一种用于W形钢结构曲面屋盖施工方法

技术领域

本发明涉及建筑钢结构屋盖施工技术领域，尤其涉及一种用于W形钢结构曲面屋盖施工方法。

背景技术

在高速发展的城市建设中，大型商业综合体钢结构屋盖结构形态各异，层出不穷，如何在安全的基础上，又能保证质量的前提下高效完成异形钢结构屋盖工程的建设，成为每位工程建设者思考的难题。尤其是在无法采用登高车辆作业、汽车吊作业空间受限的情况下，采用何种方式进行钢结构屋盖施工是工程向前推进的关键技术，也是工程能否按期履约的关键。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于W形钢结构曲面屋盖施工方法，包括如下步骤：

S1、施工准备：将W形钢结构曲面屋盖进行分段加工，现场拼装，拟定适合现场施工的W形钢结构曲面屋盖吊装方案，确定W形钢结构曲面屋盖施工工艺流程；

S2、建立模型：建立BIM施工模型，模拟树状钢结构屋盖全过程吊装流程；

S3、一级分叉柱吊装：采用塔吊起吊一级分叉柱，支撑落地定位点测量标记吊装就位；

S4、二级分叉柱吊装：一级柱安装就位后，进行二级柱安装，二级柱安装同样采用塔吊进行吊装；

S5、封边钢梁与内圈分区钢梁支撑胎安装：采用“主结构原位胎架安装工艺”进行施工，为此根据钢结构屋盖结构形式和封边钢梁分段，屋盖封边钢梁下方布置格构柱作为临时支撑胎架；

S6、满堂支撑架搭设：采取满堂脚手架散装法搭设；

S7、封边钢梁吊装：预先搭设龙门支架，封边钢梁分段吊装，对接，利用全站仪和水平仪，测量封边钢梁的多处坐标，控制好线型后采用马板与龙门支架进行临时焊接固定；

S8、内圈分区钢梁吊装：预先搭设龙门支架，内圈分区钢梁分段吊装，对接，利用全站仪和水平仪，测量内圈分区钢梁的多处坐标，控制好线型后采用马板与龙门支架进行临时焊接固定；

S9、贯通钢梁安装：竖向在加工预制成整根贯通钢梁，采用贯通式吊装法，贯通钢梁就位后两端直接与封边钢梁或内圈分区钢梁进行焊接固定，利用全站仪和水平仪，测量网格的多处坐标，控制好线型后采用马板与龙门支架进行临时焊接固定；

S10、嵌补钢梁安装：通过自制的吊装装置与贯通钢梁上的鼓型节点进行焊接固定，后使用自制吊装装置吊装嵌补钢梁，进行嵌补钢梁安装，利用全站仪和水平仪，测量鼓型节点的多处坐标，控制好线型后与鼓形节点进行焊接固定；

S11、三级分叉柱4安装：三级分叉柱安装前，形成进行复尺，采用塔吊进行吊装；

S12、钢结构曲面屋盖卸载：通过直接切割月牙板或管支撑顶端的方法来完成卸载；

S13、验收。

优选地，所述一级分叉柱的数量为12根，吊装就位后采用焊接固定并使用拉索进行稳固。

优选地，所述二级分叉柱的数量为36根，吊装就位后采用焊接固定并使用拉索进行稳固，胎架的底部坐落于地下室的顶板或屋面的顶板上。

优选地，步骤S5中，采用“主结构原位胎架安装工艺”进行施工，在封边钢梁及内圈分区钢梁10下方布置格构柱作为临时支撑胎架，胎架顶部设置千斤顶和定位校正装置。

优选地，所述满堂支撑架的支撑采用Φ48×3.2承插型盘扣式钢管，立杆纵横间距1.2m×1.2m，步距1.5m，扫地杆距基础面小于等于550mm，板底支撑连接方式为U型顶托，立杆底部设置可调式底座或垫木。

优选地，步骤S11中，所述三级分叉柱的数量为108根。

本发明的有益效果为：解决了在W形钢结构曲面屋盖吊装施工阶段，解决无法采用登高车辆作业、汽车吊作业空间受限的技术问题。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是钢结构屋盖施工流程图；

图2是钢结构分叉柱示意图；

图3是分叉柱节点示意图；

图4是钢结构鼓型节点示意图；

图5是W型钢结构曲面屋盖平面示意图。

图中：1、一级分叉柱；3、二级分叉柱；4、三级分叉柱；6、嵌补钢梁；7、贯通钢梁；8、鼓型节点；9、封边钢梁；10、内圈分区钢梁。

具体实施方式

下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

参照图1至图5，本发明一种用于W形钢结构曲面屋盖施工方法具体包括如下步骤：

第一步：施工准备：

1、成立W形钢结构曲面屋盖吊装方案攻关小组，明确组织结构和人员分工。

2、根据原设计图纸进行深化，针对W形钢结构曲面屋盖结构构件形式多样，节点形式复杂的问题，将W形钢结构曲面屋盖进行分段加工，现场拼装。

3、根据施工图纸及深化图纸仔细分析，理解设计意图和深度，拟定适合现场施工的W形钢结构曲面屋盖吊装方案。

4、结合现场实际情况、方案可操作性及成型后的质量，最终确定W形钢结构曲面屋盖施工工艺流程。

5、对所有工人进行技术交底和岗前技术培训交底。

第二步： 施工过程模拟：

建立BIM施工模型，模拟树状钢结构屋盖全过程吊装流程，确保吊装全过程安全有序进行。

第三步：一级分叉柱1吊装：

1、一级分叉柱1共12支。

2、支撑落地定位点测量标记。

3、吊装就位，过程控制好每个分叉顶部的坐标和标高。

4、焊接固定并采用拉索进行稳固。

第四步：二级分叉柱3吊装：

1、二级分叉柱3共36根。

2、吊装就位，过程控制好每个分叉顶部的坐标和标高。

3、焊接固定并采用拉索进行稳固。

第五步：封边钢梁9与内圈分区钢梁10支撑胎安装：

1、采用“主结构原位胎架安装工艺”进行施工，为此根据钢结构屋盖结构形式和封边钢梁分段，封边钢梁及内圈分区钢梁10下方布置格构柱作为临时支撑胎架。

2、胎架的底部坐落于地下室的顶板或屋面的顶板上，尽量布置在混凝土结构基础底板、承台或混凝土柱头上忙，胎架底部落点无持力结构，采用路基箱作柱底持力结构。胎架顶部设置千斤顶和定位校正装置。

3、封边钢梁临时支撑体系保持稳定措施：封边钢梁使用格构柱进行临时支撑，格构柱截面大，并加大底座尺寸。在满堂脚手架搭设后，可以利用水平杆和盘扣与其连接，增加稳定性。

第六步：满堂支撑架搭设：

钢采取满堂脚手架散装法，所用支撑采用Φ48×3.2承插型盘扣式钢管，立杆纵横间距1.2m×1.2m，步距1.5m，扫地杆距基础面不大于550mm，板底支撑连接方式为U型顶托，立杆底部设置可调式底座或垫木。

第七步：外圈封边钢梁9吊装：

1、根据塔吊工况、结合钢梁扭曲造型，根据便于运输和现场对接的原则合理划分钢梁对接位置，并依据对接位置的坐标点和标高预先搭设龙门支架。

2、钢梁分段吊装，对接;对于弯扭钢梁，安装就位要进行空间定位需进行微调并保持平衡，因此设置三个吊点，吊装时，三根吊索，设置详情如图所示，三个吊点保持平衡，两个带手拉葫芦的进行微调。

3、利用全站仪和水平仪，测量封边钢梁9的多处坐标，控制好线型后采用马板与龙门支架进行临时焊接固定。

第八步：内圈分区钢梁吊装：

1、根据塔吊工况、结合钢梁扭曲造型，根据便于运输和现场对接的原则合理划分钢梁对接位置，并依据对接位置的坐标点和标高预先搭设龙门支架。

2、钢梁分段吊装，对接。

3、利用全站仪和水平仪，测量内圈分区钢梁的多处坐标，控制好线型后采用马板与龙门支架进行临时焊接固定。

第九步：贯通钢梁7安装：

1、竖向在加工预制成整根钢梁，采用贯通式吊装法，钢梁就位后两端直接与封边钢梁9或内圈分区钢梁进行焊接固定。

2、利用全站仪和水平仪，测量网格的多处坐标，控制好线型后采用马板与龙门支架进行临时焊接固定，在贯通钢梁7安装时，贯通钢梁7施工利用满堂脚手架设置钢管临时支撑或门式临时支撑，临时支撑体系在钢结构安装及卸载过程中起着重要作用，其设计遵循以下原则：满足钢结构安装及卸载过程中的受力及稳定性要求；临时支撑系统设计时考虑节点安装位置、安装调节空间及调节方法；胎架设计时根据各节点标高、位置及下方混凝土结构形式，组合考虑标准节及非标准节。

第十步：嵌补钢梁6安装：

自制吊装装置与贯通钢梁7上的鼓型节点8进行焊接固定，安装就位验收合格后，使用自制吊装装置吊装嵌补钢梁6，进行嵌补钢梁6安装。

嵌步钢梁施工顺序根据贯通钢梁7施工顺序进行焊接固定，控制好节点焊接成型质量。

3、利用全站仪和水平仪，测量鼓型节点8的多处坐标，控制好线型后与鼓形节点进行焊接固定。

第十一步：三级分叉柱4安装：

1、三级分叉柱4共108根。

2、三级分叉柱4安装前，形成进行复尺，确保三级柱，工厂加工制作尺寸精准，避免因尺寸错误，造成无法安装。

第十二步：钢结构屋盖卸载：

1、卸载原则：卸载是将结构从支撑受力状态下，转换到自由受力状态的过程，即在保证现有钢结构临时支撑体系整体受力安全、主体结构由施工安装状态顺利过渡到设计状态。临时支撑卸载遵循卸载过程中结构构件的受力与变形协调、均衡、变化过程缓和、结构多次循环微量下降并便于现场施工操作即“分区、分节、等量，均衡、缓慢”的原则来实现，并遵循结构最终变形最大位置先卸载的原则。

2、卸载部位及方法：常规钢结构支撑卸载方法具有局限性，通过直接切割月牙板或管支撑顶端的方法来完成卸载。

3、卸载顺序;W形曲面钢屋盖Y型钢柱支撑比较均匀，但应遵循结构最终变形最大位置先卸载的原则。

第十三步：验收：

安装完成后，组织检测单位对焊缝进行检测，检测合格后，由施工单位组织相关人员进行自检，自检合格后,向监理单位提交书面验收申请。

如上，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。