半球形球冠网壳的安装方法与流程

本发明涉及异形钢结构搭建领域，具体是一种半球形球冠网壳的安装方法。

背景技术：

随着钢结构行业日新月异的发展，各种大跨度、大空间会展中心、体育场馆的建筑设计脱颖而出，给钢结构工程安装带来了新的机遇和挑战。由于半球形球冠网壳结构的空间构件拼装精度控制难度大、成型前稳定性差，传统的施工方法有高空散装（满堂脚手架）法、整体吊装、拔杆提升安装法、将球壳分成几瓣地面拼装起吊施工方法。不论采取何种施工方法，均存在安装精度控制困难、施工周期较长的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种安装作业方便，能够克服空间构件拼装精度控制难度大，结构成型前稳定性差等问题。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：

一种半球形球冠网壳的安装方法，包括

步骤1、将半球形网壳钢结构划分为纵向主曲面球壳梁、横向主曲面球壳梁、纵向次曲面球壳梁、横向次曲面球壳梁，

步骤2、纵向主曲面球壳梁安装：根据纵向主曲面球壳梁节点位置，按固定间距布置支撑，把纵向主曲面球壳梁安装就位；

步骤3、横向主曲面球壳梁安装：布置横向主曲面球壳梁支撑，将横向主曲面球壳梁安装就位，与纵向主曲面球壳梁形成简单半球形球冠网壳框架；

步骤4、水平环向球壳梁安装：在横向和纵向主曲面球壳梁基础上安装水平环向球壳梁，加强简单半球形网壳框架稳定性；

步骤5、纵向次曲面球壳梁安装：在简单半球形球冠网壳框架上补充安装纵向次曲面球壳梁；

步骤6、横向次曲面球壳梁安装：安装横向次曲面球壳梁，整个半球形球冠网壳安装完成；

步骤7、拆撑卸载：对纵向和横向主曲面球壳梁下的支撑逐点进行卸载，将受力点逐步转移到主体结构上。

所述的半球形球冠网壳的安装方法，步骤2~ 步骤6中，曲面球壳梁单元根据吊装设备性能和节点位置进行分段。

所述的半球形球冠网壳的安装方法，在实施安装工程前采用全过程安装及卸载模拟。

所述的半球形球冠网壳的安装方法，步骤2和步骤3中支撑结构与主体结构相连部分采用法兰盘连接，所述支撑结构包括立柱和斜撑组成，所述斜撑与立柱以铰接方式释放节点弯矩。

本发明采用将曲面球壳梁人为划分为纵向主结构、纵向次结构、水平环向加固结构、横向主结构、横向次结构的方法，将空间构件拼装精度控制难度大的问题限制在了主结构安装阶段，将精度控制难度大的构件减少了一半以上，从而使工作效率提高，施工精度更便于控制。在划分的主结构安装完成后，结构的稳定性问题提前得到解决，减少了支撑结构的用量，有利于工程成本控制。同时本发明针对半球形球冠网壳结构安装就位后变形量大的特点，提出了一种主曲面球壳梁支撑结构，该支撑结构具有材料用量少，卸载操作方便的特点。

附图说明

图1是半球形球冠网壳示意图。

图2是半球形球冠网壳的主结构曲面球壳梁示意图。

图3是本发明的施工方法流程图。

图4是本发明的安装流程示意图。

图5是本发明中临时支撑布置示意图。

图6是本发明中临时支撑的结构示意图。

图7是本发明中临时支撑的拆卸流程示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本发明。

图1为半球形球冠网壳示意图，主体结构构件多为弧形方管，相邻方管间用连接板连接，结构跨度为63m，球壳结构内最大高差为20m。由于球壳结构拼接精度控制难度大，安装完毕前结构不稳定，决定采用将曲面球壳梁人为划分为纵向主结构、纵向次结构、横向主结构、横向次结构以及水平环向加固结构的方法，把安装难度控制在主结构范围内。在主结构施工完毕后，整个半球形球冠网壳结构稳定性问题基本解决，后续空间构件拼接精度更易于控制。

图2为主结构曲面球壳梁示意图，该主结构曲面球壳梁由横向和纵向空间构件共同组成，在相交节点下方设有可调节标高的支撑结构，在安装过程中便于对精度的调节。

如图3、图4、图5所示，一种半球形球冠网壳的安装方法，包括：

步骤401：根据纵向主曲面球壳梁节点位置，按一定间距布置支撑，把纵向主曲面球壳梁安装就位；

步骤402：布置横向主曲面球壳梁支撑，将横向主曲面球壳梁安装就位，与纵向主曲面球壳梁形成简单半球形球冠网壳框架；

步骤403：在横向和纵向主曲面球壳梁基础上安装水平环向球壳梁，加强简单半球形网壳框架稳定性；

步骤404：在简单半球形球冠网壳框架上补充安装纵向次曲面球壳梁；

步骤405：安装横向次曲面球壳梁，整个半球形球冠网壳安装完成。

如图6和图7所示，临时支撑可以按下述步骤拆卸：

步骤601：在卸载牛腿上均匀布置四个千斤顶，顶升，由千斤顶代替支撑柱端头受力；

步骤602：切割牛腿与上部结构间的支撑柱；

步骤603：千斤顶下降，支撑结构不再对上部结构传力。

本发明采用计算机进行全过程动态模拟分析跟踪，根据计算机的模拟数据，半球形球冠网壳安装全过程的数据均未出现异常情况，整个钢结构拼装质量合格率达到100%，各项指标均满足设计要求。