[发明专利]一种斜钢柱双螺旋空间结构及其施工方法

摘要

本发明涉及建筑施工技术，尤其涉及一种斜钢柱双螺旋空间结构及其施工方法。其空间结构包括多根倾斜钢柱和与倾斜钢柱连接的内螺旋环道和外螺旋环道，所述内螺旋环道和外螺旋环道分别围绕倾斜钢柱渐变上升，形成内外两圈闭合的人行通道，所述内、外螺旋环道分别与倾斜钢柱之间通过钢板悬挑连接。本发明操作性强，高空悬挑安装一次就位精度高，安全简便，大大缩短了工期，同时节约了大量的安全支撑措施。

主权项

1.一种斜钢柱双螺旋空间结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)深化设计根据建筑及结构施工图，结合已确定好的关键点设计坐标，使用软件建立结构模型，放样出螺旋环道空间样条曲线，并划分成若干个环道单元；在软件中以一组环道单元的一个角点为原点，自建坐标系，然后在环道三个边界上间隔700mm～1000mm布置一个控制点，在自建的坐标系内标注以上各控制点的坐标，出深化图纸，为螺旋环道预拼装做准备；(2)制作厂预拼装组装组合加工根据步骤1过程中放样出的环道单元定位坐标，在环道单元的边界上设置多个坐标点控制将环道单元的边界准确定位，且螺旋环道在制作厂采取“预拼装组装组合”的加工技术：在步骤1过程中，首先根据现场分段要求深化每一段螺旋环道的环道单元成为多个制作单元，在此基础上，按照至少每四段的制作单元为一组深化出预拼装图纸，以一组预拼装段某一个角点为坐标零点，建立空间三维坐标系，放样出各边界预拼装坐标；同时每组预拼装的制作单元末段与相邻组预拼装的制作单元首段进行一次预拼装，即相邻组用一段制作单元进行了搭接，以保证预拼装的连续性和螺旋环道安装时的整体性；(3)大截面双曲环道单元空间定位制作单元运输至现场后，提前在地面进行一次拼装组成环道单元，拼装完成后整体吊装，单个吊装环道单元平面尺寸小于等于9m×7m，空中调节难度大，在吊装前，提前在吊装的环道单元的四个角部上挂设四组倒链，保证就位后四个角部均能够进行调节，环道单元空间定位控制四个角点，分别给出各点的空间三维坐标，即可有效控制吊装环道单元的就位精度，调节过程中先调节与相邻连续环道单元的定位坐标，后调整与倾斜钢柱悬臂板对接的坐标点；(4)无支撑单板悬挑环道临时固定所述内、外螺旋环道与倾斜钢柱之间通过悬臂板连接，从内、外螺旋环道与倾斜钢柱连接悬臂板中间分段，同时悬臂板采取双面坡口形式，安装过程中每个螺旋环道的吊装环道单元与相邻上一个倾斜钢柱的环道单元及下一个倾斜钢柱悬臂板相连接，构件安装坐标调校到位后，环道单元一端与上一段环道单元的面板使用马板焊接固定，另一端使用马板将螺旋环道悬臂板与倾斜钢柱悬臂板焊接，同时将吊装的环道单元与悬臂板完成打底焊接，焊接过程中塔吊不能松钩，待焊接完成后，缓慢松钩，通过观察塔吊起重量读数显示器，来确保塔吊不在承受构件悬挑重量，塔吊完全松钩；(5)单柱双螺旋空间结构施工顺序根据单柱内外双曲螺旋结构特点，内螺旋环道对倾斜钢柱形成顺时针弯矩，外螺旋环道对钢柱形成逆时针弯矩，倾斜钢柱自身有沿逆时针倾斜的趋势，以倾斜钢柱为本体，内、外螺旋环道对倾斜钢柱形成弯矩方向互逆，先内环后外环、内环领先于外环半圈的施工进度进行施工，使得结构自身达成平衡体系，内螺旋环道和外螺旋环道施工全部按照从下向上、依次连续施工。