[发明专利]一种钢结构拼装临时支撑胎架体系的建立方法

说明书

技术领域

本发明涉及大型场馆空间钢结构体系施工技术领域，尤其是涉及一种用于大型钢

结构建筑物单元体拼装的临时支撑胎架体系的建立方法。

背景技术

随着国民经济的发展，要建造更多更大的体育、休闲、展览、航空港、机库等大空间

和超大空间建筑物的需求十分旺盛。此类建筑形式一般为空间钢结构，结构型式可分为网

架(轻钢)、空间桁架(重钢)等。这些建筑物通常都具有跨度大、造型独特、受力复杂及建成后具有地区标志性意义等特点。空间钢结构这种新的建筑型式的出现后，立即衍生出了一些新型的施工方法。根据整体结构的受力和构造特点、现场平面情况、现场施工技术条件和大型设备资源等综合因素，一般可分为高空散装法、分区域安装法，整体吊装法、高空平面滑移法、整体提升法和整体顶升法。现场施工方法的抉择，对工程施工工期、质量安全、综合造价都有很大的影响。就这些安装方法而言，除了高空散装法以外，每种安装方法都需要有一个上道工序与之配合才能完成，这个上道工序就是结构拼装。目前，越来越多的空间钢结构由于功能及造型的需要，大量复杂的节点被设计到结构当中，因此给施工阶段带来了新的挑战和课题。为了降低和简化安装难度、减少安装中的高空作业，拼装已经发展成为一个独立的关键工序，其精度控制和方案的易操作性，成为安装施工成功与否的一个决定性因素，尤其是在一些具有独特性的空间钢结构中，拼装更是起着至关重要的作用，直接影响整个施工过程的进度和质量。

目前拼装技术基本都为采用保证单元体内部尺寸的方法，即通过拼装单元体各个构件之间的关联尺寸对整体拼装精度进行保证，但对拼装姿态的选择比较任意，支撑胎架体系也比较简单，这个方法仅仅适用于规正结构形式，对大型空间结构或特殊结构已不太适用。越来越多新颖的空间钢结构型式的出现，例如大型弯扭空间箱型钢结构或管桁架结构，其构件的外观轮廓控制线大部分为不规则的空间多义线，这些曲线没有固定的曲线方程，而且不同弧段包含角的方向也在不断地发生变化，构件的表面形成了不规则的弯扭面，外观极不规则，内部尺寸不易控制，传统的施工方法已经不能达到施工要求，这就需要在计算机三维仿真建模技术的支持下，建立准确、安全的临时支撑胎架体系，编制更合理，精度更高的拼装方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：利用计算机仿真建模、拼装坐标系优化、确定合理

的拼装姿态，进而提供一种用于拼装大型或异形钢结构建筑物单元体拼装支撑胎架体系的

建立方法，通过该方法可以建立适用于大型场馆空间钢结构、异形结构，尤其是大型弯扭状

箱型空间钢结构拼装支撑胎架体系。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：利用计算机三维建模软件，先建立起大型钢结构需要拼装单元体的三维仿真模型，并按照该仿真模型确定钢结构的单元体拼装姿态及拼装分段；再根据单元体的拼装姿态优化建立拼装坐标系，输出该拼装坐标系下待拼装结构的各特征外观控制点的三维坐标，最后依据该三维坐标体系及钢结构单元体的拼装姿态设计出与单元体构件互不干涉的临时支撑胎架体系。

本发明与现有技术相比，具有以下的主要优点：

本发明可以解决大型空间钢结构，尤其是箱型弯扭状等空间造型复杂的钢结构难

以拼装和精度控制高的问题，在拼装施工中降低了施工作业面的高度，保证了拼装精度，降低了作业风险，提高了施工效率，通过计算机三维仿真模型设计的支撑体系，提高了施工中的可预见性，最大限度的减少了施工辅助用料；利用全站仪等先进的测量设备，实时观测，预先投射控制点，使构件平稳、安全、快速的拼装到指定位置，减少了构件反复调整的工序，加快了工程进度，而且保证了工程质量。在体育场馆、会展馆、机场、高层钢结构等大型空间钢结构尤其是箱型弯扭状复杂结构的拼装施工中采用此方法施工，在质量、安全、成本控制方面都有显著的效果，可取得明显的经济效益。

附图说明

图1为拼装临时支撑胎架体系方案一。

图2为拼装临时支撑胎架体系方案二。

图3为拼装临时支撑胎架体系方案三。

图4为一种钢结构拼装临时支撑胎架体系的整体布置图。

图5为钢结构单元体在临时支撑胎架体系中拼装流程图。

图6为钢结构单元体在临时支撑胎架体系中拼装完成图。

图7为钢结构单元体第一次的设计深化图的坐标系图。

图8为钢结构单元体第二次的设计深化图的拼装坐标系优化图。