[发明专利]一种巨型环状钢结构的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及巨型环状钢结构的一种安装方法，属于施工技术领域。

背景技术

随着社会的进步以及经济与科学技术的飞速发展，在大型公共建筑结构中采用更加新颖 的结构形式已经是大势所趋，具有各种新奇造型的城市雕塑建筑也应运而生。

目前在城市雕塑建筑结构中，有一种巨型环状钢结构雕塑，其设计直径已经超过100米， 目前正在规划的沈阳生命之环的直径已经达到180m。考虑到这类结构主要以抵抗风荷载与水 平地震作用为主，其巨型环状钢结构多采用立体钢管截面。

对于如此巨大的钢结构环，如何进行结构的现场吊装是施工中的难点。与一般的建筑结 构不同，这类结构具有高度高、高宽比极小的特点，如果采用传统的胎架支承法，施工现场 需要搭设大体量的胎架以及采用大吨位的起重设备，其胎架的稳定性也会成为一个难以解决 的突出问题，需要额外增加胎架的用材量或者施加缆风系统，成本是不可估量的。如果采用 分段整体提升，其提升胎架的设计与实施与采用传统的胎架支承法遇到的问题一样，施工成 本也是巨大的。

为了实现可行性、经济性和安全性的统一，需要设计一种巧妙合理的施工方案。为此， 本发明提出了一种针对巨型环状钢结构的整体旋转起扳施工及控制方法。这种施工与控制方 法构思巧妙，不仅其安装过程中的安全可控程度高，而且能够节约施工成本、缩短施工周期。

本发明实施的思路是：首先在胎架上拼装巨型环状钢结构，使其处于躺倒的状态，在结 构底部安装两个脚，与地面处理为铰接；然后对巨型环状钢结构进行加强，以增强其在起扳 过程中的刚度，减少其变形；之后沿着两个脚的连线将整个环状钢结构旋转起扳，直至达到 设计给定位形；最后将巨型环状钢结构的底部杆件补全，并浇注底部混凝土基础，将巨型环 状钢结构固定，待拆除所有施工辅助措施后，便完成该结构的安装。

对巨型环状钢结构的旋转起扳借助A字形支承架；将斜拉起吊索连接于巨型环状钢结构 上，背索锚固于场地上，A字形支承架连接共同形成一个自适应平衡体系。在A字形架顶部， 安装穿心式液压千斤顶，通过千斤顶张拉斜拉起吊索，从而实现巨型环状钢结构的旋转起扳。

对巨型环状钢结构采用什么样的加强方案，也是本发明的一个技术亮点。借鉴我们日常 生活中使用的自行车轮子，在加强环状钢结构时采用了柔性拉索而不是采用刚性构件；在环 状结构的内侧设置通过圆心的拉索并对拉索施加足够的预应力，然后在圆心位置通过压盘把 所有拉索结成一个节点，该节点的作用类似车轴；这样便实现对巨型环状钢结构的预应力加 强。

采用本发明提出的这种安装方法，在旋转起扳之前，巨型环状钢结构在地面便拼装形成 了一个整体，结构在安装成型时的受力状态与设计中所考虑的状态比较一致；通过加强措施 增加结构的刚度，将结构整体旋转起扳，大大降低施工成本，且借助先进的计算机同步控制 技术，自动化程度高，是替代传统施工方法的一种更为先进的施工方法。

发明内容

本发明提供一种适用于巨型环状钢结构施工的新方法。

1、一种用于巨型环状钢结构的施工方法，其特征在于，是在一个由巨型环状钢结构与一 系列施工辅助设备组成的施工环境中，按照下述步骤实现的：

步骤1：组建该施工方法所需的施工环境：所述施工环境由巨型环状钢结构与一系列施 工辅助设备组成，所述施工辅助设备包括：拼装胎架、加强索、钢压盘、A字形支承架、起 吊索、背索、穿心式张拉千斤顶、揽风绳，均为通用设备；步骤1具体按步骤1.1～1.4进行：

步骤1.1：拼装所述巨型环状钢结构，具体操作方法如下：首先在施工场地上布置拼装胎 架；然后以拼装胎架为支撑点，拼装所述巨型环状钢结构，此过程按照设计给定要求进行； 在拼装完成后，在所述巨型环状钢结构的底部安装两个脚；所述巨型环状钢结构仅在两个脚 处与基础连接，且两个脚与基础的连接均处理为铰接；两个脚与基础连接的两个铰接支座的 连线为轴线AB；

步骤1.2：对所述巨型环状钢结构进行加强，具体按步骤1.2.1～1.2.2进行：