專利名稱：環(huán)形交叉索桁架結(jié)構(gòu)的安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)形交叉索桁架結(jié)構(gòu)的安裝方法，屬于空間索桁架結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，公共活動(dòng)空間如大型的展覽館、體育場(chǎng)館等的需求與日俱 增。這樣的需求也進(jìn)一步帶動(dòng)了大跨度空間結(jié)構(gòu)體系的創(chuàng)新。大跨度空間建筑往往是一個(gè) 區(qū)域的地標(biāo)性建筑，因此不僅要將安全、經(jīng)濟(jì)等作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)，更重要的是把結(jié)構(gòu)的 美表現(xiàn)出來，實(shí)現(xiàn)力與美的結(jié)合。近年來，大跨度索結(jié)構(gòu)在國內(nèi)外的體育場(chǎng)館建設(shè)中應(yīng)用較 多，源于索結(jié)構(gòu)充分利用了高強(qiáng)度拉索的受力性能，保證結(jié)構(gòu)剛度的同時(shí)降低了用鋼量，使 結(jié)構(gòu)變得輕盈、富于表現(xiàn)力。
索桁架結(jié)構(gòu)是索結(jié)構(gòu)的一種形式，因其跨越空間能力強(qiáng)、用鋼量低等因素，在體育 場(chǎng)館等公共建筑中應(yīng)用廣泛。索桁架結(jié)構(gòu)的布置形式主要有平行布置、垂直交叉布置、輪輻 式布置等。其中輪輻式索桁架結(jié)構(gòu)(也稱為環(huán)形空腹索桁架或環(huán)形張力索桁架)適用于中間 開敞周邊布置罩棚的體育場(chǎng)等建筑，而平行布置、垂直交叉布置索桁架結(jié)構(gòu)則適用于其它 建筑。輪輻式索桁架的不足之處主要在于以下幾個(gè)方面
1、索段和撐桿的數(shù)量較多。
2、結(jié)構(gòu)自身無法保證平面外穩(wěn)定，需要沿環(huán)向設(shè)置穩(wěn)定索保證各榀索桁架的面外 穩(wěn)定。
3、結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力較弱，輪輻式索桁架結(jié)構(gòu)依靠中央環(huán)索將各榀索桁架聯(lián)系在 一起，并通過張拉中央環(huán)索使結(jié)構(gòu)獲得足夠的剛度和承載力。當(dāng)某處拉索產(chǎn)生較大預(yù)應(yīng)力 損失或索體斷裂時(shí)，結(jié)構(gòu)剛度下降明顯，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體垮塌。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利的目的在于完善以上不足，提供一種適用于中間開敞周邊布置罩棚的 體育場(chǎng)等建筑的環(huán)形交叉索桁架結(jié)構(gòu)的安裝方法。這種索桁架結(jié)構(gòu)由若干榀平面魚腹式索 桁架環(huán)形交叉布置而成。各平索桁架交叉布置成為一個(gè)整體力的空間體系，可以相互保證 平面外穩(wěn)定，無需再設(shè)置環(huán)向穩(wěn)定索。在交叉處可共用一根撐桿，因此撐桿數(shù)量可減少。與 此同時(shí)，每一榀平面魚腹式索桁架保持相對(duì)獨(dú)立，在保證平面外穩(wěn)定的情況下，平面魚腹式 索桁架本身可以單獨(dú)承受荷載，即使某一榀索桁架因故退出工作，結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生內(nèi)力重分布， 可由余下完好的平面魚腹式索桁架提供承載力，結(jié)構(gòu)不會(huì)因此而整體垮塌。
該發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種環(huán)形交叉索桁架結(jié)構(gòu)的安裝方法，所述環(huán)形交叉索桁架結(jié)構(gòu)主要由索桁架結(jié) 構(gòu)和環(huán)形受壓桁架兩部分組成，環(huán)形受壓桁架為索桁架結(jié)構(gòu)部分提供水平約束，索桁架結(jié) 構(gòu)和環(huán)形受壓桁架通過銷接式連接節(jié)點(diǎn)連接；所述索桁架結(jié)構(gòu)由多榀平面魚腹式索桁架交 叉組合而成中央開敞、周邊覆蓋屋面的環(huán)形交叉索桁架結(jié)構(gòu)，所述平面魚腹式索桁架由上 弦穩(wěn)定索、中間撐桿、下弦承重索構(gòu)成，中間撐桿連接上弦穩(wěn)定索與下弦承重索；所述的索桁架結(jié)構(gòu)的多條上弦穩(wěn)定索或下弦承重索交叉部位采用雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)，雙層壓板式 夾具節(jié)點(diǎn)與中間撐桿采用銷式連接；環(huán)形受壓桁架為三角形的空間桁架結(jié)構(gòu)，主要由三根 圓管型環(huán)桿和多根圓管型腹桿組成，環(huán)桿和腹桿采用相貫焊接節(jié)點(diǎn)連接；上弦穩(wěn)定索和下 弦承重索由索體和錨具組成，索體兩端設(shè)有錨具，其特征在于所述環(huán)形交叉索桁架結(jié)構(gòu)的 安裝方法如下
步驟一在工廠預(yù)制環(huán)形受壓桁架；
步驟二 運(yùn)到安裝現(xiàn)場(chǎng)后，用汽車吊將環(huán)形受壓桁架各個(gè)區(qū)段吊到預(yù)定位置后進(jìn) 行臨時(shí)固定，待所有區(qū)段都吊裝完畢，對(duì)每個(gè)區(qū)段的位置進(jìn)行微調(diào)，使每個(gè)區(qū)段邊緣的接口 能很好吻合，當(dāng)所有接口吻合后，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焊接，形成完整的環(huán)形受壓桁架；環(huán)形受 壓桁架拼接完畢后，將其焊接到基座的預(yù)埋鋼板上，進(jìn)行永久性固定；
步驟三在工廠預(yù)制拉索上弦穩(wěn)定索、中間撐桿、下弦承重索和雙層壓板式夾具節(jié) 點(diǎn)，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)安裝；預(yù)制完成后，根據(jù)圖紙?jiān)谒鞯慕徊婀?jié)點(diǎn)部位做好標(biāo)記，方便安裝雙層壓 板式夾具；
步驟四安裝上弦穩(wěn)定索；
步驟五安裝上弦穩(wěn)定索的雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)；
步驟六安裝中間撐桿和下弦承重索的雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)；
步驟七安裝下弦承重索；
步驟八施加預(yù)應(yīng)力待全部索體與雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)安裝完畢之后，準(zhǔn)備對(duì) 索體施加預(yù)應(yīng)力；
步驟九夾緊雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)。
所述步驟一的具體步驟為首先，將環(huán)形受壓桁架劃分成若干個(gè)規(guī)格完全相同的 區(qū)段，每個(gè)區(qū)段主要由內(nèi)環(huán)桿、上外環(huán)桿、下外環(huán)桿、豎桿、外斜桿、中部斜桿、耳板組成三角 形截面立體桁架，在受壓桁架區(qū)段上焊接耳板，然后，在每個(gè)區(qū)段邊緣構(gòu)件上預(yù)留出焊接接 口，以方便現(xiàn)場(chǎng)拼接；加工完畢，通過卡車分段運(yùn)往施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。
所述步驟四的具體步驟為掛索前首先在環(huán)形受壓桁架的耳板下方搭設(shè)腳手架， 設(shè)置工人操作平臺(tái)，利用起重機(jī)和施工吊籃將上弦穩(wěn)定索的索頭及施工工具吊至施工平 臺(tái)，由工人穿銷軸，將上弦穩(wěn)定索的索頭安裝在環(huán)形受壓桁架的耳板處；吊裝時(shí)采用索夾夾 持上弦穩(wěn)定索進(jìn)行吊裝，以免損壞上弦穩(wěn)定索外保護(hù)套；由卷揚(yáng)機(jī)牽引上弦穩(wěn)定索張拉端 到距離另一端桁架耳板2m處，再利用工裝設(shè)備及千斤頂牽引上弦穩(wěn)定索張拉端就位，由工 人穿銷釘將上弦穩(wěn)定索的另一端固定在耳板處，此時(shí)上弦穩(wěn)定索處于松弛狀態(tài)；選定一個(gè) 耳板為初始安裝點(diǎn)，首先安裝該耳板上的兩根上弦穩(wěn)定索，完成后按順時(shí)針方向依次安裝 其他上弦穩(wěn)定索，后安裝的上弦穩(wěn)定索處于已安裝的上弦穩(wěn)定索的最下方，依此決定相對(duì) 位置。
所述步驟五的具體步驟為全部上弦穩(wěn)定索安裝完成后，按照安裝穩(wěn)定索的順序 安裝該索上的所有雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)，所述的雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)包括四層圓形夾板、 螺栓以及耳板，第一層圓形夾板下側(cè)設(shè)置有一耳板；第一、二層圓形夾板通過螺栓加緊內(nèi)層 索；第三、四層圓形夾板通過螺栓夾緊外層索；第二層圓形夾板內(nèi)側(cè)設(shè)置有帶齒凹槽，第三 層圓形夾板內(nèi)側(cè)設(shè)置有帶齒凸起，帶齒凹槽和帶齒凸起可以鑲嵌從而起到固定角度和節(jié)點(diǎn) 抗拔的作用；安裝時(shí)首先安裝雙層夾板式夾具節(jié)點(diǎn)的第一層圓形夾板和第二層圓形夾板，將上弦穩(wěn)定索的內(nèi)層索置于第一層圓形夾板的索槽處，將螺栓穿過第一層圓形夾板上預(yù)留 的兩個(gè)螺孔，螺栓頭部在第一層圓形夾板上側(cè)、螺母在下側(cè)，此時(shí)不擰螺母；第二層圓形夾 板從中間分成兩塊，第二層圓形夾板就位后，擰動(dòng)第一層圓形夾板下側(cè)的螺母，輕輕夾緊第一、二層圓形夾板、，但允許所夾持的內(nèi)層索滑移；安裝第二層圓形夾板時(shí)并不急于將兩塊 半圓形夾板貼合，待第二層與第三層圓形夾板調(diào)整角度后再貼合；第三層圓形夾板上設(shè)有 兩處螺孔，首先將螺栓穿過第三層圓形夾板的螺孔，螺栓端頭位于第三層圓形夾板下側(cè)，然 后將第三層圓形夾板的帶齒凸起置于第二層圓形夾板的帶齒凹槽中；通過第二、三層圓形 夾板邊緣的刻度調(diào)整拉索角度后，將第二層圓形夾板的兩塊半圓形夾板卡緊貼合，此時(shí)第二、三層圓形夾板的齒咬合在一起，兩層拉索形成的角度確定，節(jié)點(diǎn)便無法轉(zhuǎn)動(dòng)；將上弦穩(wěn) 定索的外層索置于第三層圓形夾板的索槽處，第三層圓形夾板上事先放置了螺栓，將第四 層圓形夾板的螺孔對(duì)準(zhǔn)螺栓與第三層圓形夾板貼合，此時(shí)在第四層圓形夾板外側(cè)安裝螺母 并輕輕擰緊，但允許外層索沿索槽滑移；按照順時(shí)針方向依次安裝穩(wěn)定索交叉節(jié)點(diǎn)處的雙 層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)。
所述步驟六的具體步驟為在雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)的第一層圓形夾板下側(cè)設(shè)有耳 板，中間撐桿上部同樣設(shè)有耳板，將兩者耳板的預(yù)留孔對(duì)齊，撐桿銷釘穿過預(yù)留孔將二者固 定；以同樣的方法在撐桿下端安裝承重索的雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)的第一層圓形夾板，將二 者的耳板預(yù)留孔對(duì)齊，撐桿銷釘穿過預(yù)留孔將二者固定，此時(shí)中間撐桿處于自由懸空狀態(tài)。
所述步驟七的具體步驟為安裝下弦承重索的方法與安裝上弦穩(wěn)定索的方法相 同，將下弦承重索的固定端通過耳板與環(huán)形受壓桁架固定，由卷揚(yáng)機(jī)牽引下弦承重索張拉 端到距離另一端桁架耳板2m處，再利用工裝設(shè)備及千斤頂牽引下弦承重索張拉端就位，由 工人穿銷軸將下弦承重索的另一端固定在耳板處；按照順時(shí)針方向依次安裝每個(gè)耳板處的 兩根下弦承重索；承重索安裝完成后，在標(biāo)記節(jié)點(diǎn)部位安裝雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)的第二層 圓形夾板，將夾板分成兩塊，第二層圓形夾板就位后，擰動(dòng)第一層圓形夾板下側(cè)的螺母，輕 輕夾緊第一、二層圓形夾板，但允許所夾持的下弦承重索的內(nèi)層索滑移；將第三層圓形夾板 的帶齒凸起置于第二層圓形夾板的帶齒凹槽中，通過第二、三層圓形夾板邊緣的刻度調(diào)整 拉索角度后，將第二層圓形夾板的兩塊半圓形夾板卡緊貼合，節(jié)點(diǎn)便無法轉(zhuǎn)動(dòng)；將下弦承重 索的外層索置于第三層圓形夾板的索槽處，第三層圓形夾板上事先放置了螺栓，將第四層 圓形夾板的螺孔對(duì)準(zhǔn)螺栓與第三層圓形夾板貼合，此時(shí)在第四層圓形夾板外側(cè)安裝螺母并 輕輕擰緊，但允許外層索沿索槽滑移，此時(shí)索桁架結(jié)構(gòu)中的所有拉索處于松弛狀態(tài)，不能承 受外荷載。
所述步驟八的具體步驟為每根索體的張拉，采用兩臺(tái)千斤頂并聯(lián)同步張拉的方 式，在節(jié)點(diǎn)處安裝的張拉反力裝置必須牢固可靠并且易于拆卸；張拉時(shí)考慮到索體對(duì)外部 環(huán)形受壓桁架的影響，采用對(duì)稱張拉的方式來控制環(huán)形受壓桁架的變形，以固定方向分批 分級(jí)張拉，張拉過程分為四級(jí)，第一級(jí)張拉到目標(biāo)索力的10%，第二級(jí)張拉到目標(biāo)索力的 30%，第三級(jí)張拉到目標(biāo)索力的70%，第四級(jí)超張拉至目標(biāo)索力的105%以抵消預(yù)應(yīng)力損失。
所述步驟九的具體步驟為待全部索體張拉完畢后，對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢查，微調(diào)， 確認(rèn)無誤之后擰緊六角螺栓將雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)的第一層圓形夾板夾緊，將上弦穩(wěn)定 索、下弦承重索固定在雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)處無法滑移，即安裝完畢。
所述索體采用Galfan鍍層拉索，所述錨具采用叉耳套筒調(diào)節(jié)式錨具，所述索桁架結(jié)構(gòu)不少于5棍I。有益效果本方法吸取了其他大跨度索桁架結(jié)構(gòu)安裝過程的優(yōu)秀安裝方法，與環(huán)形交叉索桁架的結(jié)構(gòu)形式相結(jié)合，能夠充分發(fā)揮環(huán)形交叉索桁架的優(yōu)勢(shì)，有較高的實(shí)用價(jià)值。


圖1環(huán)形交叉索桁架軸測(cè)圖；圖2受壓桁架區(qū)段平面圖；圖3受壓桁架區(qū)段1-1剖面圖；圖4環(huán)形受壓桁架耳板節(jié)點(diǎn)三維圖；圖5環(huán)形受壓桁架拼裝圖；圖6平面魚腹式索桁架立面圖；圖7拉索錨具剖面圖；圖8雙層夾板式索桿節(jié)點(diǎn)立面圖；圖9節(jié)點(diǎn)構(gòu)件分解示意圖；圖10第一層夾板仰視圖；圖11第一層夾板俯視圖；圖12第二層夾板軸測(cè)圖；圖13第二層夾板仰視圖；圖14第三層夾板仰視圖；圖15第三層夾板俯視圖；圖16第三層夾板前視圖；圖17第四層夾板仰視圖；圖18第四層夾板俯視圖；圖19第四層夾板前視圖；圖中1_受壓環(huán)形桁架；2_內(nèi)環(huán)桿；3_上外環(huán)桿；4_下外環(huán)桿；5-豎桿；6-外斜桿-J-中部斜桿；8-耳板；9_上弦穩(wěn)定索；10_中間撐桿；11_下弦承重索；12_錨具銷釘；13-雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)；14_撐桿銷釘；15_雙層壓板式夾具的第一層圓形夾板；16_雙層壓板式夾具的第一層圓形夾板下側(cè)耳板；17_中間撐桿耳板；18_雙層壓板式夾具的第二層圓形夾板；19_內(nèi)層索體；20_雙層壓板式夾具的第一層圓形夾板的索槽；21_雙層壓板式夾具的第一層圓形夾板的螺栓；22_雙層壓板式夾具的第一層圓形夾板的螺孔；23_雙層壓板式夾具的第一層圓形夾板的螺母；24_雙層壓板式夾具的第三層圓形夾板；25_雙層壓板式夾具的第三層圓形夾板的螺孔；26_雙層壓板式夾具的第三層圓形夾板的螺栓；27_雙層壓板式夾具的第三層圓形夾板的帶齒凸起；28_雙層壓板式夾具的第二層圓形夾板的帶齒凹槽；29_雙層壓板式夾具的第四層圓形夾板；30_外層索體；31_雙層壓板式夾具的第三層圓形夾板的索槽；32_雙層壓板式夾具的第四層圓形夾板的螺孔；33_雙層壓板式夾具的第四層圓形夾板的螺母。
具體實(shí)施方式
如圖1-19所示，本發(fā)明的環(huán)形交叉索桁架結(jié)構(gòu)的安裝方法具體如下主要由索桁架結(jié)構(gòu)和環(huán)形受壓桁架I兩部分組成，環(huán)形受壓桁架I為索桁架結(jié)構(gòu)部分提供水平約束，索桁架結(jié)構(gòu)和環(huán)形受壓桁架I通過銷接式連接節(jié)點(diǎn)連接；索桁架結(jié)構(gòu)由多榀平面魚腹式索桁架交叉組合而成中央開敞、周邊覆蓋屋面的環(huán)形交叉索桁架結(jié)構(gòu)，平面魚腹式索桁架由上弦穩(wěn)定索9、中間撐桿10、下弦承重索11構(gòu)成，中間撐桿10連接上弦穩(wěn)定索9與下弦承重索11 ;所述的索桁架結(jié)構(gòu)的多條上弦穩(wěn)定索9或下弦承重索11交叉部位采用雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)13，雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)13與中間撐桿10采用銷式連接。環(huán)形受壓桁架I為三角形的空間桁架結(jié)構(gòu)，主要由三根圓管型環(huán)桿和多根圓管型腹桿組成。環(huán)桿和腹桿采用相貫焊接節(jié)點(diǎn)連接。上弦穩(wěn)定索9和下弦承重索11由索體和錨具組成，索體兩端設(shè)有錨具。其中，索體采用Galfan鍍層拉索，錨具采用叉耳套筒調(diào)節(jié)式錨具，索桁架結(jié)構(gòu)不少于5棍I。上述環(huán)形交叉索桁架結(jié)構(gòu)的具體安裝方法為步驟一在工廠預(yù)制環(huán)形受壓桁架1:首先，將環(huán)形受壓桁架I劃分成若干個(gè)規(guī)格完全相同的區(qū)段，每個(gè)區(qū)段主要由內(nèi)環(huán)桿2、上外環(huán)桿3、下外環(huán)桿4、豎桿5、外斜桿6、中部斜桿7、耳板8組成三角形截面立體桁架，在受壓桁架區(qū)段上焊接耳板8，然后，在每個(gè)區(qū)段邊緣構(gòu)件上預(yù)留出焊接接口，以方便現(xiàn)場(chǎng)拼接；加工完畢，通過卡車分段運(yùn)往施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。環(huán)形受壓桁架外觀僅以圖1為例，形式不限于此；步驟二 運(yùn)到安裝現(xiàn)場(chǎng)后，用汽車吊將受壓桁架區(qū)段吊到預(yù)定位置后進(jìn)行臨時(shí)固定，待所有區(qū)段都吊裝完畢，對(duì)每個(gè)區(qū)段的位置進(jìn)行微調(diào)，使每個(gè)區(qū)段邊緣的接口能很好吻合，當(dāng)所有接口吻合后，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焊接，形成完整的環(huán)形受壓桁架I;環(huán)形受壓桁架I拼接完畢后，將其焊接到基座的預(yù)埋鋼板上，進(jìn)行永久性固定；步驟三在工廠預(yù)制拉索上弦穩(wěn)定索9、中間撐桿10、下弦承重索11和雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)13，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)安裝。預(yù)制完成后，根據(jù)圖紙?jiān)谒鞯慕徊婀?jié)點(diǎn)部位做好標(biāo)記，方便安裝雙層壓板式夾具13 ；步驟四安裝上弦穩(wěn)定索9 :掛索前首先在環(huán)形受壓桁架的耳板下方搭設(shè)腳手架，設(shè)置工人操作平臺(tái)。利用起重機(jī)和施工專用吊籃將上弦穩(wěn)定索9的索頭及施工工具等吊至施工平臺(tái)。由工人穿銷軸，將穩(wěn)定索的索頭安裝在受壓桁架I的耳板8處(固定端)。吊裝時(shí)采用專門設(shè)計(jì)的索夾夾持穩(wěn)定索進(jìn)行吊裝，以免損壞拉索外保護(hù)套。由卷揚(yáng)機(jī)牽引拉索張拉端到距離另一端桁架耳板8約2m處，再利用工裝設(shè)備及千斤頂牽引拉索張拉端就位，由工人穿銷釘12將穩(wěn)定索的另一端固定在耳板處。此時(shí)上弦穩(wěn)定索9處于松弛狀態(tài)。選定一個(gè)耳板8為初始安裝點(diǎn)，首先安裝該耳板8上的兩根穩(wěn)定索，完成后按順時(shí)針方向依次安裝其他穩(wěn)定索，后安裝的穩(wěn)定索處于已安裝的索系的最下方，依此決定相對(duì)位置；步驟五安裝上弦穩(wěn)定索9的雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)13 :全部上弦穩(wěn)定索9安裝完成后，按照安裝穩(wěn)定索的順序安裝該索上的所有雙層壓板式夾具13。首先安裝雙層夾板式夾具的第一層圓形夾板15和第二層圓形夾板18，將內(nèi)層索19置于第一層圓形夾板的索槽20處，將螺栓21穿過第一層圓形夾板15上預(yù)留的兩個(gè)螺孔22，螺栓21頭部在第一層圓形夾板15上側(cè)、螺母23在下側(cè)，此時(shí)不擰螺母23。第二層圓形夾板18從中間分成兩塊，第二層圓形夾板18就位后，擰動(dòng)第一層圓形夾板15下側(cè)的螺母23，輕輕夾緊第一、二層圓形夾板15、18，但允許所夾持的內(nèi)層索19滑移。安裝第二層圓形夾板18時(shí)并不急于將兩塊半圓形夾板貼合，待第二層與第三層圓形夾板18、24調(diào)整角度后再貼合。第三層圓形夾板24上設(shè)有兩處螺孔25，首先將螺栓26穿過第三層圓形夾板的螺孔25，螺栓26端頭位于第三層圓形夾板24下側(cè)，然后將第三層圓形夾板24的帶齒凸起27置于第二層圓形夾板18的帶齒凹槽28中。通過第二、三層圓形夾板18、24邊緣的刻度調(diào)整拉索角度后，將第二層圓形夾板18的兩塊半圓形夾板卡緊貼合，此時(shí)第二、三層圓形夾板18、24的齒咬合在一起，兩層拉索形成的角度確定，節(jié)點(diǎn)便無法轉(zhuǎn)動(dòng)。將外層索30置于第三層圓形夾板24的索槽31處，第三層圓形夾板24上事先放置了螺栓26，將第四層圓形夾板29的螺孔32對(duì)準(zhǔn)螺栓26與第三層圓形夾板24貼合，此時(shí)在第四層圓形夾板29外側(cè)安裝螺母33并輕輕擰緊，但允許外層索30沿索槽31滑移。按照順時(shí)針方向依次安裝穩(wěn)定索交叉節(jié)點(diǎn)處的雙層壓板式夾具13 ；步驟六安裝中間撐桿10和下弦承重索11的雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)13 :在夾具的第一層圓形夾板下側(cè)設(shè)有耳板16，中間撐桿10上部同樣設(shè)有耳板17，將兩者耳板16、17的預(yù)留孔對(duì)齊，撐桿銷釘14穿過預(yù)留孔將二者固定。以同樣的方法在撐桿10下端安裝承重索11的雙層壓板式夾具13的第一層圓形夾板15，將二者的耳板預(yù)留孔對(duì)齊，撐桿銷釘14穿過預(yù)留孔將二者固定。此時(shí)中間撐桿10處于自由懸空狀態(tài)；步驟七安裝下弦承重索11 :安裝下弦承重索11的方法與安裝上弦穩(wěn)定索9的方法相同，將下弦承重索11的固定端通過耳板8與受壓桁架I固定，由卷揚(yáng)機(jī)牽引拉索張拉端到距離另一端桁架耳板8約2m處，再利用工裝設(shè)備及千斤頂牽引鋼索張拉端就位，由工人穿銷軸將承重索11的另一端固定在耳板8處。按照順時(shí)針方向依次安裝每個(gè)耳板8處的兩根承重索11。承重索11安裝完成后，在標(biāo)記節(jié)點(diǎn)部位安裝雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)13的第二層圓形夾板18，將夾板分成兩塊，第二層圓形夾板18就位后，擰動(dòng)第一層圓形夾板15下側(cè)的螺母23，輕輕夾緊第一、二層圓形夾板15、18，但允許所夾持的內(nèi)層索19滑移。將第三層圓形夾板24的帶齒凸起27置于第二層圓形夾板18的帶齒凹槽28中。通過第二、三層圓形夾板18、24邊緣的刻度調(diào)整拉索角度后，將第二層圓形夾板18的兩塊半圓形夾板卡緊貼合，節(jié)點(diǎn)便無法轉(zhuǎn)動(dòng)。將外層索30置于第三層圓形夾板24的索槽31處，第三層圓形夾板24上事先放置了螺栓26，將第四層圓形夾板29的螺孔32對(duì)準(zhǔn)螺栓26與第三層圓形夾板24貼合，此時(shí)在第四層圓形夾板29外側(cè)安裝螺母33并輕輕擰緊，但允許外層索30沿索槽31滑移。此時(shí)索桁架結(jié)構(gòu)中的所有拉索處于松弛狀態(tài)，不能承受外荷載；步驟八施加預(yù)應(yīng)力待全部索體與雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)13安裝完畢之后，準(zhǔn)備對(duì)索體施加預(yù)應(yīng)力。每根索體的張拉，采用兩臺(tái)千斤頂并聯(lián)同步張拉的方式，在節(jié)點(diǎn)處安裝的張拉反力裝置必須牢固可靠并且易于拆卸。張拉時(shí)考慮到索體對(duì)外部環(huán)形受壓桁架I的影響，最好采用對(duì)稱張拉的方式來控制環(huán)形受壓桁架的變形，以16根索的環(huán)形交叉索桁架為例，以其中四根繞形心對(duì)稱的索體為一批，分批分級(jí)進(jìn)行張拉。首先進(jìn)行第一級(jí)張拉，使所有索體初步張緊。同時(shí)張拉繞形心對(duì)稱的第一批四根下弦承重索11，張拉力控制在目標(biāo)索力的10%。張拉完成后，以順時(shí)針方向依次張拉其余各批下弦承重索11。下弦承重索11張拉完畢后，上弦穩(wěn)定索9采用同樣的張拉方式，以四根索體為一批，順時(shí)針依次張拉到目標(biāo)索力的10%。以同樣的方法進(jìn)行第二、三級(jí)張拉，首先張拉下弦承重索11，以四根承重索為一批，順時(shí)針方向依次張拉至目標(biāo)索力的30%和70%，完成后再依次張拉上弦穩(wěn)定索9至目標(biāo)索力的30%和70%。第四級(jí)采用超張拉的方式，以抵消預(yù)應(yīng)力損失，張拉方式與上相同。先張拉下弦承重索11，再張拉上弦穩(wěn)定索9，使索力達(dá)到目標(biāo)索力的105%。張拉過程中要注意采用雙重控制，以張拉力控制為主，以變形控制為輔。張拉過程中，張拉力和變形值都必須在規(guī)范的要求范圍內(nèi)才能繼續(xù)張拉，否則需停止張拉，排除問題后才能繼續(xù)進(jìn)行。步驟九夾緊雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)13 :待全部索體張拉完畢后，對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢查，微調(diào)。確認(rèn)無誤之后擰緊六角螺栓33將雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)13的夾板15夾緊，將上弦穩(wěn)定索9、下弦承重索11固定在雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)13處無法滑移，即安裝完畢。以上是本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，本發(fā)明的實(shí)施不限于此。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)形交叉索桁架結(jié)構(gòu)的安裝方法，所述環(huán)形交叉索桁架結(jié)構(gòu)主要由索桁架結(jié)構(gòu)和環(huán)形受壓桁架(I)兩部分組成，環(huán)形受壓桁架(I)為索桁架結(jié)構(gòu)部分提供水平約束，索桁架結(jié)構(gòu)和環(huán)形受壓桁架(I)通過銷接式連接節(jié)點(diǎn)連接；所述索桁架結(jié)構(gòu)由多榀平面魚腹式索桁架交叉組合而成中央開敞、周邊覆蓋屋面的環(huán)形交叉索桁架結(jié)構(gòu)，所述平面魚腹式索桁架由上弦穩(wěn)定索(9)、中間撐桿(10)、下弦承重索(11)構(gòu)成，中間撐桿(10)連接上弦穩(wěn)定索(9)與下弦承重索(11);所述的索桁架結(jié)構(gòu)的多條上弦穩(wěn)定索(9)或下弦承重索(11) 交叉部位采用雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)(13)，雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)(13)與中間撐桿(10)采用銷式連接；環(huán)形受壓桁架(I)為三角形的空間桁架結(jié)構(gòu)，主要由三根圓管型環(huán)桿和多根圓管型腹桿組成，環(huán)桿和腹桿采用相貫焊接節(jié)點(diǎn)連接；上弦穩(wěn)定索(9)和下弦承重索(11)由索體和錨具組成，索體兩端設(shè)有錨具，其特征在于所述環(huán)形交叉索桁架結(jié)構(gòu)的安裝方法如下步驟一在工廠預(yù)制環(huán)形受壓桁架(I)；步驟二 運(yùn)到安裝現(xiàn)場(chǎng)后，用汽車吊將環(huán)形受壓桁架(I)各個(gè)區(qū)段吊到預(yù)定位置后進(jìn)行臨時(shí)固定，待所有區(qū)段都吊裝完畢，對(duì)每個(gè)區(qū)段的位置進(jìn)行微調(diào)，使每個(gè)區(qū)段邊緣的接口能很好吻合，當(dāng)所有接口吻合后，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焊接，形成完整的環(huán)形受壓桁架(I);環(huán)形受壓桁架(I)拼接完畢后，將其焊接到基座的預(yù)埋鋼板上，進(jìn)行永久性固定；步驟三在工廠預(yù)制拉索上弦穩(wěn)定索(9)、中間撐桿(10)、下弦承重索(11)和雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)(13)，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)安裝；預(yù)制完成后，根據(jù)圖紙?jiān)谒鞯慕徊婀?jié)點(diǎn)部位做好標(biāo)記，方便安裝雙層壓板式夾具(13)；步驟四安裝上弦穩(wěn)定索(9)；步驟五安裝上弦穩(wěn)定索(9)的雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)(13)；步驟六安裝中間撐桿(10)和下弦承重索(11)的雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)(13)；步驟七安裝下弦承重索(11);步驟八施加預(yù)應(yīng)力待全部索體與雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)(13)安裝完畢之后，準(zhǔn)備對(duì)索體施加預(yù)應(yīng)力；步驟九夾緊雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)形交叉索桁架結(jié)構(gòu)的安裝方法，其特征在于所述步驟一的具體步驟為首先，將環(huán)形受壓桁架I劃分成若干個(gè)規(guī)格完全相同的區(qū)段，每個(gè)區(qū)段主要由內(nèi)環(huán)桿(2)、上外環(huán)桿(3)、下外環(huán)桿(4)、豎桿(5)、外斜桿￠)、中部斜桿(7)、耳板(8)組成三角形截面立體桁架，在受壓桁架區(qū)段上焊接耳板(8)，然后，在每個(gè)區(qū)段邊緣構(gòu)件上預(yù)留出焊接接口，以方便現(xiàn)場(chǎng)拼接；加工完畢，通過卡車分段運(yùn)往施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種環(huán)形交叉索桁架結(jié)構(gòu)的安裝方法，其特征在于所述步驟四的具體步驟為掛索前首先在環(huán)形受壓桁架(I)的耳板下方搭設(shè)腳手架，設(shè)置工人操作平臺(tái)，利用起重機(jī)和施工吊籃將上弦穩(wěn)定索(9)的索頭及施工工具吊至施工平臺(tái)，由工人穿銷軸，將上弦穩(wěn)定索(9)的索頭安裝在環(huán)形受壓桁架(I)的耳板(8)處；吊裝時(shí)采用索夾夾持上弦穩(wěn)定索(9)進(jìn)行吊裝，以免損壞上弦穩(wěn)定索(9)外保護(hù)套；由卷揚(yáng)機(jī)牽引上弦穩(wěn)定索(9)張拉端到距離另一端桁架耳板(8) 2m處，再利用工裝設(shè)備及千斤頂牽引上弦穩(wěn)定索(9)張拉端就位，由工人穿銷釘(12將上弦穩(wěn)定索(9)的另一端固定在耳板(8)處，此時(shí)上弦穩(wěn)定索(9)處于松弛狀態(tài)；選定一個(gè)耳板(8)為初始安裝點(diǎn)，首先安裝該耳板(8)上的兩根上弦穩(wěn)定索(9)，完成后按順時(shí)針方向依次安裝其他上弦穩(wěn)定索(9)，后安裝的上弦穩(wěn)定索(9)處于已安裝的上弦穩(wěn)定索(9)的最下方，依此決定相對(duì)位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種環(huán)形交叉索桁架結(jié)構(gòu)的安裝方法，其特征在于所述步驟五的具體步驟為全部上弦穩(wěn)定索(9)安裝完成后，按照安裝穩(wěn)定索(9)的順序安裝該索上的所有雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)(13)，所述的雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)(13)包括四層圓形夾板(15、18、24、29)、螺栓(21、26)以及耳板(16)，第一層圓形夾板(15)下側(cè)設(shè)置有一耳板(16);第一、二層圓形夾板(15、18)通過螺栓(21)加緊內(nèi)層索(19);第三、四層圓形夾板 (24、29)通過螺栓(26)夾緊外層索(30);第二層圓形夾板(18)內(nèi)側(cè)設(shè)置有帶齒凹槽(28)， 第三層圓形夾板(24)內(nèi)側(cè)設(shè)置有帶齒凸起(27)，帶齒凹槽(28)和帶齒凸起(27)可以鑲嵌從而起到固定角度和節(jié)點(diǎn)抗拔的作用；安裝時(shí)首先安裝雙層夾板式夾具節(jié)點(diǎn)(13)的第一層圓形夾板(15)和第二層圓形夾板(18)，將上弦穩(wěn)定索的內(nèi)層索(19)置于第一層圓形夾板(15)的索槽(20)處，將螺栓(21)穿過第一層圓形夾板(15)上預(yù)留的兩個(gè)螺孔(22)，螺栓(21)頭部在第一層圓形夾板(15)上側(cè)、螺母(23)在下側(cè)，此時(shí)不擰螺母(23);第二層圓形夾板(18)從中間分成兩塊，第二層圓形夾板(18)就位后，擰動(dòng)第一層圓形夾板(15) 下側(cè)的螺母(23)，輕輕夾緊第一、二層圓形夾板(15、18)，但允許所夾持的內(nèi)層索(19)滑移；安裝第二層圓形夾板(18)時(shí)并不急于將兩塊半圓形夾板貼合，待第二層與第三層圓形夾板(18、24)調(diào)整角度后再貼合；第三層圓形夾板(24)上設(shè)有兩處螺孔(25)，首先將螺栓(26)穿過第三層圓形夾板的螺孔(25)，螺栓(26)端頭位于第三層圓形夾板(24)下側(cè)，然后將第三層圓形夾板(24)的帶齒凸起(27)置于第二層圓形夾板(18)的帶齒凹槽(28)中； 通過第二、三層圓形夾板(18、24)邊緣的刻度調(diào)整拉索角度后，將第二層圓形夾板(18)的兩塊半圓形夾板卡緊貼合，此時(shí)第二、三層圓形夾板(18、24)的齒咬合在一起，兩層拉索形成的角度確定，節(jié)點(diǎn)便無法轉(zhuǎn)動(dòng)；將上弦穩(wěn)定索的外層索(30)置于第三層圓形夾板(24)的索槽(31)處，第三層圓形夾板(24)上事先放置了螺栓(26)，將第四層圓形夾板(29)的螺孔(32)對(duì)準(zhǔn)螺栓(26)與第三層圓形夾板(24)貼合，此時(shí)在第四層圓形夾板(29)外側(cè)安裝螺母(33)并輕輕擰緊，但允許外層索(30)沿索槽(31)滑移；按照順時(shí)針方向依次安裝穩(wěn)定索交叉節(jié)點(diǎn)處的雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種環(huán)形交叉索桁架結(jié)構(gòu)的安裝方法，其特征在于所述步驟六的具體步驟為在雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)(13)的第一層圓形夾板下側(cè)設(shè)有耳板(16)，中間撐桿(10)上部同樣設(shè)有耳板(17)，將兩者耳板(16、17)的預(yù)留孔對(duì)齊，撐桿銷釘(14)穿過預(yù)留孔將二者固定；以同樣的方法在撐桿(10)下端安裝承重索(11)的雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)(13)的第一層圓形夾板(15)，將二者的耳板預(yù)留孔對(duì)齊，撐桿銷釘(14)穿過預(yù)留孔將二者固定，此時(shí)中間撐桿(10)處于自由懸空狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種環(huán)形交叉索桁架結(jié)構(gòu)的安裝方法，其特征在于所述步驟七的具體步驟為安裝下弦承重索(11)的方法與安裝上弦穩(wěn)定索(9)的方法相同，將下弦承重索(11)的固定端通過耳板(8)與環(huán)形受壓桁架(I)固定，由卷揚(yáng)機(jī)牽引下弦承重索(11)張拉端到距離另一端桁架耳板(8)2m處，再利用工裝設(shè)備及千斤頂牽引下弦承重索(11)張拉端就位，由工人穿銷軸將下弦承重索(11)的另一端固定在耳板(8)處；按照順時(shí)針方向依次安裝每個(gè)耳板(8)處的兩根下弦承重索(11);承重索(11)安裝完成后，在標(biāo)記節(jié)點(diǎn)部位安裝雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)(13)的第二層圓形夾板(18)，將夾板分成兩塊，第二層圓形夾板(18)就位后，擰動(dòng)第一層圓形夾板(15)下側(cè)的螺母(23)，輕輕夾緊第一、二層圓形夾板(15、18)，但允許所夾持的下弦承重索(11)的內(nèi)層索(19)滑移；將第三層圓形夾板(24)的帶齒凸起(27)置于第二層圓形夾板(18)的帶齒凹槽(28)中，通過第二、三層圓形夾板(18、24)邊緣的刻度調(diào)整拉索角度后，將第二層圓形夾板(18)的兩塊半圓形夾板卡緊貼合，節(jié)點(diǎn)便無法轉(zhuǎn)動(dòng)；將下弦承重索(11)的外層索(30)置于第三層圓形夾板(24)的索槽(31)處，第三層圓形夾板(24)上事先放置了螺栓(26)，將第四層圓形夾板(29)的螺孔(32)對(duì)準(zhǔn)螺栓(26)與第三層圓形夾板(24)貼合，此時(shí)在第四層圓形夾板(29)外側(cè)安裝螺母(33)并輕輕擰緊，但允許外層索(30)沿索槽(31)滑移，此時(shí)索桁架結(jié)構(gòu)中的所有拉索處于松弛狀態(tài)，不能承受外荷載。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種環(huán)形交叉索桁架結(jié)構(gòu)的安裝方法，其特征在于所述步驟八的具體步驟為每根索體的張拉，采用兩臺(tái)千斤頂并聯(lián)同步張拉的方式，在節(jié)點(diǎn)處安裝的張拉反力裝置必須牢固可靠并且易于拆卸；張拉時(shí)考慮到索體對(duì)外部環(huán)形受壓桁架(I) 的影響，采用對(duì)稱張拉的方式來控制環(huán)形受壓桁架的變形，以固定方向分批分級(jí)張拉，張拉過程分為四級(jí)，第一級(jí)張拉到目標(biāo)索力的10%，第二級(jí)張拉到目標(biāo)索力的30%，第三級(jí)張拉到目標(biāo)索力的70%，第四級(jí)超張拉至目標(biāo)索力的105%以抵消預(yù)應(yīng)力損失。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種環(huán)形交叉索桁架結(jié)構(gòu)的安裝方法，其特征在于所述步驟九的具體步驟為待全部索體張拉完畢后，對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢查，微調(diào)，確認(rèn)無誤之后擰緊六角螺栓(33)將雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)(13)的第一層圓形夾板(15)夾緊，將上弦穩(wěn)定索(9)、下弦承重索(11)固定在雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)(13)處無法滑移，即安裝完畢。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)形交叉索桁架結(jié)構(gòu)的安裝方法，其特征在于所述索體采用Galfan鍍層拉索，所述錨具采用叉耳套筒調(diào)節(jié)式錨具，所述索桁架結(jié)構(gòu)不少于5榀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)形交叉索桁架結(jié)構(gòu)的安裝方法。首先在工廠預(yù)制外圍環(huán)形受壓桁架、拉索、中間撐桿、雙層壓板式夾具，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)之后對(duì)分段桁架進(jìn)行吊裝并現(xiàn)場(chǎng)焊接。然后以固定方向逐個(gè)安裝上弦穩(wěn)定索，安裝上弦穩(wěn)定索交叉處的雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)并將雙層壓板式節(jié)點(diǎn)通過耳板與中間撐桿固定。通過雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)將下弦承重索和中間撐桿連接固定，此時(shí)索桁架結(jié)構(gòu)中的所有拉索處于松弛狀態(tài)。之后對(duì)索體施加預(yù)應(yīng)力，采用分批分級(jí)的方法，控制外圍環(huán)形受壓桁架的變形。最后夾緊雙層壓板式夾具節(jié)點(diǎn)，即安裝完畢。本發(fā)明適用于安裝環(huán)形交叉索桁架結(jié)構(gòu)，安裝順序合理明確，簡明易行，能夠充分發(fā)揮環(huán)形交叉索桁架的優(yōu)勢(shì)，有較高的實(shí)用價(jià)值。
文檔編號(hào)E04G21/14GK103061520SQ201310025059
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月23日
發(fā)明者薛素鐸, 劉人杰, 鞏同川, 馮云賀 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)