一种大面积网架的起扳系统及其安装方法
【专利摘要】本发明涉及一种起扳系统，尤其涉及一种大面积网架的起扳系统及其安装方法，应用于建筑钢结构施工【技术领域】。包括拼装胎架和格构式桅杆，所述的拼装胎架上设有起扳网架，所述的起扳网架通过铰支座与地面相转动定位，所述的起扳网架与格构式桅杆的顶端间通过起扳拉索相拉紧，所述的起扳拉索通过液压提升器相伸缩，所述的格构式桅杆顶端的另一端与地面通过张紧拉索相定位，所述的张紧拉索通过张紧器相张紧。按以下步骤进行：施工准备阶段→整体起扳阶段→完成起扳阶段。一种大面积网架的起扳系统及其安装方法，结构紧凑，对设备要求相对较低，提高施工效率，降低施工成本，提升施工安全性。
【专利说明】一种大面积网架的起扳系统及其安装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种起扳系统，尤其涉及一种大面积网架的起扳系统及其安装方法，应用于建筑钢结构施工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着大跨度、大面积网架结构的不断涌现，大面积网架的施工高度及跨度不断的增加，传统的施工方法不仅使施工成本增加、施工周期加长，且施工安全性降低。因此，寻求安全快捷、成本低廉的施工方法为当前大面积网架施工研究的重点之一。
[0003]超高度拱形网架结构一种以螺栓球或焊接球节点或两者组合而成的网架结构形式，其适合于空间结构跨度大、轻型、受力合理的柱状或拱形结构形式。此类结构在飞艇库、干煤棚、建筑水泥材料反应堆等建筑物中应用较多。其立面部分网架具有面积大，高度超高、整体性强并为平板形式的网架结构的特点。同时其支座均设置在地面±0.000标高处，大部分以刚接设计为主，部分支座节点设计成铰接。
[0004]目前超高度拱形网架结构立面平板网架部分施工常用方法有:(I)外扩提升法，
(2)大型机械分块吊装法，(3)散装法。而针对大面积、超高度的立面平板部分网架结构，以上三种施工方案不管从施工成本、施工质量以及施工安全各方面均有所欠缺，不尽完美。
[0005]目前，超高度拱形网架结构立面平板网架部分设计与施工在我国乃至世界上都还处于探索研究阶段，工程范例为数不多。基于这种状况，国内外许多科研单位、高校及施工单位均在积极地进行模型试验研究，理论计算。
【发明内容】
[0006]本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种结构紧凑，安装快速，施工成本低，施工质量高的一种大面积网架的起扳系统及其安装方法。
[0007]本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:
[0008]一种大面积网架的起扳系统，包括拼装胎架和格构式桅杆，所述的拼装胎架上设有起扳网架，所述的起扳网架通过铰支座与地面相转动定位，所述的起扳网架与格构式桅杆的顶端间通过起扳拉索相拉紧，所述的起扳拉索通过液压提升器相伸缩，所述的格构式桅杆顶端的另一端与地面通过张紧拉索相定位，所述的张紧拉索通过张紧器相张紧。
[0009]作为优选，所述的拼装胎架上部的倾斜角度为8?12度，所述的起扳网架与起扳拉索间的夹角为31度，所述的起扳网架与起扳拉索端点水平线间的夹角为19度，所述的张紧拉索与地面间的夹角为40度。
[0010]作为优选，所述的铰支座包括固定支座和转动支座，所述的固定支座固定在地面中，所述的固定支座的上部设有固定连接端，所述的转动支座的底部设有转动连接端，所述的固定连接端与转动连接端通过销轴相转动，所述的固定支座呈倾斜状分布，所述的移动支座的外壁设有临时加强杆。
[0011]一种大面积网架的起扳安装方法，按以下步骤进行:[0012](一)、施工准备阶段:
[0013]1、将超高度拱形网架结构立面平扳网架部分放倒至地面，在地面进行拼装；超高度拱形网架的高度范围为30?IOOm ；
[0014]2、地面搭设水平角度α为8?12°的拼装胎架，拼装胎架的截面呈三角形；拼装胎架的高为h = sina XI，拼装胎架的水平长度L = cos a X I ；
[0015]根据已知整体起扳网架的高度，即可得出地面拼装胎架的高度和长度值；
[0016]3、然后将网架刚性支座转化为可转动的铰支座，在满足起扳要求的前提下，铰支座的设置要尽可能的少，避免应力过于集中，从而对结构造成破坏，IOOm范围之内铰支座设置数量不超过5个；
[0017]4、为减小整体起扳时铰支座的水平推力，网架在地面拼装时，预设一个与地面8?12°夹角的初始角度进行拼装；
[0018]设定网架自身重量为G，将G通过力的分解，得到F1、F2、F3、F4四个分力；
[0019]在自然状态下，起扳拉索与水平面的夹角为19°，与起扳网架的初始角度为31。；
[0020](二)、整体起扳阶段:
[0021]1、拼装胎架的外侧设置起扳系统设备，格构式桅杆、起扳拉索、液压提升器、张紧拉索、张紧器和地锚；
[0022]格构式桅杆的高度控制在起扳网架高度的2/3，格构式桅杆与地面间通过支座固定，支座处设置为刚接，格构式桅杆顶端设置有液压提升器，液压提升器与格构式桅杆的工作角度控制在大于0°、小于180° ；
[0023]2、前端起扳拉索与起扳网架连接可采用转换梁进行连接，使起扳网架在起扳过程中受力均匀，转换梁与拉索之间的夹角不小于30° ;
[0024]3、通过测量仪器、计算机控制液压提升器和张紧器，严格控制网架的起扳速度和角度；
[0025]通过MIDAS、SAP2000进行施工仿真验算分析，模拟找到起扳过程中网架应力最为集中的位置，设置应力监测的BGK4000应变器；同时对起扳桅杆进行受力分析模拟，确保桅杆的结构安全；
[0026](三)、完成起扳阶段:
[0027]1、起扳完成之后，网架达到设计位置，与水平面的夹角为81° ;通过应变器对网架结构应变进行监控，采取释放应力措施，保证网架的结构安全；
[0028]2、对网架的最终位置，标高采用全站仪、经纬仪进行检测，符合设计要求后，将之前铰支座还原成刚性支座，完成大面积网架的起扳施工。
[0029]发明的效果和优点:
[0030]1.机械设备要求低。本发明专利由于采用整体起扳的施工方法，所用到的机械除了起扳用的液压提升器、桅杆以及起扳拉索等设备之外，仅需安排几台小型地面拼装机械，对网架进行地面拼装即可满足施工要求；相对其他方案，其在机械设备方面占很大优势。
[0031]2.施工工效高。所有的网架均在地面拼装，施工设备安装简单，施工过程便捷，施
工效率高。
[0032]3.施工成本低。所有的网架均在地面拼装，所用到的机械均为常见的小型机械和设备，相比高空散装、分块吊装等方案施工成本大大降低。
[0033]4.施工安全高。整个施工过程没有高空作业，所采用的机械均采用计算机同步控制，施工安全性高。
[0034]因此，本发明的一种大面积网架的起扳系统及其安装方法，结构紧凑，对设备要求相对较低，提高施工效率，降低施工成本，提升施工安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1是本发明中铰支座的结构示意图；
[0036]图2是本发明中初始起扳状态的结构示意图；
[0037]图3是本发明中初始起扳受力状态的结构示意图；
[0038]图4是本发明中起扳过程状态的结构示意图；
[0039]图5是本发明中起扳过程中受力状态的结构示意图；
[0040]图6是本发明中完成起扳状态的结构示意图；
[0041]图7是本发明中完成起扳受力状态的结构示意图。
【具体实施方式】
[0042]下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0043]实施例1:如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，一种大面积网架的起扳系统，包括拼装胎架I和格构式桅杆2，所述的拼装胎架I上设有起扳网架3，所述的起扳网架3通过铰支座4与地面相转动定位，所述的起扳网架3与格构式桅杆2的顶端间通过起扳拉索5相拉紧，所述的起扳拉索5通过液压提升器相伸缩，所述的格构式桅杆2顶端的另一端与地面通过张紧拉索6相定位，所述的张紧拉索6通过张紧器7相张紧。
[0044]所述的拼装胎架I上部的倾斜角度为8度，所述的起扳网架3与起扳拉索5间的夹角为31度，所述的起扳网架3与起扳拉索5端点水平线间的夹角为19度，所述的张紧拉索6与地面间的夹角为40度。
[0045]所述的铰支座4包括固定支座8和转动支座9，所述的固定支座8固定在地面中，所述的固定支座8的上部设有固定连接端10，所述的转动支座9的底部设有转动连接端11，所述的固定连接端10与转动连接端11通过销轴12相转动，所述的固定支座8呈倾斜状分布，所述的移动支座9的外壁设有临时加强杆13。
[0046]—种大面积网架的起扳安装方法，按以下步骤进行:
[0047](一)、施工准备阶段:
[0048]1、将超高度拱形网架结构立面平扳网架部分放倒至地面，在地面进行拼装；超高度拱形网架的高度范围为30m ；
[0049]3、地面搭设水平角度α为8。的拼装胎架，拼装胎架的截面呈三角形；拼装胎架的高为h = sina XI，拼装胎架的水平长度L = cos a Xl ；
[0050]根据已知整体起扳网架的高度，即可得出地面拼装胎架的高度和长度值；
[0051]3、然后将网架刚性支座转化为可转动的铰支座，在满足起扳要求的前提下，铰支座的设置要尽可能的少，避免应力过于集中，从而对结构造成破坏，IOOm范围之内铰支座设置数量不超过5个；[0052]4、为减小整体起扳时铰支座的水平推力，网架在地面拼装时，预设一个与地面8°夹角的初始角度进行拼装；
[0053]设定网架自身重量为G，将G通过力的分解，得到F1、F2、F3、F4四个分力；
[0054]在自然状态下，起扳拉索与水平面的夹角为19°，与起扳网架的初始角度为31。；
[0055](二)、整体起扳阶段:
[0056]1、拼装胎架的外侧设置起扳系统设备，格构式桅杆、起扳拉索、液压提升器、张紧拉索、张紧器和地锚；
[0057]格构式桅杆的高度控制在起扳网架高度的2/3，格构式桅杆与地面间通过支座固定，支座处设置为刚接，格构式桅杆顶端设置有液压提升器，液压提升器与格构式桅杆的工作角度控制在I ° ;
[0058]2、前端起扳拉索与起扳网架连接可采用转换梁进行连接，使起扳网架在起扳过程中受力均匀，转换梁与拉索之间的夹角不小于30° ;
[0059]3、通过测量仪器、计算机控制液压提升器和张紧器，严格控制网架的起扳速度和角度；
[0060]通过MIDAS、SAP2000进行施工仿真验算分析，模拟找到起扳过程中网架应力最为集中的位置，设置应力监测的BGK4000应变器；同时对起扳桅杆进行受力分析模拟，确保桅杆的结构安全；
[0061](三)、完成起扳阶段:
[0062]1、起扳完成之后，网架达到设计位置，与水平面的夹角为81° ;通过应变器对网架结构应变进行监控，采取释放应力措施，保证网架的结构安全；
[0063]2、对网架的最终位置，标高采用全站仪、经纬仪进行检测，符合设计要求后，将之前铰支座还原成刚性支座，完成大面积网架的起扳施工。
[0064]实施例2:—种大面积网架的起扳系统，包括拼装胎架I和格构式桅杆2，所述的拼装胎架I上设有起扳网架3，所述的起扳网架3通过铰支座4与地面相转动定位，所述的起扳网架3与格构式桅杆2的顶端间通过起扳拉索5相拉紧，所述的起扳拉索5通过液压提升器相伸缩，所述的格构式桅杆2顶端的另一端与地面通过张紧拉索6相定位，所述的张紧拉索6通过张紧器7相张紧。
[0065]所述的拼装胎架I上部的倾斜角度为10度，所述的起扳网架3与起扳拉索5间的夹角为31度，所述的起扳网架3与起扳拉索5端点水平线间的夹角为19度，所述的张紧拉索6与地面间的夹角为40度。
[0066]所述的铰支座4包括固定支座8和转动支座9，所述的固定支座8固定在地面中，所述的固定支座8的上部设有固定连接端10，所述的转动支座9的底部设有转动连接端11，所述的固定连接端10与转动连接端11通过销轴12相转动，所述的固定支座8呈倾斜状分布，所述的移动支座9的外壁设有临时加强杆13。
[0067]一种大面积网架的起扳安装方法，按以下步骤进行:
[0068](一)、施工准备阶段:
[0069]1、将超高度拱形网架结构立面平扳网架部分放倒至地面，在地面进行拼装；超高度拱形网架的高度范围为60m ；[0070]4、地面搭设水平角度α为10°的拼装胎架，拼装胎架的截面呈三角形；拼装胎架的高为h = sina XI，拼装胎架的水平长度L = cos a X I ；
[0071]根据已知整体起扳网架的高度，即可得出地面拼装胎架的高度和长度值；
[0072]3、然后将网架刚性支座转化为可转动的铰支座，在满足起扳要求的前提下，铰支座的设置要尽可能的少，避免应力过于集中，从而对结构造成破坏，IOOm范围之内铰支座设置数量不超过5个；
[0073]4、为减小整体起扳时铰支座的水平推力，网架在地面拼装时，预设一个与地面10°夹角的初始角度进行拼装；
[0074]设定网架自身重量为G，将G通过力的分解，得到F1、F2、F3、F4四个分力；
[0075]在自然状态下，起扳拉索与水平面的夹角为19°，与起扳网架的初始角度为31。；
[0076](二)、整体起扳阶段:
[0077]1、拼装胎架的外侧设置起扳系统设备，格构式桅杆、起扳拉索、液压提升器、张紧拉索、张紧器和地锚；
[0078]格构式桅杆的高度控制在起扳网架高度的2/3，格构式桅杆与地面间通过支座固定，支座处设置为刚接，格构式桅杆顶端设置有液压提升器，液压提升器与格构式桅杆的工作角度控制在100° ；
[0079]2、前端起扳拉索与起扳网架连接可采用转换梁进行连接，使起扳网架在起扳过程中受力均匀，转换梁与拉索之间的夹角不小于30° ;
[0080]3、通过测量仪器、计算机控制液压提升器和张紧器，严格控制网架的起扳速度和角度；
[0081]通过MIDAS、SAP2000进行施工仿真验算分析，模拟找到起扳过程中网架应力最为集中的位置，设置应力监测的BGK4000应变器；同时对起扳桅杆进行受力分析模拟，确保桅杆的结构安全；
[0082](三)、完成起扳阶段:
[0083]1、起扳完成之后，网架达到设计位置，与水平面的夹角为81° ;通过应变器对网架结构应变进行监控，采取释放应力措施，保证网架的结构安全；
[0084]2、对网架的最终位置，标高采用全站仪、经纬仪进行检测，符合设计要求后，将之前铰支座还原成刚性支座，完成大面积网架的起扳施工。
[0085]实施例3:—种大面积网架的起扳系统，包括拼装胎架I和格构式桅杆2，所述的拼装胎架I上设有起扳网架3，所述的起扳网架3通过铰支座4与地面相转动定位，所述的起扳网架3与格构式桅杆2的顶端间通过起扳拉索5相拉紧，所述的起扳拉索5通过液压提升器相伸缩，所述的格构式桅杆2顶端的另一端与地面通过张紧拉索6相定位，所述的张紧拉索6通过张紧器7相张紧。
[0086]所述的拼装胎架I上部的倾斜角度为12度，所述的起扳网架3与起扳拉索5间的夹角为31度，所述的起扳网架3与起扳拉索5端点水平线间的夹角为19度，所述的张紧拉索6与地面间的夹角为40度。
[0087]所述的铰支座4包括固定支座8和转动支座9，所述的固定支座8固定在地面中，所述的固定支座8的上部设有固定连接端10，所述的转动支座9的底部设有转动连接端11，所述的固定连接端10与转动连接端11通过销轴12相转动，所述的固定支座8呈倾斜状分布，所述的移动支座9的外壁设有临时加强杆13。
[0088]一种大面积网架的起扳安装方法，按以下步骤进行:
[0089](一)、施工准备阶段:
[0090]1、将超高度拱形网架结构立面平扳网架部分放倒至地面，在地面进行拼装；超高度拱形网架的高度范围为IOOm ；
[0091]5、地面搭设水平角度α为12°的拼装胎架，拼装胎架的截面呈三角形；拼装胎架的高为h = sina XI，拼装胎架的水平长度L = cos a X I ；
[0092]根据已知整体起扳网架的高度，即可得出地面拼装胎架的高度和长度值；
[0093]3、然后将网架刚性支座转化为可转动的铰支座，在满足起扳要求的前提下，铰支座的设置要尽可能的少，避免应力过于集中，从而对结构造成破坏，IOOm范围之内铰支座设置数量不超过5个；
[0094]4、为减小整体起扳时铰支座的水平推力，网架在地面拼装时，预设一个与地面12°夹角的初始角度进行拼装；
[0095]设定网架自身重量为G，将G通过力的分解，得到F1、F2、F3、F4四个分力；
[0096]在自然状态下，起扳拉索与水平面的夹角为19°，与起扳网架的初始角度为31。；
[0097](二)、整体起扳阶段:
[0098]1、拼装胎架的外侧设置起扳系统设备，格构式桅杆、起扳拉索、液压提升器、张紧拉索、张紧器和地锚；
[0099]格构式桅杆的高度控制在起扳网架高度的2/3，格构式桅杆与地面间通过支座固定，支座处设置为刚接，格构式桅杆顶端设置有液压提升器，液压提升器与格构式桅杆的工作角度控制在170° ；
[0100]2、前端起扳拉索与起扳网架连接可采用转换梁进行连接，使起扳网架在起扳过程中受力均匀，转换梁与拉索之间的夹角不小于30° ;
[0101]3、通过测量仪器、计算机控制液压提升器和张紧器，严格控制网架的起扳速度和角度；
[0102]通过MIDAS、SAP2000进行施工仿真验算分析，模拟找到起扳过程中网架应力最为集中的位置，设置应力监测的BGK4000应变器；同时对起扳桅杆进行受力分析模拟，确保桅杆的结构安全；
[0103](三)、完成起扳阶段:
[0104]1、起扳完成之后，网架达到设计位置，与水平面的夹角为81° ;通过应变器对网架结构应变进行监控，采取释放应力措施，保证网架的结构安全；
[0105]2、对网架的最终位置，标高采用全站仪、经纬仪进行检测，符合设计要求后，将之前铰支座还原成刚性支座，完成大面积网架的起扳施工。
【权利要求】
1.一种大面积网架的起扳系统，其特征在于:包括拼装胎架(1)和格构式桅杆(2)，所述的拼装胎架⑴上设有起扳网架(3)，所述的起扳网架(3)通过铰支座⑷与地面相转动定位，所述的起扳网架⑶与格构式桅杆⑵的顶端间通过起扳拉索(5)相拉紧，所述的起扳拉索(5)通过液压提升器相伸缩，所述的格构式桅杆(2)顶端的另一端与地面通过张紧拉索(6)相定位，所述的张紧拉索(6)通过张紧器(7)相张紧。
2.根据权利要求1所述的一种大面积网架的起扳系统，其特征在于:所述的拼装胎架(I)上部的倾斜角度为8~12度，所述的起扳网架(3)与起扳拉索(5)间的夹角为31度，所述的起扳网架(3)与起扳拉索(5)端点水平线间的夹角为19度，所述的张紧拉索(6)与地面间的夹角为40度。
3.根据权利要求1所述的一种大面积网架的起扳系统，其特征在于:所述的铰支座(4)包括固定支座(8)和转动支座(9)，所述的固定支座(8)固定在地面中，所述的固定支座(8)的上部设有固定连接端(10)，所述的转动支座(9)的底部设有转动连接端(11)，所述的固定连接端(10)与转动连接端(11)通过销轴(12)相转动，所述的固定支座(8)呈倾斜状分布，所述的移动支座(9)的外壁设有临时加强杆(13)。
4.根据权利要求1或2所述的一种大面积网架的起扳安装方法，其特征在于按以下步骤进行: (一)、施工准备阶段: .1、将超高度拱形网架结构立面平扳网架部分放倒至地面，在地面进行拼装；超高度拱形网架的高度范围为30~IOOm ； . 2、地面搭设水平角度α为8~12°的拼装胎架，拼装胎架的截面呈三角形；拼装胎架的高为h = sina XI，拼装胎架的水平长度L = cos a X I ； 根据已知整体起扳网架的高度，即可得出地面拼装胎架的高度和长度值； . 3、然后将网架刚性支座转化为可转动的铰支座，在满足起扳要求的前提下，铰支座的设置要尽可能的少，避免应力过于集中，从而对结构造成破坏，IOOm范围之内铰支座设置数量不超过5个； . 4、为减小整体起扳时铰支座的水平推力，网架在地面拼装时，预设一个与地面8~.12°夹角的初始角度进行拼装； 设定网架自身重量为G，将G通过力的分解，得到F1、F2、F3、F4四个分力； 在自然状态下，起扳拉索与水平面的夹角为19°，与起扳网架的初始角度为31° ; (二)、整体起扳阶段: .1、拼装胎架的外侧设置起扳系统设备，格构式桅杆、起扳拉索、液压提升器、张紧拉索、张紧器和地锚； 格构式桅杆的高度控制在起扳网架高度的2/3，格构式桅杆与地面间通过支座固定，支座处设置为刚接，格构式桅杆顶端设置有液压提升器，液压提升器与格构式桅杆的工作角度控制在大于0°、小于180° ； .2、前端起扳拉索与起扳网架连接可采用转换梁进行连接，使起扳网架在起扳过程中受力均匀，转换梁与拉索之间的夹角不小于30° ; .3、通过测量仪器 、计算机控制液压提升器和张紧器，严格控制网架的起扳速度和角度；通过MIDAS、SAP2000进行施工仿真验算分析，模拟找到起扳过程中网架应力最为集中的位置，设置应力监测的BGK4000应变器；同时对起扳桅杆进行受力分析模拟，确保桅杆的结构安全； (三)、完成起扳阶段: .1、起扳完成之后，网架达到设计位置，与水平面的夹角为81°;通过应变器对网架结构应变进行监控，采取释放应力措施，保证网架的结构安全； . 2、对网架的最终位置，标高采用全站仪、经纬仪进行检测，符合设计要求后，将之前铰支座还原成刚性 支座,完成大面积网架的起扳施工。
【文档编号】E04G21/16GK103993744SQ201410181693
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】周观根, 谢董恩, 黄勇, 朱辉, 何正刚, 朱超伟, 孔军飞, 耿士奇, 汪林 申请人:浙江东南网架股份有限公司