[發明專利]樽形支撐超長多層馬蹄形曲面空間鋼結構施工工法

在審

• 申請號: 202110985630.9
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113802693A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 隗合新;郭穎;李心雷;高璞;顧軍兵
• 申請（專利權）人: 中建六局安裝工程有限公司;中國建筑第六工程局有限公司
• 主分類號: E04B1/34
• 分類號: E04B1/34;E04B1/342;E04C3/32;E04G21/14;E04G21/16;E04G21/18
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 張金亭

本發明公開了一種樽形支撐超長多層馬蹄形曲面空間鋼結構施工工法，鋼結構采用多個穿地下室頂板大傾角巨型鋼管柱核心筒支撐一個大跨度非對稱馬蹄形多層桁架，施工工法為：1)安裝核心筒，采用定位架對鋼管柱地腳螺栓進行預埋固定；鋼管柱的空間異形圓管斜柱采用多重空間精準定位；大跨度超重鋼箱梁定位安裝采用多重空間精準定位，并通過在蓋板上預留操作洞口，方便施焊，提高了鋼箱梁對接口的現場焊接質量；2)安裝桁架，桁架在地面采用定位胎架拼裝，采用安裝在核心筒鋼管柱柱頂的多個提升器對桁架進行整體提升，采用預先安裝的內伸懸挑牛腿與核心筒上的外伸懸挑牛腿對接。本發明能夠滿足樽形支撐超長多層馬蹄形曲面空間鋼結構現場安裝需求。

技術領域

本發明涉及一種鋼結構施工工法，特別是一種樽形支撐超長多層馬蹄形曲面空間鋼結構施工工法。

背景技術

某工程項目結構形式為樽形支撐超長多層馬蹄形曲面空間鋼構，建筑高度24m，地下一層，地上五層，下部為混凝土鋼管柱、上部為鋼結構，總用鋼量7500噸。該工程由大傾角巨型鋼柱核心筒、大跨度非對稱馬蹄形多層斜交桁架及平臺梁三部分組成。

該工程共有7個大傾角巨型鋼柱核心筒作為斜交桁架的支撐結構，核心筒為底部收縮上部擴張的樽形支撐體系，每個核心筒單元包括4個直徑1100mm或1000mm板厚40mm的穿過地下室頂板的異形鋼管柱，每根鋼管柱重達70噸且為多角度的空間異形構件，其重心形心確定困難，安裝定位難度大，易產生組對偏差。鋼管柱間采用鋼箱梁連接，箱梁截面為平行四邊形，跨度大重量大，采用常規的安裝方法鋼箱梁在空間的定位操作難度大、精度差、大型機械使用時間長，施工成本高，且鋼箱梁高空定位后現場焊接工作量大，焊接質量難以保證。

大跨度非對稱馬蹄形多層斜交桁架外觀呈半圓弧狀，水平投影方向每6米曲率變化一次，由兩側向中心，曲率半徑不斷變大。“馬蹄形”桁架分為內、外環斜交桁架兩部分，外環長372m，內環長294m。桁架腹桿為帶有弧度的箱型桿件，共計3層1998根，各桿件外形尺寸均不相同，相互間不可替代，桁架整體不閉合、非對稱，定位安裝難度極大。

地上部分鋼管柱、鋼箱梁的安裝及桁架的拼裝均需要在地下室頂板上進行，地下室頂板承載力有限，局部需要進行加固處理。常規的回頂加固方法為加密模板支撐體系中的立桿，在鋼結構施工時地下室頂板下的模板支撐體系不予拆除，材料耗費大，占用時間長，成本高。

桁架在地面拼裝完成后采用整體提升工藝由地面一次提升至23.5m的高空。傳統的大跨度鋼結構拼裝胎架多為型鋼制成的整體式地面胎架，滿鋪于結構下方，鋼結構拼裝時與下部的整體型鋼胎架貼合，以此控制鋼結構的標高和水平位置，這種整體式型鋼胎架鋼材用量大，加工制作周期長，成本高；占地面積大，受場地環境制約，制作不方便；不便于鋼結構拼裝局部標高的微調。

桁架與核心筒采用懸挑牛腿連接，牛腿沿桁架分為4層環向分布，每層28個對接牛腿，共計112個，高空對接口數量多、難度大。對接桿件分為多層環向布置，提升時桁架易與核心筒發生碰撞，提升就位后，牛腿對接精度難以控制。

發明內容

本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種能夠滿足現場安裝需求的樽形支撐超長多層馬蹄形曲面空間鋼結構施工工法。