[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
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及巨型環狀鋼結構的一種安裝方法，屬于施工技術領域。

背景技術

隨著社會的進步以及經濟與科學技術的飛速發展，在大型公共建筑結構中采用更加新穎 的結構形式已經是大勢所趨，具有各種新奇造型的城市雕塑建筑也應運而生。

目前在城市雕塑建筑結構中，有一種巨型環狀鋼結構雕塑，其設計直徑已經超過100米， 目前正在規劃的沈陽生命之環的直徑已經達到180m。考慮到這類結構主要以抵抗風荷載與水 平地震作用為主，其巨型環狀鋼結構多采用立體鋼管截面。

對于如此巨大的鋼結構環，如何進行結構的現場吊裝是施工中的難點。與一般的建筑結 構不同，這類結構具有高度高、高寬比極小的特點，如果采用傳統的胎架支承法，施工現場 需要搭設大體量的胎架以及采用大噸位的起重設備，其胎架的穩定性也會成為一個難以解決 的突出問題，需要額外增加胎架的用材量或者施加纜風系統，成本是不可估量的。如果采用 分段整體提升，其提升胎架的設計與實施與采用傳統的胎架支承法遇到的問題一樣，施工成 本也是巨大的。

為了實現可行性、經濟性和安全性的統一，需要設計一種巧妙合理的施工方案。為此， 本發明提出了一種針對巨型環狀鋼結構的整體旋轉起扳施工及控制方法。這種施工與控制方 法構思巧妙，不僅其安裝過程中的安全可控程度高，而且能夠節約施工成本、縮短施工周期。

本發明實施的思路是：首先在胎架上拼裝巨型環狀鋼結構，使其處于躺倒的狀態，在結 構底部安裝兩個腳，與地面處理為鉸接；然后對巨型環狀鋼結構進行加強，以增強其在起扳 過程中的剛度，減少其變形；之后沿著兩個腳的連線將整個環狀鋼結構旋轉起扳，直至達到 設計給定位形；最后將巨型環狀鋼結構的底部桿件補全，并澆注底部混凝土基礎，將巨型環 狀鋼結構固定，待拆除所有施工輔助措施后，便完成該結構的安裝。

對巨型環狀鋼結構的旋轉起扳借助A字形支承架；將斜拉起吊索連接于巨型環狀鋼結構 上，背索錨固于場地上，A字形支承架連接共同形成一個自適應平衡體系。在A字形架頂部， 安裝穿心式液壓千斤頂，通過千斤頂張拉斜拉起吊索，從而實現巨型環狀鋼結構的旋轉起扳。

對巨型環狀鋼結構采用什么樣的加強方案，也是本發明的一個技術亮點。借鑒我們日常 生活中使用的自行車輪子，在加強環狀鋼結構時采用了柔性拉索而不是采用剛性構件；在環 狀結構的內側設置通過圓心的拉索并對拉索施加足夠的預應力，然后在圓心位置通過壓盤把 所有拉索結成一個節點，該節點的作用類似車軸；這樣便實現對巨型環狀鋼結構的預應力加 強。

采用本發明提出的這種安裝方法，在旋轉起扳之前，巨型環狀鋼結構在地面便拼裝形成 了一個整體，結構在安裝成型時的受力狀態與設計中所考慮的狀態比較一致；通過加強措施 增加結構的剛度，將結構整體旋轉起扳，大大降低施工成本，且借助先進的計算機同步控制 技術，自動化程度高，是替代傳統施工方法的一種更為先進的施工方法。

發明內容

本發明提供一種適用于巨型環狀鋼結構施工的新方法。

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：