一种屋顶网架安装施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其是涉及一种屋顶网架安装施工方法。

背景技术

随着建筑市场的不断发展，建筑工程质量标准要求也越来越高，钢结构网架工程越来越广泛应用，传统施工方法是用脚手架搭设施工平台后在高空进行网架拼装。这样的网架施工方法采用了大量的脚手架，周转材料使用量巨大，周期长、费用高。

根据建筑的美观性和实用性等需求，一些屋顶上需要设置曲面状的网架结构，增大了网架结构的制造难度且对装配精度要求较高，在网架结构提升的过程中容易还产生应力集中，进一步增大了网架结构的安装困难性。由于网架结构较大，误差积累使得实际制造出来的网架结构与设计的网架结构的尺寸和形状差别较大，致使网架结构无法使用、浪费资源，尺寸与形状的改变甚至会影响网架的力学稳定性，从而影响建筑的安全使用。此外，现有的网架结构制造过程伴随着大量的高空作业，增大了施工人员的施工难度和作业时间，也提升了安全事故的发生率。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种屋顶网架安装施工方法，以解决现有曲面状的屋顶网架结构的制造和安装难度大的问题。

本发明提供了一种屋顶网架安装施工方法，所述网架形成为曲面结构，其中，所述屋顶网架安装施工方法包括：

S10、依据所述网架的结构和尺寸划分为多个网架单元，每个所述网架单元包括多个节点组件，所述节点组件包括球节点件和布设在所述球节点件周围的杆件；

S20、将所述网架的空间坐标转换为投影于地面的平面坐标；

S30、依据所述平面坐标在所述地面进行放线定位，所述球节点件与放线形成的网格交叉点对应；

S40、依据放线确定提升装置安装位置，每个所述网架单元的所在区域内立设多个提升装置，以升起所述网架单元至预设位置；

S50、在所述地面上设置支撑平台，用于支撑所述球节点件；

S60、在所述支撑平台上进行所述节点组件的连接，以形成所述网架单元；

S70、将所述网架沿高度方向分成多段高度区域，所述提升装置将位于最高的所述高度区域内的所述网架单元提升至一端离开所述支撑平台，并将升起且相邻的所述网架单元连接；

S80、所述提升装置由高至底地将位于不同所述高度区域内的所述网架单元分次逐步提升，使得所述网架中位于顶部的所述网架单元至位于底部的所述网架单元在所述提升装置的逐步提升中顺次连接，以完成所述网架的组装；

S90、将组装完成的所述网架提升至屋顶的标高位置并进行安装固定。

优选地，步骤S80中，还包括：S81、将同批次升起且相邻的所述网架单元连接，且与高于其主体的所述网架单元连接，使得所述网架的连接与提升交替进行，以在所述网架升至所述标高位置前完成组装。

优选地，步骤S50中，还包括：S51、所述支撑平台的顶部形成有水平设置的支撑部，在所述支撑部上确定所述球节点件的投影位置并再次放线，以精确每个所述网架单元的位置；

S52、所述支撑部的顶部设置有调节件，所述球节点件放置于所述调节件上，所述调节件能够调节所述球节点件与所述支撑部之间的距离，使得连接后的所述网架单元与所述网架中的部分曲面结构一致。

优选地，步骤S60中，还包括：S61、所述网架单元组装完成前对每个所述节点组件的装配精度进行校核，且对于不合格的所述节点组件进行调整；

步骤S80中，还包括：S82、所述网架组装完成后对整体尺寸进行复核，且对于不合格的所述节点组件进行校正。

优选地，所述杆件的长度方向上的两端部分别与其两侧的所述球节点件连接；所述球节点件包括设置在所述网架顶部的上弦球和设置在所述网架底部的下弦球，所述杆件包括设置在两个所述下弦球之间的下弦杆、设置在所述上弦球和所述下弦球之间的腹杆和设置在两个所述上弦球之间的上弦杆；

所述节点组件的连接步骤为：先将所述下弦球和所述下弦杆连接；再将所述下弦球上安装所述腹杆和所述上弦球，最后再将所述上弦杆安装在两个所述上弦球之间。

优选地，所述提升装置包括垂直于地面设置的拔杆和设置在所述拔杆顶部的起吊件，所述起吊件形成有与所述网架单元连接的起吊部，所述起吊部与所述网架单元的连接处设置有防护件，所述防护件由柔软的材料形成；

所述起吊件形成为定滑轮组件。

优选地，所述提升装置的每次提升动作包括预试提升和正式提升；

所述预试提升使得所述网架单元离开所述支撑平台至预试高度并维持预试时间，在确定所述提升装置和所述网架单元的受力情况稳定后进行所述正式提升；

所述正式提升使得所述网架单元离开所述支撑平台至正式高度，在所述网架单元提升至所述正式高度前持续检查所述提升装置和所述网架单元的受力情况；所述正式高度大于所述预试高度。

优选地，多个所述提升装置沿所述网架形成的曲面状结构的镜像轴线对称布设；

所述提升装置同步提升，相邻的两个所述提升装置的提升高度差不超过相邻的吊点间距的1/400且不大于20mm；

所述网架单元的边缘设置有防摇控制件，以辅助所述网架单元的提升和连接。

优选地，所述节点组件形成为四棱锥状结构或三棱锥状结构；每个所述网架单元由中心向周向逐节点连接形成。

优选地，组装完成后的所述网架在周向上设置有支座，所述提升装置将所述网架提升并落至在所述屋顶上的预埋件，所述支座与所述预埋件连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的屋顶网架安装施工方法其操作简单、定位准确，通过分单元制造且分批次提升并连接的方式，降低组装难度且提升装配精度和施工速度，节约人力物力，从而节约制造成本且保证了网架的质量满足设计需求。此外，大大减少了施工人员的高空作业时间，减少了发生安全施工的几率。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例提供的屋顶网架安装施工方法中提升装置提升网架单元时的结构示意图；

图2为本发明的实施例提供的屋顶网架安装施工方法中提升装置分次逐步提升网架单元时的结构示意图；

图3为本发明的实施例提供的屋顶网架安装施工方法中支撑平台的布局示意图；

图4为本发明的实施例提供的屋顶网架安装施工方法中支撑平台的结构示意图。

图标：10-网架单元；11-上弦球；12-下弦球；13-上弦杆；14-腹杆；15-下弦杆；20-提升装置；21-拔杆；22-起吊件；30-支撑平台；40-地面。

具体实施方式

提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物将是显而易见的。例如，这里所描述的操作的顺序仅仅是示例，其并不限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域中已知的特征的描述。

这里所描述的特征可以以不同的形式实施，并且不应被解释为局限于这里所描述的示例。更确切地说，已经提供了这里所描述的示例仅用于示出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的实现这里描述的方法、设备和/或系统的诸多可行方式中的一些方式。

在整个说明书中，当元件(诸如，层、区域或基板)被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件、“在”另一元件“之上”或“覆盖”另一元件时，其可直接“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件、“在”另一元件“之上”或“覆盖”另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件、“直接结合到”另一元件、“直接在”另一元件“之上”或“直接覆盖”另一元件时，可不存在介于它们之间的其他元件。

如在此所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项中的任何一项和任何两项或更多项的任何组合。

尽管可在这里使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各个构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语所限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分相区分。因此，在不脱离示例的教导的情况下，这里所描述的示例中所称的第一构件、组件、区域、层或部分也可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。

为了易于描述，在这里可使用诸如“在……之上”、“上部”、“在……之下”和“下部”的空间关系术语，以描述如附图所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间关系术语意图除了包含在附图中所描绘的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为相对于另一元件位于“之上”或“上部”的元件随后将相对于另一元件位于“之下”或“下部”。因此，术语“在……之上”根据装置的空间方位而包括“在……之上”和“在……之下”两种方位。所述装置还可以以其他方式定位(例如，旋转90度或处于其他方位)，并将对在这里使用的空间关系术语做出相应的解释。

在此使用的术语仅用于描述各种示例，并非用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数的形式也意图包括复数的形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在的所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。

由于制造技术和/或公差，可出现附图中所示的形状的变化。因此，这里所描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间出现的形状上的改变。

这里所描述的示例的特征可按照在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管这里所描述的示例具有各种各样的构造，但是如在理解本申请的公开内容之后将显而易见的，其他构造是可能的。

根据本发明提供一种屋顶网架安装施工方法，在下文中，将描述根据本实施例的屋顶网架安装施工方法的具体实施步骤。

在本实施例中，施工人员实施网架安装前需要设计人员进行图纸设计和会审以确定方案，并得到施工人员需要进行组装和安装于屋顶上的曲面状的网架结构，网架组装前需要根据网架结构中的所需零部件进行采买并运输至安装现场。

在本实施例中，施工人员实施屋顶网架安装施工的方法包括如下步骤：

S10、依据网架的结构和尺寸划分为多个网架单元10，即整个尺寸较大的网架结构拆分为多个尺寸较小的片状区域；拆分形成的网架单元10的形状可以为多个矩形阵列的片状结构，如此提升各网架单元10定位的准确性，以便于各网架单元10连接组装；网架单元10的尺寸优选地拆分为弯曲弧度较小的曲面结构，使得网架单元10的形状接近于平面，以便于施工，如此提升每个网架单元10制造的精确性进而保证网架结构的整体质量和装配精度。

在实施例中，如图1和图2所示，每个网架单元10包括多个节点组件，节点组件包括球节点件和布设在球节点件周围的杆件；具体的，杆件的长度方向上的两端部分别与其两侧的球节点件连接，且杆件的端部与球节点表面完全贴合，杆件形成为圆柱形的管状结构，球节点件形成为空心球体结构，以减轻网架的重量。为保证网架单元10的结构强度，杆件与球节点件的连接方式为焊接。

在本实施例中，节点组件形成为四棱锥状结构或三棱锥状结构，即每个节点组件包括5个球节点件和8个杆件以连成四棱锥状结构，或每个节点组件包括4个球节点件和6个杆件以连成三棱锥状结构，需要说明的是，相邻设置的节点组件可以共用球节点件和杆件。

此外，在优选的实施方式中，每个网架单元10由中心向周向逐节点连接形成，如此便于多位施工人员沿不同的方向同时施工，以节省网架单元10的连接时间、提升施工效率。

需要进一步说明的是，所有的球节点件和杆件在连接前需要对其表面清理、质量及尺寸规格检验和数量清点，此外，为了方便施工，提高工程进度，可以依据设计图纸暂分多个前期准备区域，如4个，4个前期准备区域分别均分于施工场地的四角，按每个区域所需的球节点件和杆件分区进料，且在球节点件和杆件进行标号以便于施工人员对号组装。

S20、将网架的空间坐标转换为投影于地面40的平面坐标，如此使得施工人员可以在地面40上对弯曲弧度较小且形状近似于平面的曲面状网架单元10进行组装；需要说明的是，网架单元10的组装过程中需严格用测量装置测量其空间坐标位置，以确保整体网架尺寸准确。在实施例中，测量装置可以为全站仪。

S30、依据平面坐标在地面40进行放线定位，放线定位的线条优选地形成为横竖交叉的网格状结构，球节点件与放线形成的网格交叉点对应，如此在地面40上形成可视化的定位基准，以确定球节点件的投影位置、提升网架单元10组装的精确性。

S40、依据放线确定提升装置20的安装位置，提升装置20是用于将在贴近地面40组装完成后的网架单元10向靠近屋顶的方向提升，每个网架单元10的所在区域内立设多个提升装置20，多个提升装置20共同作用以升起网架单元10至预设位置。

在本实施例中，如图1和图2所示，提升装置20包括垂直于地面40设置的拔杆21和设置在拔杆21顶部的起吊件22，拔杆21形成为竖直的杆状结构，杆状结构的拔杆21的顶部向外凸出以便于连接起吊件22，起吊件22设置有多个，多个起吊件22围绕与所述拔杆21的周向布设。起吊件22形成有与网架单元10连接的起吊部，起吊部与网架单元10的连接处设置有防护件，防护件由柔软的材料形成，以对网架单元10形成保护，避免划伤杆件或导致杆件变形，从而影响网架结构的整体强度和尺寸形状精度。

在实施例中，防护件可以为橡胶垫。起吊件22形成为定滑轮组件，起吊部形成为吊钩，定滑轮组件包括与吊钩连接的吊绳。在优选的实施方式中，如图2和图2所示，提升装置20起吊的过程中，吊绳与拔杆21之间的夹角在15°至70°之间，如此提高提升装置20吊接网架单元10的可靠性，在保证提升装置20起吊能力的同时避免吊绳断裂，从而保证网架安装施工的安全性。

在本实施例中，多个拔杆21均匀地分布在每个网架单元10的所在区域，且每个拔杆21上的多个起吊件22的受力情况近似相等，以保证提升装置20能够平稳地将网架单元10提升。提升装置20在提升网架单元10时的动力系数可以为1.2，以进一步地保证网架单元10能够被平稳提升。

在优选的实施方式中，多个提升装置20沿网架形成的曲面状结构的镜像轴线对称布设，如此便于控制所有提升装置20受力情况相近；网架可以为经一次弯曲形成或多次弯曲形成的弧面，或凸出的半球面。

需要说明的是，在拔杆21安装前，位于拔杆21下方的地基要夯实垫平。在实施例中，拔杆21的地基设置有增强基础，增强基础由混凝土材料形成，以增大提升装置20承重后的地基强度，从而保证提升装置20使用可靠，网架提升和安装工作顺利进行。

此外，在实施例中，垂直于地面40的拔杆21的轴线需要与放线定位处重合，以避免网架单元10完全离开地面40后受力中心点偏移，造成不安全的因素。为了保证拔杆21的垂直度，在拔杆21的安装过程中可以应用经纬仪辅助垂立，并配合缆风绳、斜撑等构件随时调整固定，缆风绳的端部可以与建筑物紧固。

在实施例中，为防止拔杆21承重后中心点偏移，拔杆21端部用缆风绳串联紧固，并注意紧固时缆风绳要受力均匀且用卡扣卡牢。此外，拔杆21整体安装完毕后，应再次使用经纬仪整体校核，以保证提升装置20的安装精度、确保提升装置20能够将网架单元10平稳提升。

S50、在地面40上设置用于支撑球节点件的支撑平台30。

在实施例中，如图3和图4所示，支撑平台30形成为具有预定高度的块状或柱状结构，以将球节点件撑起并离开地面40。支撑平台30可以由砖垛砌筑形成，支撑平台30也可以采用钢管等其他结构，只要具有足够的支撑强度和稳定性即可。支撑平台30与下述下弦球12一一对应设置，多个支撑平台30呈矩形阵列状。

S51、支撑平台30的顶部形成有水平设置的支撑部，在支撑部上确定球节点件的投影位置并再次放线，以精确每个网架单元10的位置。

在实施例中，支撑部可以用水平仪进行找平，以保证球节点件放置平稳。在优选的实施方式中，在支撑部中心处划出与放线位置相同的十字中心线，以保证球节点件(即下弦球12)的放置位置准确。

S52、支撑部的顶部设置有调节件，球节点件放置于调节件上，调节件能够调节球节点件与支撑部之间的距离，使得连接后的网架单元10与网架中的部分曲面结构一致。

在实施例中，调节件可以选用可调圆环，可调圆环放置在支撑部上时，其轴线与上述十字中心线重合。

S60、在支撑平台30上进行节点组件的连接，以形成网架单元10。

S61、网架单元10组装完成前对每个节点组件的装配精度进行校核，且对于不合格的节点组件进行调整，校核过程可以使用测量尺，必要时还可以采用经纬仪和水平仪配合得出各点的高低差。

在实施例中，如图1和图2所示，球节点件包括设置在网架顶部的上弦球11和设置在网架底部的下弦球12，杆件包括设置在两个下弦球12之间的下弦杆15、设置在上弦球11和下弦球12之间的腹杆14和设置在两个上弦球11之间的上弦杆13。节点组件的连接步骤为：先将下弦球12和下弦杆15连接；再将下弦球12上安装腹杆14和上弦球11，最后再将上弦杆13安装在两个上弦球11之间。在实施例中，下弦球12放置于支撑平台30，网架单元10在支撑平台30上进行组装。

需要说明的是，焊接过程包括定位焊、打底焊和成型焊；定位焊可以在杆件和球节点件的连接处均匀地分布3至4处点焊，保证杆件和球节点件固定且定位准确，当杆件的管径≤114mm时，按周长平均3点固定；当杆件的管径＞114mm时，按周长平均4点固定，每个焊点长度15mm至20mm，焊接厚度为杆件壁厚的2/3，如此能够有效地保证焊接的稳定性和可靠性。此外，需要将网架单元10中每一个球节点件上需要连接的杆件全部打底焊后再进行成型焊，以防止产生焊接应力集中，容易导致网架变形。

S70、将网架沿高度方向分成多段高度区域，提升装置20首先将位于最高的高度区域内的网架单元10提升至离开支撑平台30，水平放置在支撑平台30上且具有弧度的网架单元10被提升装置20提升吊起，吊起的网架单元10由水平状态扭转倾斜一定角度，使得网架单元10的姿态与其在网架中的位置结构一致；网架单元10的姿态确定后将升起且相邻的网架单元10的连接，使得连接后的网架单元10形成为整体网架中的部分结构。

在实施例中，每段高度区域可以相同或不同，高度区域的尺寸需要以节点组件为一个单位，即无论高度区域划分的尺寸为如何，球节点件和杆件的结构均始终为一个整体，不可将球节点件或杆件分割切断。

S80、提升装置20由高至底的将位于不同高度区域内的网架单元10分次逐步提升，使得网架中位于顶部的网架单元10至位于底部的网架单元10在提升装置20的逐步提升中顺次连接，以完成网架的组装。

S81、同批次升起且相邻的网架单元10连接，且与高于其主体的网架单元10连接，使得网架的连接与提升交替进行，以在网架升至标高位置前完成组装，各个提升装置20逐步接力提升后共同地将网架升至标高位置，如此避免施工人员长时间地进行高空作业，从而降低安全事故发生的几率。

S82、网架组装完成后对整体尺寸进行复核，且对于不合格的节点组件进行校正，以保证网架的尺寸和形状精度。

在实施例中，网架单元10的边缘均形成为球节点件，相邻的两个网架单元10中，一者的位于结构边缘处的球节点件形成为上弦球11，另一者的位于边缘处的球节点形成为下弦球12；相邻的两个网架单元10在吊起状态下连接时，仅需在两个网架单元10之间设置杆件即可。

在实施例中，提升装置20同步提升，相邻的两个提升装置20的提升高度差不超过相邻的吊点间距的1/400且不大于20mm，如此保证网架单元10能够平稳地水平上升。

此外，在本实施例中，网架单元10的边缘设置有防摇控制件，以辅助网架单元10的提升和连接。防摇控制件为水平控制葫芦，以避免网架单元10在提升和连接时出现晃动。

在本实施例中，提升装置20的每次提升动作包括预试提升和正式提升；预试提升使得网架单元10离开支撑平台30至预试高度并维持预试时间，在确定提升装置20和网架单元10的受力情况稳定后进行正式提升，预试高度可以为10cm，预试时间可以为12h，预试提升阶段中需要检查拔杆21的受力情况、拔杆21的地基是否存在下沉现象、起吊件22受力是否均匀以及缆风绳是否松动；正式提升使得网架单元10离开支撑平台30至正式高度，正式高度可以为50cm，在网架单元10提升至正式高度前持续检查提升装置20和网架单元10的受力情况；正式高度大于预试高度。

此外，在本实施例中，为保证网架提升的平衡，拔杆21上还设置有刻度，提升起的网架单元10上悬挂线锤和钢卷尺，以保证各个提升装置20同步提升网架，使得保持网架平衡。

需要说明的是，网架组装完成后还需进行封边、涂漆处理。

S90、将组装完成的网架提升至屋顶的标高位置并进行安装固定。

在本实施例中，组装完成后的网架在周向上设置有支座，提升装置20将网架提升并落至在屋顶上的预埋件，支座与预埋件连接。网架升至的标高位置需要高于预埋件，高出的尺寸可以为500mm至600mm，以便施工人员调整并对准，如此保证网架精准落至预埋件。

根据本发明屋顶网架安装施工方法，其操作简单、定位准确，通过分单元制造且分批次提升并连接的方式，降低组装难度且提升装配精度和施工速度，节约人力物力，从而节约制造成本且保证了网架的质量满足设计需求。此外，大大减少了施工人员的高空作业时间，减少了发生安全施工的几率。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。