非圓管三向網(wǎng)格單層網(wǎng)殼的精確裝配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空間結(jié)構(gòu)的裝配方法，尤其是涉及非圓形截面桿三向網(wǎng)格單層網(wǎng)殼的精確裝配方法。
【背景技術(shù)】
[0002]三向網(wǎng)格是空間網(wǎng)殼的常用拓?fù)湫问?，結(jié)構(gòu)由眾多長(zhǎng)短不一、方向不同的桿件連接構(gòu)成。由于不可避免的制作誤差和安裝累計(jì)誤差，容易造成這種結(jié)構(gòu)在裝配合攏階段出現(xiàn)因誤差大而無(wú)法安裝構(gòu)件或構(gòu)件嚴(yán)重偏離設(shè)計(jì)位置的情況。常規(guī)應(yīng)對(duì)做法是先在地面搭設(shè)支撐腳手架，再在支撐腳手架上放置并用千斤頂?shù)裙ぞ邔?duì)構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)行合攏，雖然能夠勉強(qiáng)裝配成形，但極易在結(jié)構(gòu)內(nèi)疊加了施工附加內(nèi)力，使結(jié)構(gòu)的實(shí)際內(nèi)力與設(shè)計(jì)內(nèi)力嚴(yán)重不符，造成結(jié)構(gòu)使用的安全隱患。
[0003]就復(fù)雜曲面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的施工精度控制而言，與圓管僅需Z軸單向軸線控制不同，矩形、梯形、橢圓形等非圓形截面鋼管需要X、Y、Z三個(gè)方向軸線的同步控制，當(dāng)對(duì)接誤差出現(xiàn)時(shí)，非圓形截面鋼管的調(diào)整難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于圓管。目前尚沒(méi)有一個(gè)針對(duì)非圓形截面構(gòu)件對(duì)接、不產(chǎn)生施工附加內(nèi)力的調(diào)校方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種由非圓形截面桿件構(gòu)成的三向網(wǎng)格單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的精確裝配方法，使之方便施工成形和滿足精度控制要求。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種由非圓形截面桿件構(gòu)成的三向網(wǎng)格單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的精確裝配方法，
所述方法基于由非圓形截面桿件構(gòu)成的三向網(wǎng)格單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的以下分解:非圓形截面桿件的三向網(wǎng)格單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在吊裝前被分解為許多拼裝單元，其特征在于:每個(gè)拼裝單元包含一個(gè)具有六根牛腿的放射形星型節(jié)點(diǎn)、一根水平向一字形桿件和兩根斜向一字形桿件，六根牛腿中的兩根為水平向牛腿，這三根一字形桿件與一根水平向牛腿和處于水平向牛腿同側(cè)的兩根斜向牛腿分別相接；每根牛腿的上表面和下表面都焊有一個(gè)不等邊的耳板角鋼；在每根一字形桿件的兩端，每端的上表面和下表面都焊接有一個(gè)不等邊的耳板角鋼；每個(gè)耳板角鋼相垂直兩條邊中的長(zhǎng)邊沿著牛腿和一字形桿件的軸線方向且其長(zhǎng)邊所在的面上開(kāi)有兩個(gè)橢圓孔，兩條邊中的短邊與長(zhǎng)邊垂直且其短邊所在的面上開(kāi)有一個(gè)圓孔，所有的耳板角鋼尺寸及開(kāi)孔的位置都相同；每個(gè)放射形星型節(jié)點(diǎn)上表面六個(gè)耳板角鋼的短邊繞該節(jié)點(diǎn)上表面中心的旋轉(zhuǎn)方向相同，每個(gè)放射形星型節(jié)點(diǎn)下表面六個(gè)耳板角鋼的短邊繞該節(jié)點(diǎn)下表面中心的旋轉(zhuǎn)方向也相同，而上、下表面之間六個(gè)耳板角鋼短邊的旋轉(zhuǎn)方向相反；每根一字形桿件上表面兩端的兩個(gè)耳板角鋼的短邊朝向相反，每根一字形桿件下表面兩端的兩個(gè)耳板角鋼的短邊朝向也相反，同一端上、下表面的兩個(gè)耳板角鋼的短邊朝向相反；
所述方法包括以下安裝過(guò)程；結(jié)構(gòu)施工按照從下往上的流程逐圈進(jìn)行，一圈的所有拼裝單元吊裝完成并合攏后進(jìn)行該圈拼裝單元調(diào)校，待調(diào)校完成后再吊裝上一圈的拼裝單元;
拼裝單元吊裝時(shí)，把處于吊裝狀態(tài)的拼裝單元的水平向一字形桿件與其水平相鄰的已安裝的放射形星型節(jié)點(diǎn)的水平向牛腿相連、兩根斜向一字形桿件分別與其下部相鄰的兩個(gè)放射形星型節(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)斜向牛腿相連；用連接螺桿穿過(guò)一字形桿件端部上耳板角鋼短邊所在面上的圓孔與放射形星型節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)牛腿上耳板角鋼短邊所在面上的圓孔，把該連接螺桿兩端的螺帽擰緊，再把一塊開(kāi)有四個(gè)橢圓孔的連接蓋板蓋在放射形星型節(jié)點(diǎn)和一字形桿件的耳板角鋼的長(zhǎng)邊所在的面上，把四個(gè)螺栓分別插入四個(gè)橢圓孔并擰緊螺母，每根一字形桿件和其對(duì)應(yīng)的放射形星型節(jié)點(diǎn)牛腿的上表面和下表面耳板角鋼都進(jìn)行上述連接裝配，從而完成一個(gè)拼裝單元吊裝的吊裝；重復(fù)以上拼裝單元的安裝過(guò)程，完成一圈所有拼裝單元的吊裝；
完成一圈拼裝單元全部調(diào)校后，先將該圈所有放射形星型的牛腿與一字形桿件的連接接頭進(jìn)行點(diǎn)焊，然后再進(jìn)行正常的全面施焊，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)與桿件的最終固定；最后，拆掉連接螺桿，割去耳板角鋼。
[0005]所述調(diào)校裝置包括“折角”形調(diào)校架，“折角”形調(diào)校架由一根垂直的槽鋼和一根水平的挑架角鋼組成，豎直的槽鋼下端開(kāi)有兩個(gè)水平圓孔，這兩個(gè)水平圓孔的間距與一字形桿件中耳板角鋼長(zhǎng)邊所在面上開(kāi)的兩個(gè)橢圓孔的間距相同；槽鋼的上端與挑架角鋼的一端焊接，形成“折角”形調(diào)校架；
當(dāng)所述網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的一圈拼裝單元裝配合攏后，對(duì)安裝該圈拼裝單元時(shí)新增的所有放射形星型節(jié)點(diǎn)牛腿與一字形桿件連接接頭之間的軸線是否對(duì)齊進(jìn)行進(jìn)行檢查，對(duì)沒(méi)有對(duì)齊的誤差接頭按照先下后上的順序進(jìn)行校正，即:先校正該圈拼裝單元斜向一字形桿件與下圈拼裝單元對(duì)應(yīng)牛腿接頭，再校正該圈拼裝單元水平向一字形桿件與同圈拼裝單元對(duì)應(yīng)牛腿接頭，每個(gè)接頭的調(diào)校步驟為:
(1)、卸掉誤差接頭處的耳板角鋼長(zhǎng)邊所在面上的蓋板；
(2)、放松穿過(guò)一字形桿件端部耳板角鋼短邊所在面與放射形星型節(jié)點(diǎn)牛腿耳板角鋼短邊所在面的連接螺桿上的螺帽，但二者依然保持連接狀態(tài)；
(3)、將“折角”形調(diào)校架安裝在低位的一字形桿件或放射形星型節(jié)點(diǎn)牛腿上，用兩個(gè)螺栓分別插入“折角”形調(diào)校架槽鋼下端的兩個(gè)水平圓孔和一字形桿件或放射形星型節(jié)點(diǎn)牛腿中耳板角鋼長(zhǎng)邊所在面上對(duì)應(yīng)的兩個(gè)橢圓孔，擰緊兩個(gè)螺栓上的螺母實(shí)現(xiàn)“折角”形調(diào)校架與一字形桿件或放射形星型節(jié)點(diǎn)牛腿的連接；
(4)、將千斤頂放在高位的放射形星型節(jié)點(diǎn)牛腿或一字形桿件上，千斤頂頂推挑架角鋼，產(chǎn)生的反力將高位的放射形星型節(jié)點(diǎn)牛腿或一字形桿件向下移動(dòng)，直至低位的一字形桿件或放射形星型節(jié)點(diǎn)牛腿和高位的放射形星型節(jié)點(diǎn)牛腿或一字形桿件的對(duì)應(yīng)面軸線對(duì)齊；
(5)、擰緊一字形桿件耳板角鋼短邊所在面與放射形星型節(jié)點(diǎn)牛腿耳板角鋼短邊所在面連接螺桿兩端的螺帽；
(6)、重新安裝一字形桿件與放射形星型節(jié)點(diǎn)牛腿耳板角鋼長(zhǎng)邊所在面上的連接蓋板。
[0006]本發(fā)明與【背景技術(shù)】相比具有的有益效果是:
1、采用簡(jiǎn)易裝置和方法解決了非圓形截面鋼管構(gòu)件對(duì)接的施工精度調(diào)校問(wèn)題，提高了施工精度。
[0007]2、因?yàn)樵谡{(diào)校前松開(kāi)了誤差接頭，所以避免了因傳統(tǒng)強(qiáng)力合攏而對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的施工附加應(yīng)力。同時(shí)，放射形星型節(jié)點(diǎn)和一字形桿件上的L形耳板角鋼正反朝向的科學(xué)搭配，可以進(jìn)一步抵消裝配應(yīng)力。保障結(jié)構(gòu)的安全。
[0008]3、僅用兩個(gè)螺栓就可連接“折角”形調(diào)校架與一字形桿件或放射形星型節(jié)點(diǎn)，用千斤頂頂推“折角”形調(diào)校架的挑架角鋼即可調(diào)校結(jié)構(gòu)的誤差。調(diào)校裝置裝拆方便，調(diào)校方法簡(jiǎn)便。
[0009]4、因?yàn)榕Ｍ扰c一字形桿件上均有耳板角鋼，所以無(wú)需搭設(shè)支撐腳手架，只需在出現(xiàn)誤差的構(gòu)件上臨時(shí)安裝一個(gè)“折角”形調(diào)校架，臨時(shí)放置一個(gè)千斤頂即可，使調(diào)校成本大大降低。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖la、圖lb、圖lc、圖1cU圖le、圖1f分別是幾種典型三向網(wǎng)格單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的透視圖。
[0011]圖2 a、圖2b分別是放射形星型節(jié)點(diǎn)與一字形桿件的平面圖。
[0012]圖3是耳板角鋼透視圖。
[0013]圖4是拼裝單元平面圖。
[0014]圖5是拼裝單元接頭正立面圖。
[0015]圖6是圖5中拼裝單元接頭1-1剖面圖。
[0016]圖7是拼裝單元對(duì)接裝配示意圖。
[0017]圖8是調(diào)校前接頭正立面圖。
[0018]圖9是調(diào)校時(shí)接頭正立面圖。
[0019]圖10是調(diào)校時(shí)接頭右側(cè)視圖。
[0020]圖11是調(diào)校時(shí)接頭頂視圖。
[0021]圖12是調(diào)校狀態(tài)I1-1I剖面圖。
[0022]圖中:1、放射形星型節(jié)點(diǎn)，2、一字形桿件，3、牛腿，4、耳板角鋼，5、橢圓孔，6、圓孔，7、拼裝單元，8、連接螺桿，9、連接蓋板，10、螺栓，11、槽鋼，12、挑架角鋼，13、水平圓孔，14、
千斤頂。
【具體實(shí)施方式】
[0023]圖1示例性地顯示了幾種三向網(wǎng)格單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的裝配方法和調(diào)校方法作舉例性介紹。
[0024]一、非圓形截面桿三向網(wǎng)格單層網(wǎng)殼的裝配方法:
1、結(jié)構(gòu)的分解。如圖2、3、4、5、6、7所示，非圓形截面桿件的三向網(wǎng)格單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，被分解為許多拼裝單元7，這些拼裝單元7在地面組裝完成，每個(gè)拼裝單元7包含一個(gè)具有六根牛腿的放射形星型節(jié)點(diǎn)1、一根水平向一字形桿件2和兩根斜向一字形桿件2，每個(gè)放射形星型節(jié)點(diǎn)I的六個(gè)牛腿3均勻分布，六根牛腿中的兩根為水平向牛腿，這三根一字形桿件與一根水平向牛腿和處于水平牛腿同側(cè)的兩根斜向牛腿分別相接；每個(gè)牛腿的上表面和下表面都焊有一個(gè)不等邊的耳板角鋼4 ;在每根一字形桿件2的兩端，每端的上表面和下表面都焊接有一個(gè)不等邊的耳板角鋼4。每個(gè)耳板角鋼4相垂直兩條邊中的長(zhǎng)邊沿著牛腿和一字形桿件的軸線方向且其長(zhǎng)邊所在的面上開(kāi)有兩個(gè)橢圓孔5、兩條邊中的短邊與長(zhǎng)邊垂直且其短邊所在的面上開(kāi)有一個(gè)圓孔6，所有的耳板角鋼4尺寸及開(kāi)孔的位置都相同。
[0025]每個(gè)放射形星型節(jié)點(diǎn)上表面六個(gè)耳板角鋼的短邊繞該節(jié)點(diǎn)上表面中心的旋轉(zhuǎn)方向相同，每個(gè)放射形星型節(jié)點(diǎn)下表面六個(gè)耳板角鋼的短邊繞該節(jié)點(diǎn)下表面中心的旋轉(zhuǎn)方向也相同，而上、下表面之間六個(gè)耳板角鋼短邊的旋轉(zhuǎn)方向相反；每根一字形桿件上表面兩端的兩個(gè)耳板角鋼的短邊朝向相反，每根一字形桿件下表面兩端的兩個(gè)耳板角鋼的短邊朝向也相反，同一端上、下表面的兩個(gè)耳板角鋼的短邊朝向相反。
[0026]拼裝單元內(nèi)的構(gòu)件連接方式為:用連接螺桿8穿過(guò)一字形桿件2端部上的耳板角鋼4短邊上的圓孔6與放射形星型節(jié)點(diǎn)I對(duì)應(yīng)牛腿上的耳板角鋼4短邊上的圓孔6，把該連接螺桿8兩端的螺帽擰緊。再把一塊開(kāi)有四個(gè)橢圓孔5的連接蓋板9蓋在放射形星型節(jié)點(diǎn)I和一字形桿件2的耳板角鋼4的長(zhǎng)