[发明专利]大跨径仿叶脉状钢结构快速安装工艺

说明书

本发明公开了大跨径仿叶脉状钢结构快速安装工艺，包括：构建落地支架体系，所述落地支架体系包括至少一种以上的落地支架，所述落地支架至少包括第一支撑塔架和第二支撑塔架；装配第一支撑塔架位置处的第一弧形钢管构件组，将待安装第一弧形钢管构件组进行点位校准后，将待安装第一弧形钢管构件组与第一支撑塔架固定，确保安装误差在10mm以内；装配第二支撑塔架位置处的第二钢管构件组，所述第二钢管构件组构成所述大跨径仿叶脉状钢结构的主体；安装其余钢管构件组，待所述大跨径仿叶脉状钢结构整体受力后，再逐步拆除落地支架体系。将落地塔架与钢管拉索相结合并形成良好的支撑体系，占地面积小，安装拆除方便，为钢结构的快速拼装创造了有利条件。

技术领域

本发明属于建筑施工领域，尤其涉及大跨径仿叶脉状钢结构快速安装工艺。

背景技术

结构仿生学是现代结构设计的研究热点之一，它为自由、灵动的建筑美学提供了实现的可能。设计师们通过观察自然界中的生物或物理规律，优化传统结构设计的理论范式，实现复杂、精巧的三维空间结构。例如，国家体育馆是仿鸟巢的编织结构，国家大剧院是仿蛋壳的薄壳结构，国家游泳中心是仿生物细胞的骨架支撑气膜结构等等。仿生结构设计的目标是在不约束空间几何形态的前提下，实现结构设计的自动找形和拓扑优化，常用的算法有应变能密度法、动力松弛法等。

近年来，仿树枝或叶脉状钢结构因主次结构清晰越来越受到设计师的青睐。但是，这种结构往往弧形杆件过多，加工精度要求高，并且杆件多为悬挑结构，安装过程中构件自身稳定性差，给现场施工带来了很多困难和挑战，具体存在以下问题：

(1)主入口大门为仿叶脉生长状钢结构体系，其竖向或横向钢管均为弧形超长变截面，这对管材的工厂加工与现场吊装提出了更高的要求；

(2)主入口大门底端收紧顶端敞开，其最大悬挑长度约30米，最小悬挑长度约17.5米，结构自身受力复杂，不具备自稳条件，超长杆件的悬臂拼装施工难度极大；

(3)主入口大门施工区域有限，两树状钢结构之间为主要施工便道，场地不具备满布落地脚手架条件，在保证结构稳定和吊装可行的前提下，如何减少落地支架的占地面积至关重要。

发明内容

本发明的目的在于提供大跨径仿叶脉状钢结构快速安装工艺，将落地塔架与钢管拉索相结合并形成良好的支撑体系，其占地面积小，安装拆除方便，为钢结构的快速拼装创造了有利条件。另外根据实际情况，创造性给出搭建顺序，提高了施工效率，较传统的落地支架方案节约工期20天，并且避免了因长吊距而选用大型起吊设备。

为了实现上述技术效果，本发明通过以下技术方案予以实现。

大跨径仿叶脉状钢结构快速安装工艺，包括：

构建落地支架体系，所述落地支架体系包括至少一种以上的落地支架，所述落地支架至少包括第一支撑塔架和第二支撑塔架；

装配第一支撑塔架位置处的第一弧形钢管构件组，将待安装第一弧形钢管构件组进行点位校准后，将待安装第一弧形钢管构件组与第一支撑塔架固定，确保安装误差在10mm以内；

装配第二支撑塔架位置处的第二钢管构件组，所述第二钢管构件组构成所述大跨径仿叶脉状钢结构的主体；

安装其余钢管构件组，待所述大跨径仿叶脉状钢结构整体受力后，再逐步拆除落地支架体系。在本发明的一个优选实施例中，所述第一支撑塔架采用方形支撑塔架，第二支撑塔架采用三角形塔架，所述落地支架体系还包括单根型钢支撑。在本发明的一个优选实施例中，所述第一弧形钢管构件组由多个弧形钢管拼接而成，所述每个拼接点处对应设置方形支撑塔架；所述第二钢管构件组包括多根弧形钢管，所述弧形钢管的底端收紧、顶端敞开，均呈现悬臂拼装状态。

在本发明的一个优选实施例中，所述第二钢管构件组中的弧形钢管底部设置限位槽，顶部设置圆孔钢板，吊装过程弧形钢管底部优先定位，顶部采用钢丝绳与基座中心处钢管桩顶部连接。