[发明专利]安装大跨度双层网壳结构的预应力方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑安装技术领域，具体涉及一种大跨度双层网壳结构的安装方法。

背景技术

大跨度网壳结构安装的传统方法，如分条或分块安装法、滑移法或综合安装法等，其安装过程中总免不了要搭设脚手架或高空安装平台等，这样就降低了施工效率，增加了施工成本。本发明通过采取一些适当的力学措施，不用搭设这些高空平台即可完成大跨度网壳结构的安装。

发明内容

本发明的目的在于提供一种施工效率高、施工成本低的大跨度双层网壳结构的安装方法。

本发明提出的安装方法如下：

一端为固定铰支座，另一端在起重机协助下逐渐加杆件延伸。但大跨度网壳的工作状态为拱，其水平力靠地面支座来平衡。而在安装过程中，由于网壳是逐渐延伸的，其第一由吊车吊起，故水平力无法靠支座来平衡，因此必须对其施加预应力，以确保各施工步骤工况下的结构安全。

具体以安装单榀大跨度网壳结构为例(这里所说的单榀网壳是指抽取若干上弦节点和下弦节点而组成的沿跨度方向的独立受力结构)，说明本发明方法。具体步骤如下：

施工开始阶段，先在地面上拼装一段初始段网壳，初始段的长度依计算而定(即不需要通过施加预应力而能够独立承担其自重荷载的一段网壳，可以使用普通有限元程序按两端简支梁模型进行计算)，一般大跨度的网壳，这一初始段长度可达20～30米。接着将初始段的一端通过铰接固定在一侧的支座上，另一端(即初始端的尾部节点)由吊车吊起，在接近地面标高的位置上逐渐向外拼接延伸段，向另一侧支座方向逐步延伸，以每次延伸3～4个标准杆件的长度(大约10米左右)为一个步骤，具体的延伸段长度及节数应考虑现场施工的方便性，并依据计算而定，即延伸段处于悬臂状态时，在自重等恒载作用下，各杆件的应力比(实际应力/允许应力)不大于0.5。每一步骤中，网壳底部通过连接已完成段尾部节点和固定铰之间的钢丝绳施加预应力，使网壳与钢丝绳组成一个类似张弦梁的结构体系。通过对各施工步骤的力学计算(应用普通有限元软件)，确定各阶段的钢丝绳预应力大小，计算的原理如下

(1)各施工阶段网壳的计算模型按这一阶段的网壳受两端固定铰支座约束考虑，固定铰支座在自重恒载作用下的水平反力即为钢丝绳的预应力。

(2)在施工各阶段中，网壳各杆件在施工工况下(此时只有风荷载、自重和预应力的作用下)的应力比应小于0.5。

采用本发明的安装方法，可以避免搭设高空平台，从而提高工作效率，减少施工成本，并确保施工安全。

附图说明

图1为本发明方法安装过程图示，其中(a)、(b)、……(f)为不同安装阶段的状态示意图。

图2为本发明安装方法图示。

图中标号：1为可转动铰支座，2为钢丝绳，3为吊车吊点，4为延伸安装的一段网壳结构，5为揽风绳。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的说明。安装实例为本公司在安徽省宿州市某电厂干煤棚项目；该工程总跨度103m，总进深80m，，网壳起拱高度为37M，投影面积约8240m²。下弦柱点支撑，正放四角锥螺栓球网架，网格尺寸4m。具体安装步骤如下：

1、加固网壳一端的可转动支座，使其在施工过程中可以转动，但不可作任何方向的移动。

2、按图1中(a)所示的第一步，在地面上拼装一段网壳，从一端支座处开始至大约30米跨度处，由于距离较短，网壳的起拱不高，因此可以在地面上操作。

3、如图1中(b)所示，用两根16mm直径的钢丝绳，拉住已完成的初始段网壳的头部支座节点及尾部节点。并用手拉葫芦施加相应的预应力。该预应力值可由计算获得。

4用起重机将网壳尾部吊起至设定高度(如附图2所示，起吊作用点应与施加预应力的节点重合)。

5拼装后续的一段网壳结构(为3根杆件的长度)。

6用另外两根16mm直径的钢丝绳，一端拉住头部支座节点，另一端拉住新增了一段后续网壳的尾部节点，并施加相应预应力。

7拆除前面第3条中安装的两根钢丝绳，并重新调整6条中新安装的两根钢丝绳的预应力至预定值。

8重复上面步骤4至7，直至单榀网壳结构的另一支座处。

9完成相应的测量和调整工作，安装并焊接网壳尾部的支座。并同时焊接头部支座。

10以此单榀网壳为基础，采用高空散装法，向外延伸安装整个网壳系统。这一步属于传统工法，故不再赘述。

本例中，单榀网壳采用的是上部三节点、下部两节点。为了安全起见，增设揽风绳(见附图2所示)，以增加稳定性。实际应用过程中也可以增加单榀网壳的截面节点数，以增大单榀的宽度，从而增加稳定性。