使用螺栓球桁架提升机提升大跨度穹顶网架的施工方法 [0002] 网壳结构为大跨度空间结构的优秀代表，其得到了广泛的应用。以螺栓球节点联 结的球形钢网壳具有造型新颖美观、富于变化、雄伟、高大、杆件规律性强、网格划一、空间 刚度大和整体性好等优点。 [0003] 然而，现有的大跨度穹顶网架基本上都是以高空散装法进行施工，即是在高空作 业将杆件和螺栓球逐个联结。该方法施工工期长、施工成本大、高空作业质量不容易控制。
[0004] 基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种使用螺栓球桁架提升机提升 大跨度穹顶网架的施工方法，该方法有利于缩短施工工期，节约施工成本，并有利于更好地 对施工质量进行控制，工程质量一次成优。 [0005] 其技术方案如下：
[0006] -种使用螺栓球桁架提升机提升大跨度穹顶网架的施工方法，包括以下步骤：
[0007] 通过杆件拼接出大跨度穹顶网架的中心网架；
[0008] 使用螺栓球桁架提升机将所述中心网架由构筑物底部提升至构筑物顶部预定位 置，并进行临时固定；
[0009] 围绕中心网架并使用杆件续拼大跨度穹顶网架的外围网架，使外围网架连接中心 网架和构筑物顶端。
[0010] 由于中心网架的拼接可在地面作业完成，中心网架在拼接完成后再提升至构筑物 顶部预定位置续拼外围网架，则与传统的高空散装法相比，施工难度降低，从而能够提高施 工效率，节约施工成本，也更有利于控制施工质量。而通过使用螺栓球桁架提升机来提升所 述中心网架或大跨度穹顶网架，可以实现中心网架各吊点的受力均衡和稳定，可以较好地 控制中心网架或大跨度穹顶网架的提升，这有利于避免中心网架在提升过程中出现故障， 从而更有利于提高施工效率和控制施工质量。
[0011] 进一步地，所述中心网架通过多台螺栓球桁架提升机由构筑物底部中央同步提升 至构筑物顶部预定位置，在提升所述中心网架前，预先在构筑物顶端安装多台所述的螺栓 球桁架提升机，并使该多台螺栓球桁架提升机绕构筑物的周向等间隔设置。因而，有利于实 现中心网架上各吊点的受力均衡。
[0012] 进一步地，所述的螺栓球桁架提升机包括有螺栓球桁架、吊重装置以及动力装置， 所述的螺栓球桁架包括底座、架身以及吊臂架，所述的架身固定安装在所述的底座上，所述 的吊臂架固定连接在所述的架身上，且吊臂架相对于架身具有倾斜角度而使该吊臂架的下 方形成吊载空间，所述的吊重装置安装在所述的螺栓球桁架上，该吊重装置与所述的动力 装置相配合，使该吊重装置能在吊载空间内吊起物料。因而，所述的动力装置、吊重装置以 及螺栓球桁架之间的配合，使得该螺栓球桁架提升机在提升所述中心网架时还具有操作方 便、容易控制和安全可靠等优点，从而可以更好地控制中心网架的提升，这有助于提高施工 质量和施工效率；另外，由于使用了螺栓球桁架，可以使该螺栓球桁架提升机能够更好的受 力，更能中心网架的重量，使中心网架可以更好地提升。
[0013] 进一步地，所述的螺栓球桁架包括多个三角形单元，所述的架身和吊臂架均由三 角形单元搭建而成，该三角形单元包括螺栓杆和螺栓球，相邻的两个螺栓杆之间通过所述 的螺栓球固定相连，所述螺栓杆为直线型螺栓杆，该直线型螺栓杆的两端均设有螺栓端头， 螺栓端头上设有螺牙，所述的螺栓球上设有螺孔，螺栓端头通过旋入所述的螺孔中而使螺 栓杆与螺栓球固定连接。因而，该结构设计除了使螺栓球桁架提升机能够承受更大的重量 夕卜，还能够便于螺栓球桁架提升机在构筑物顶部的安装。
[0014] 进一步地，所述的吊重装置包括有导向定滑轮、钢丝绳和吊钩，所述的动力装置为 卷扬机，所述吊钩设有动滑轮，所述导向定滑轮固定安装在所述的螺栓球桁架上，所述的钢 丝绳的一端固定在所述吊臂架的前端，钢丝绳的另一端在穿绕所述动滑轮和导向定滑轮后 连接在所述的卷扬机上，所述导向定滑轮设为三个，三个导向定滑轮分别固定安装在架身 与底座的连接处、架身与吊臂架的转角处以及吊臂架前端部的顶点处。因而，该结构设置具 体实现了螺栓球桁架提升机的提升功能，该提升功能的实现方便控制，易于操作。
[0015] 进一步地，在提升中心网架的步骤中，先用螺栓球桁架提升机对中心网架进行试 吊，然后再正式起吊。其目的在于中心网架能够稳定且受力均衡地提升至构筑物顶部预定 位置。
[0016] 进一步地，所述试吊的高度设为300mm，且在试吊高度为200mm时，测量各吊点的 高度，并调整各吊点的高度在同一高度上。通过试吊，有利于避免在正式起吊过程中发生中 心网架提升不平衡等异常情况，且在试吊过程中若出现异常情况能更方便进行调整。
[0017] 进一步地，在试吊后，先暂时停止提升中心网架，并对吊索的连接状态、螺栓球桁 架提升机的受力情况以及吊点的受力状态进行检查，且在检查无误后再正式起吊。
[0018] 进一步地，在正式起吊的步骤中，中心网架每提升50cm作为一个阶段，且在每个 阶段均对吊索的连接状态、螺栓球桁架提升机的受力情况以及吊点的受力状态进行检查， 并根据实际情况对吊点的状态进行调整。其目的在于确保中心网架能够稳定平衡地提升至 构筑物顶部预定位置。
[0019] 进一步地，在正式起吊的步骤中，在每一个提升阶段均确保中心网架上各吊点以 100mm/min的速度同步提升，并确保中心网架相邻两个吊点的高度差小于或等于100mm。即 是确保中心网架以稳定平衡的状态进行提升。
[0020] 进一步地，在中心网架上悬挂有线锤和钢卷尺，在对中心网架进行提升的过程中， 通过观察悬线锤的悬挂状态，并通过钢卷尺观测吊点的高度，观测中心网架提升的平衡状 态，并据此调整中心网架的平衡状态。
[0021] 进一步地，在中心网架提升前，通过钢丝绳对中心网架底部节点进行对拉。因而， 能够控制中心网架底部的径向尺寸，能够防止中心网架在提升过程中产生整体变形。
[0022] 进一步地，在中心网架提升前，对中心网架的吊点处进行加固。因而，能够使中心 网架的吊点位置更加牢靠，使吊索能够更牢靠地与吊点连接。
[0023] 本发明的有益效果在于：本发明能够提高施工效率，缩短施工工期，节约施工成 本，并有利于更好地对施工质量进行控制，工程质量一次成优。




[0024] 图1是本发明实施例所述的使用螺栓球桁架提升机提升大跨度穹顶网架的施工 方法的流程图。
[0025] 图2是本发明实施例所述的螺栓球桁架提升机的整体结构示意图。
[0026] 图3是本发明实施例所述的螺栓球桁架提升机的侧视图。
[0027] 图4是本发明实施例所述的中心网架组装好后正要进行提升的施工示意图。
[0028] 图5是本发明实施例所述的中心网架被提升后完成外围网架拼接的施工示意图。
[0029] 附图标记：
[0030] 1、底座，2、架身，3、吊臂架，4、吊钩，5、导向定滑轮，6、钢丝绳，7、卷扬机，8、中心网 架，9、外围网架，10、构筑物，20、螺栓球桁架提升机。


[0031] 下面对本发明的实施例进行详细说明：
[0032] 如图4和图5所示，一种使用螺栓球桁架提升机提升大跨度穹顶网架的施工方法， 包括以下步骤：
[0033] 通过螺栓球和杆件拼接出大跨度穹顶网架的中心网架；
[0034] 使用螺栓球桁架提升机将大跨度穹顶网架的中心网架由构筑物底部提升至构筑 物顶部预定位置，并进行临时固定；
[0035] 围绕中心网架并使用螺栓球和杆件续拼大跨度穹顶网架的外围网架，使外围网架 连接中心网架和构筑物顶端。
[0036] 上述中心网架通过八台螺栓球桁架提升机由构筑物底部中央同步提升至构筑物 顶部预定位置，八台螺栓球桁架提升机安装在构筑物顶端，并绕构筑物的周向等间隔设置。 螺栓球桁架提升机具体可见图2和图3,其包括有螺栓球桁架、吊重装置以及动力装置，螺 栓球桁架包括底座1、架身2以及吊臂架3,架身2固定安装在所述的底座1上，吊臂架3固 定连接在所述的架身2上，且吊臂架3相对于架身2具有倾斜角度而使该吊臂架3的下方形 成吊载空间，吊重装置安装在螺栓球桁架上，该吊重装置与所述的动力装置相配合，使该吊 重装置能在吊载空间内吊起物料。其中，螺栓球桁架包括多个三角形单元，架身2和吊臂架 3均由三角形单元搭建而成，该三角形单元包括螺栓杆和螺栓球，相邻的两个螺栓杆之间通 过所述的螺栓球固定相连，所述螺栓杆为直线型螺栓杆，该直线型螺栓杆的两端均设有螺 栓端头，螺栓端头上设有螺牙，螺栓球上设有螺孔，螺栓端头通过旋入所述的螺孔中而使螺 栓杆与螺栓球固定连接。上述的吊重装置包括有导向定滑轮4、钢丝绳6和吊钩，上述的动 力装置为卷扬机7,所述吊钩设有动滑轮，所述导向定滑轮4固定安装在螺栓球桁架上，所 述钢丝绳6的一端固定在吊臂架3的前端，钢丝绳6的另一端在穿绕动滑轮和导向定滑轮 4后连接在卷扬机7上，上述导向定滑轮4设为三个，三个导向定滑轮4分别固定安装在架 身2与底座1的连接处、架身2与吊臂架3的转角处以及吊臂架3前端部的顶点处。
[0037] 需要说明的是，图4和图5的中心网架和构筑物仅仅示意出其中的一部分，螺栓球 桁架提升机仅仅示意出其中的一台。
[0038] 上述方法具体包括以下步骤：
[0039] S101 :在将中心网架提升前，先选定吊点。吊点的选定遵循以下原则：（1)确保中 心网架整体受力满足设计要求；(2)吊装支承体系应满足结构强度要求；（3)严格控制提升 过程中中心网架的变形。（4)根据吊点布置设计合理的提升体系及安全储备；（5)中心网架 杆件应力、稳定性及吊点受力按初吊、终吊及完成三个状态采用结构分析软件进行计算分 析。
[0040] S102 :对中心网架的吊点进行加固保护。在吊点处的相邻节点球使用加固杆件和 加固球进行加固。
[0041] S103 :为防止中心网架在提升过程中产生整体变形，在提升前，用8根直径15mm钢 丝绳6将网架底部节点对拉，控制中心网架底部径向尺寸。
[0042] S104:根据现场施工条件及螺栓球桁架提升机结构特点，可采用人工散装及塔吊 配合小单元吊装的施工方法进行安装螺栓球桁架提升机。
[0043] 先用塔吊将桁架材料吊至楼面安装位置，将桁架支座放在下部底座1结构上，然 后人工进行垂直祐1架部分的散装，在确保祐1架支座定位无误后将其与下部底座1结构焊接 牢固。按图拼装桁架锥体单元，每个单元为一个螺栓球和四根杆件。安装时，在已安装的桁 架节点上设四名安装队员，待塔吊把所有拼装的小单元吊至安装位置时，他们迅速把各自 杆件上的高强螺栓拧入相应的螺栓球孔内，且保证螺栓拧入深度。第一个小单元安装结束 后，用同样的方法将其余小单元安装到位，直至桁架安装完成。
[0044] S105:对中心网架进行试吊。备节点、吊具安装就绪，提升过程障碍物全部清除后， 则进行中心网架试吊。试吊的高度设为300mm，且在整个中心网架提升离开支承点200mm高 时，测量吊点高度，并将各吊点的高度调整到一致，然后锚固各活动点并卡牢。其中，在将吊 索捆绑吊点时，在吊点焊接球及与吊索相交的杆件上加垫木块或者麻布，防止对成品构件 的损坏；而吊点高度的测量方法为：在吊点处以同一种绑扎法各挂一把30m的钢卷尺，在对 应的地面插一根圆钢，然后用水准仪测出一个水准点即可。
[0045] S106 :初步试吊后，暂时停吊且停吊的时间不少于0. 5小时，在该时间内对吊具以 及中心网架的受力情况进行检查，确定没问题后再进行正式起吊。
[0046] S107 :对中心网架进行正式起吊。正式起吊时，由提升总指挥发出正式起吊信号， 操作人员启动控制开关，提升开始。各个吊点运行要同步，提升速度l〇〇mm/min。相邻吊点 的高度差不得大于100mm。提升至高度后（就位标高+400mm)，将牵引绳与导向滑轮卡固， 卷扬机7的卷筒用插锁锁固。
[0047] 需要进行说明的是，中心网架的提升，同步控制是关键环节。在提升过程中，中心 网架的偏移和倾斜对螺栓球桁架的受力状态都有不同程度的影响，还会影响中心网架结构 自身的受力状况，使构件应力产生重新分布，对结构提升和结构自身都极为不利。因此，必 须保证在提升过程中同步提升，相邻吊点间的高差不得大于1〇〇_。
[0048] 上述中心网架提升必须八台卷扬机7同步吊装，在网架提升过程中，当监测点汇 报来的信息显示起吊不平衡（即不同步），接近高差允许限量值时，指挥员可根据现场具体 情况作出相应调整。
[0049] 第一种办法为将最高点对应的螺栓球桁架提升机暂停，其它提升机跟进到同一高 度，然后再同速度同时运行。
[0050] 第二种办法为将最高点对应的螺栓球桁架提升机保持档位不变，其它机组由最低 点对应提升机变快1个档位，依次赶上最高点档位后换回原档（此只适用于整体倾斜状 况）。
[0051] 在上述正式起吊的过程中，中心网架每提升50cm作为一个阶段，在每个阶段均对 吊索的连接状态、螺栓球桁架提升机的受力情况以及吊点的受力状态进行检查，并根据实 际情况对吊点的状态随时进行调整。
[0052] 另外，在中心网架上悬挂有线锤和钢卷尺，在对中心网架进行提升的过程中，通过 观察悬线锤的悬挂状态，并通过钢卷尺观测吊点的高度，观测中心网架提升的平衡状态，并 据此调整中心网架的平衡状态。
[0053] S108 :在构筑物的施工平台上沿中心网架的周围进行外围网架的拼装和整体网架 支座部分安装。
[0054] 外围网架的高空续拼和支座部分安装，均利用脚手架进行高空散装，顺序由支座 向两边分步进行。穹顶网架整体焊接结束后，对网架后续杆件结点进行打磨补漆。
[0055] 本实施例具有以下优点或原理：
[0056] 1、由于中心网架的拼接可在地面作业完成，中心网架在拼接完成后再提升至构筑 物顶部预定位置续拼外围网架，则与传统的高空散装法相比，施工难度降低，从而能够提高 施工效率，更有利于控制施工质量。而通过使用螺栓球桁架提升机来提升所述中心网架或 大跨度穹顶网架，可以实现中心网架各吊点较好或较为均匀的受力，可以较好地控制中心 网架或大跨度穹顶网架的提升，这有利于避免中心网架在提升过程中出现故障，从而更有 利于提高施工效率和控制施工质量，工程质量一次成优，因而也能节约施工成本。
[0057] 2、预先在构筑物顶端安装多台所述的螺栓球祐1架提升机，并使该多台螺栓球祐1架 提升机绕构筑物的周向等间隔设置。这有利于实现提升中心网架时各吊点的受力均衡和稳 定。
[0058] 3、上述的动力装置、吊重装置以及螺栓球桁架之间的配合，使得该螺栓球桁架提 升机在提升所述中心网架时还具有操作方便、容易控制和安全可靠等优点，从而可以更好 地控制中心网架的提升，这有助于提高施工质量和施工效率；另外，由于使用了螺栓球桁 架，可以使该螺栓球桁架提升机能够更好的受力，更能中心网架的重量，使中心网架可以更 好地提升。
[0059] 4、上述螺栓球桁架的结构设计除了使螺栓球桁架提升机能够承受更大的重量外， 还能够便于螺栓球桁架提升机在构筑物顶部的安装。
[0060] 5、吊载装置、动力装置和螺栓球桁架具体结构上的配合实现了螺栓球桁架提升机 的提升功能，并使该提升功能的实现方便控制，易于操作。
[0061] 6、先对中心网架进行试吊，再正式起吊。其目的在于中心网架能够稳定且受力均 衡地提升至构筑物顶部预定位置。
[0062] 7、通过试吊，有利于避免在正式起吊过程中发生中心网架提升不平衡等异常情 况，且在试吊过程中若出现异常情况能更方便进行调整。
[0063] 8、中心网架每提升50cm作为一个阶段，且在每个阶段均对吊索的连接状态、螺栓 球桁架提升机的受力情况以及吊点的受力状态进行检查，并根据实际情况对吊点的状态进 行调整。其目的在于确保中心网架能够稳定平衡地提升至构筑物顶部预定位置。
[0064] 9、在中心网架提升前，通过钢丝绳6对中心网架底部节点进行对拉。因而，能够控 制中心网架底部的径向尺寸，能够防止中心网架在提升过程中产生整体变形。
[0065] 10、在中心网架提升前，对中心网架的吊点处进行加固。因而，能够使中心网架的 吊点位置更加牢靠，使吊索能够更牢靠地与吊点连接。
[〇〇66] 以上所述实施例仅表达了本发明的，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保 护范围。