[发明专利]一种空间桁架结构的顶升方法

说明书

技术领域

本发明提供一种空间桁架结构的顶升方法，属于大型结构组装技术领域。

背景技术

平流层浮空器现已成为各国研究的热点，应用于通讯中继、高空侦察、预警、空中运输等方面，美国、加拿大、日本、韩国、英国、德国、以色列和中国等正在积极开展相关研究。由于平流层空气密度低，依靠净浮力驻空的飞艇一般体积均比较大，如美国的HAA长约152米，直径49米，容积为14.5万立方米，德国Cargolifter公司研制的CL-160超大型飞艇，长260米，直径65米，俄罗斯正在研制大荷载飞艇，该飞艇直径为58米，长290米，有效载荷200吨。由于浮空器结构尺寸超大所带来的结构整体装配问题非常突出，用常规的工艺和工装无法保证安装过程短、安全和精度。迫切需要研制出一种操作便捷、适合于超大轻质结构安装的技术，以进一步减少安装时间、保证装配精度、增强安装抗风能力和提高安装安全性。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种空间桁架结构的顶升方法，主要是用升降设备平行顶升技术和地面辅助约束技术，通过标准模块间的并行快速装配来解决浮空器巨型结构的装配问题，同时该方法也能用于钢构等大型空间桁架结构的组装。

本发明提出一种空间桁架结构顶升方法，根据升降台上升提升上部结构，安装下部结构，安装完后升降台下降，再次提升上部结构，安装下一个下部结构，直至整个结构安装完毕，每次安装的下部结构根据结构整体形式的不同而改变，具体包括以下几个步骤：

步骤一：确定欲搭建的桁架结构中每个立柱的地面位置，在每个地面位置点分别放置一组升降设备，每组升降设备由两个升降设备单体组成；

步骤二：以每个立柱的地面位置点为角点，选取各个角点之间连线构成的多边形的中心，在多边形的中心与对应角点连线的延长线方向上分别设置卷扬机，卷场机与多边形角点之间的距离为H₀，H₀为桁架结构总高度，每个角点方向上分别设置有一个卷扬机，卷扬机的绳索牵拉方向对准多边形的中心；

步骤三：在每组升降设备的两个升降设备单体的中间放置一个纵横连接模块A，并通过横向方框直模块A横向连接相邻的两个纵横连接模块A，形成以每个纵横连接模块A为角点的顶层桁架结构；

步骤四：将纵横连接模块A与升降设备绑定连接，使顶层桁架结构固定，将卷扬机的钢丝绳与相对应的纵横连接模块A绑定连接，升降设备向上提升，卷扬机钢丝绳松弛；

步骤五：通过升降设备带动纵横连接模块A上升，当提升高度为距离地面6.5米～6.6米后停止，收紧卷扬机的钢丝绳，固定桁架结构顶部；

步骤六：在每个纵横连接模块A的向下的纵向方向上连接竖直桁架A，形成第一段竖直桁架；

步骤七：升降设备降落至竖直方向桁架A的底端着地位置，通过竖直桁架A支撑顶部，解除纵横连接模块A与升降设备的绑定，然后使升降设备继续降落至最低处，卷扬机收紧钢丝绳，约束桁架顶部；

步骤八：绑定升降设备和竖直桁架A的底部，放松卷扬机钢丝绳，提升竖直桁架A底部距离地面6.5～6.6米，在第一段竖直桁架的竖直桁架A的底端竖直向下安装竖直桁架B，形成第二段竖直桁架；

步骤九：安装完成第二段竖直桁架后，升降设备下降至第二段竖直桁架底端着地，支撑整个结构，解除升降设备和竖直桁架A底部的绑定，使升降设备下降至最低处，卷扬机收紧钢丝绳，约束桁架顶部；

步骤十：将竖直桁架B的底部与升降设备绑定，放松卷扬机钢丝绳，提升竖直桁架B底部距离地面6.5～6.6米，收紧卷扬机钢丝绳，约束桁架顶部；

步骤十一：在竖直桁架B底部分别安装纵横连接模块B，然后使升降设备下降至纵横连接模块B的底部着地，支撑整个结构，解除竖直桁架B与升降设备的约束后，使升降设备下降至最低点；

步骤十二：在相邻两个纵横连接模块B之间横向连接横向方框直模块B，完成第一层桁架结构的搭建；

步骤十三：重复步骤四至步骤十二，顺次完成桁架结构其余的各层连接，最终完成整个空间桁架结构的搭建。本发明的优点在于：

1、本发明提供一种空间桁架结构的顶升方法，解决了浮空器巨型结构的安装难点，避免使用巨型和超高的提升安装设备；

2、本发明提供一种空间桁架结构的顶升方法，安装速度快、效率高、安全性高；

3、本发明提供一种空间桁架结构的顶升方法，对巨型工装系统的依赖性小；

4、本发明提供一种空间桁架结构的顶升方法，所有结构组装操作均在近地面完成，降低了高空作业的风险。

附图说明