝定位線，將橫隔板焊接固定在步驟102中焊接固定后的兩個所述腹板之間。
[0034]上述一種空間曲形肋梁鋼結(jié)構(gòu)施工方法，其特征是:所述層間環(huán)梁的外側(cè)連接梁和內(nèi)側(cè)連接梁均通過多榀所述曲形肋梁分為多個環(huán)梁節(jié)段；所述連接座的內(nèi)側(cè)設(shè)置有一個用于支撐拉梁的第一牛腿，且連接座的左右兩側(cè)分別設(shè)置有一個用于連接所述環(huán)梁節(jié)段的第二牛腿；
[0035]步驟107中連接座組裝完成后，還需在連接座的內(nèi)側(cè)設(shè)置第一牛腿，并在連接座的左右兩側(cè)分別設(shè)置有一個第二牛腿。
[0036]上述一種空間曲形肋梁鋼結(jié)構(gòu)施工方法，其特征是:所述鋼梁節(jié)段上連接座的布設(shè)位置處設(shè)置有上下兩個橫隔板，每個所述橫隔板均通過縱向加勁板分隔為內(nèi)隔板和外隔板，所述內(nèi)隔板位于縱向加勁板與下