[發明專利]一種巨型環狀鋼結構的施工方法

無效

• 申請號: 201010140441.3
• 申請日: 2010-04-02
• 公開（公告）號: CN101812925A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 郭彥林;王小安;竇超;蘭濤;田廣宇;趙思遠;張博浩
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: E04G21/14
• 分類號: E04G21/14;E04G21/12;E04B1/34
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1.一種用于巨型環狀鋼結構的施工方法，其特征在于，是在一個由巨型環狀鋼結構與一 系列施工輔助設備組成的施工環境中，按照下述步驟實現的：

步驟1：組建該施工方法所需的施工環境：所述施工環境由巨型環狀鋼結構與一系列施 工輔助設備組成，所述施工輔助設備包括：拼裝胎架、加強索、鋼壓盤、A字形支承架、起 吊索、背索、穿心式張拉千斤頂、攬風繩，均為通用設備；步驟1具體按步驟1.1～1.4進行：

步驟1.1：拼裝所述巨型環狀鋼結構，具體操作方法如下：首先在施工場地上布置拼裝胎 架；然后以拼裝胎架為支撐點，拼裝所述巨型環狀鋼結構，此過程按照設計給定要求進行； 在拼裝完成后，在所述巨型環狀鋼結構的底部安裝兩個腳；所述巨型環狀鋼結構僅在兩個腳 處與基礎連接，且兩個腳與基礎的連接均處理為鉸接；兩個腳與基礎連接的兩個鉸接支座的 連線為軸線AB；

步驟1.2：對所述巨型環狀鋼結構進行加強，具體按步驟1.2.1～1.2.2進行：

步驟1.2.1：在所述巨型環狀鋼結構內側，每隔45°角度布置兩道加強索，共布置8道加 強索，具體操作方法為：在所述巨型環狀鋼結構內側，在與軸線AB垂直方向布置第一加強 索(5-1)和第二加強索(5-2)，按順時針方向，在與第一加強索(5-1)和第二加強索(5-2)呈45°夾角 方向布置第三加強索(5-3)和第四加強索(5-4)，在與第一加強索(5-1)和第二加強索(5-2)呈90° 夾角方向布置第五加強索(5-5)和第六加強索(5-6)，在與第一加強索(5-1)和第二加強索(5-2)呈 135°夾角方向再布置第七加強索(5-7)和第八加強索(5-8)；每根加強索的兩端均連接于所述巨 型環狀鋼結構的內側，8道加強索均相交于巨型環狀鋼結構中心點M；在安裝每根加強索時， 均通過張拉方法使其產生預張力；

步驟1.2.2：在所述巨型環狀鋼結構中心點M處，使用鋼壓盤夾持加強索，即使用9塊鋼 板將第一至第八加強索夾持形成一個節點，具體操作方法為：首先，自下往上，將9塊鋼板 編號為第一鋼板(6-1)、第二鋼板(6-2)、第三鋼板(6-3)、第四鋼板(6-4)、第五鋼板(6-5)、第六 鋼板(6-6)、第七鋼板(6-7)、第八鋼板(6-8)、第九鋼板(6-9)；然后，將第八加強索(5-8)夾于第 一鋼板(6-1)與第二鋼板(6-2)之間，將第二加強索(5-2)夾于第二鋼板(6-2)與第三鋼板(6-3)之間， 將第四加強索(5-4)夾于第三鋼板(6-3)與第四鋼板(6-4)之間，將第六加強索(5-6)夾于第四鋼板 (6-4)與第五鋼板(6-5)之間，將第七加強索(5-7)夾于第五鋼板(6-5)與第六鋼板(6-6)之間，將第 一加強索(5-1)夾于第六鋼板(6-6)與第七鋼板(6-7)之間，將第三加強索(5-3)夾于第七鋼板(6-7) 與第八鋼板(6-8)之間，將第五加強索(5-5)夾于第八鋼板(6-8)與第九鋼板(6-9)之間，這樣同一 方向的兩根加強索在巨型環狀鋼結構中心點M處上下錯開；將9塊鋼板上下對齊，在每塊鋼 板周邊上下對應的位置上開螺栓孔，高強螺栓穿過9塊鋼板，擰緊高強螺栓，將9塊鋼板與 8根加強索連為一體，形成一個節點；

步驟1.3：架設A字形支承架，安裝背索、起吊索、穿心式張拉千斤頂，具體按步驟1.3.1～ 1.3.3所述進行：

步驟1.3.1：在與軸線AB平行相距L距離處架設A字形支承架，A字形支承架與巨型環 狀鋼結構分別位于軸線AB的兩側，其中d/5≤L≤d/2，d為所述巨型環狀鋼結構的高度；A 字形支承架由兩個格構柱組成，兩個格構柱在頂部連接，柱腳均與基礎處理為鉸接；兩格構 柱的軸線形成夾角β，其中20°≤β≤40°；兩格構柱的軸線形成一個平面，在安裝時調整該平面 與豎直面形成夾角γ，并使A字形支承架向軸線AB一側傾斜，其中γ取為5°；

步驟1.3.2：在A字形支承架遠離軸線AB的一側布設背索，背索的一端與A字形支承架 的頂部連接，另一端在工程場地地面上錨固；

步驟1.3.3：布置穿心式張拉千斤頂，并安裝起吊索，具體操作方法如下：首先在A字形 支承架的頂部布設3個穿心式張拉千斤頂；然后安裝3根起吊索，分別為第一起吊索(8-1)、 第二起吊索(8-2)、第三起吊索(8-3)，這3根起吊索的一端分別穿過3個穿心式張拉千斤頂， 第一起吊索(8-1)和第二起吊索(8-2)的另一端連接在所述巨型環狀鋼結構上，第三起吊索(8-3) 的另一端連接在鋼壓盤上焊接的耳板上；第一起吊索(8-1)及第二起吊索(8-2)在所述巨型環狀 鋼結構上的連接位置分別是第五加強索(5-5)的兩端與所述巨型環狀鋼結構的連接位置；

步驟1.4：安裝攬風繩：在所述巨型環狀鋼結構上安裝第一攬風繩(13-1)和第二攬風繩 (13-2)，兩根攬風繩在所述巨型環狀鋼結構上的連接位置分別是第五加強索(5-5)的兩端與所述 巨型環狀鋼結構的連接位置，兩根攬風繩的另一端均錨固在地面上，錨固點位于軸線AB遠 離A字形支承架一側的工程場地上；

步驟2：對巨型環狀鋼結構實施旋轉起扳：在起吊過程，以所述巨型環狀鋼結構的兩個 腳與基礎連接的兩個鉸支座的連線中點O與所述巨型環狀鋼結構中心點M這二者的連線OM 與水平面的夾角α為控制參數；

在起吊初始狀態，α＝α₁；其中，α₁由所述巨型環狀鋼結構的拼裝位置確定，為設計給定 值；

在起吊終止狀態，α＝α₂；其中，α₂由所述巨型環狀鋼結構的目標位置確定，為設計給定 值；

控制3個穿心式張拉千斤頂對第一起吊索(8-1)、第二起吊索(8-2)、第三起吊索(8-3)同步 進行張拉，使控制參數α從α₁變為α₂；

步驟3：按照設計給定要求補全所述巨型環狀鋼結構底部缺失的桿件，并補澆底部混凝 土基礎，將所述巨型環狀鋼結構固定在混凝土基礎之上；最后拆除所有的施工輔助設備，完 成所述巨型環狀鋼結構的施工。