CN104264781A - 网格状柱面钢结构网壳及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种网格状柱面钢结构网壳及其施工方法，该网格状柱面钢结构网壳由八个椭圆形骨架相互斜向交叉套接，该网格状柱面钢结构网壳的横截面为圆形、且分为前弧面和后弧面，每个椭圆形骨架是由双管桁架和单管结构架构成的闭合结构，八个椭圆形骨架的双管桁架位于前弧面、单管结构架位于后弧面；本发明将椭圆形骨架拆分成若干弧形构件，采用分段吊装、逐段安装的方式进行施工，采用三点吊装的方式吊运至指定位置，再利用调节钢丝绳和调节倒链进行构件的空间位置和旋转角度的调节，多重保障手段实现了构件接口精确对接，保证了构件的平面和高度的安装位置以及其接口的旋转角度的安装精确。可广泛应用于大规模空间三维弧形结构的施工。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑结构以及施工方法，特别是一种异形建筑结构及其施工方法。
背景技术
目前，传统的建筑结构比较单一，常见弧形结构为平面结构，主要为弧形钢梁。但是随着建筑行业的发展，各种建筑结构随之产生，传统的装饰骨架不能满足现在需求，而平面弧形钢梁的安装方法为直接吊装到位后固定于已完成结构柱上，这种方式精度易于控制，操作也比较简单，但是，如果出现更为复杂的结构，比如三维弧形构件这种大规模、大尺寸的也无可支撑结构的情况时，一般的安装方法难以实现如此高的安装精度，无法满足此要求的。
发明内容
本发明的目的是提供一种网格状柱面钢结构网壳及其施工方法，要解决弧形构件的安装精确难以保证的技术问题；并解决保证施工安全性和施工效率的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种网格状柱面钢结构网壳，通过支撑结构与网壳内的主体结构连接，该网格状柱面钢结构网壳由八个椭圆形骨架相互斜向交叉套接，该网格状柱面钢结构网壳的横截面为圆形、且分为前弧面和后弧面，每个椭圆形骨架是由双管桁架和单管结构架构成的闭合结构，八个椭圆形骨架的双管桁架位于前弧面、单管结构架位于后弧面。
该网格状柱面钢结构网壳内的主体结构包括钢筋混凝土核心筒和钢框架楼层结构，具体步骤如下：
步骤一，围绕在待施工的前弧面的外围位置均匀间隔搭建一排塔架，每根塔架上连接有朝向前弧面的支撑架，在楼层结构或者核心筒上连接朝向后弧面的三角架。
步骤二，将每个椭圆形骨架分成多段弧形构件，采用三点吊装法按照椭圆形骨架的倾斜方向由下向上逐段吊装弧形构件至支撑架或者三角架。
步骤三，吊装两段弧形构件后，开始进行弧形构件之间的连接。
步骤四，将弧形构件逐个吊装、并逐个连接，完成一个椭圆形骨架安装。
步骤五，按照步骤二至步骤四，八个椭圆形骨架同步施工，直至全部安装就位，连接椭圆形骨架与主体结构的支撑结构。
步骤六，利用连接在每个支撑架和三角架上的千斤顶对八个椭圆形骨架进行整体标高控制调节。
步骤七，拆除塔架和三角架，将八个椭圆形骨架本身的荷载传递给椭圆形骨架与主体结构之间的支撑结构，完整网格状柱面钢结构网壳施工。
步骤二中，每个椭圆形骨架的弧形构件的三点吊装法，针对单管结构架吊装的具体步骤如下：步骤一，在每段单管弧形构件上按照左中右的位置均匀间隔连接三个吊耳作为吊点，依次标记为1号吊点、2号吊点和3号吊点；按照椭圆形骨架的倾斜方向由下向上逐段安装，除了第一段单管弧形构件的两端各标记一个关键点为一点、二点外，其余各单管弧形构件只在一端标记一个关键点为一点，单管弧形构件下表面对应一点及二点坐标的位置有一个纵横十字丝定位线；每段单管弧形构件外侧的中部标记为三点、并粘贴棱镜片。
步骤二，将1号起吊钢丝绳、2号起吊钢丝绳和3号起吊钢丝绳分别对应三个吊点连接，其中，1号起吊钢丝绳和2号起吊钢丝绳上分别连接有1号倒链和2号倒链；
步骤三，利用起吊装置开始吊装第一段单管弧形构件，利用1号倒链和2号倒链调节钢丝绳长度，将第一段单管弧形构件吊装至相邻两个楼层结构或者核心筒的三角架上，保证第一段单管弧形构件的两端的纵横十字丝定位线分别与固定在三角架上的支架上的纵横十字丝定位线对齐，该支架的空间位置是根据一点、二点的坐标位置确定的。
步骤四，一点、二点坐标达到指定位置后，2号起吊钢丝绳自动脱钩，在2号吊点和其中一个楼层结构或者核心筒之间连接1号调节钢丝绳，1号调节钢丝绳上靠近楼层结构或者核心筒的一端连接有1号调节倒链。
步骤五，利用1号调节钢丝绳和1号调节倒链进行第一段单管弧形构件的水平度调节调节位置，调节过程中以三点的棱镜片为观测基准，使三点坐标达到指定位置，完成第一段单管弧形构件的连接安装。
步骤六，利用起吊装置开始吊装第二段单管弧形构件，利用1号倒链和2号倒链调节钢丝绳长度，将第二段单管弧形构件吊装至第一段单管弧形构件与另外一个楼层结构或者核心筒的三角架之间，保证第二段单管弧形构件的纵横十字丝定位线与固定在三角架上的支架的纵横十字丝定位线对齐，该支架的空间位置是根据一点的坐标位置确定的。
步骤七，一点坐标达到指定位置后，2号钢丝绳自动脱钩，在2号吊点和其中一个楼层结构或者核心筒之间连接1号调节钢丝绳，1号调节钢丝绳上靠近楼层结构或者核心筒的一端连接有1号调节倒链。
步骤八，利用1号调节钢丝绳和1号调节倒链进行第二段单管弧形构件的水平度调节调节位置，调节过程中以三点的棱镜片为观测基准，使三点坐标达到指定位置，并将第二段单管弧形构件与第一段单管弧形构件的连接节点焊接固定，完成第二段单管弧形构件的连接安装。
步骤九，重复步骤六至步骤八，将其余各段单管弧形构件安装就位。
单管结构架吊装的步骤四和步骤七中，1号调节钢丝绳在调节前与地面的夹角为60°～90°。
步骤二中，每个椭圆形骨架的弧形构件的三点吊装法，针对双管桁架吊装的具体步骤如下：步骤一，在每段双管弧形构件上按照左中右的位置均匀间隔连接三个吊耳作为吊点，依次标记为4号吊点、5号吊点和6号吊点；按照椭圆形骨架的倾斜方向由下向上逐段安装，除了第一段双管弧形构件内侧弦杆的两端各标记一个关键点为A点、B点、外侧弦杆的两端标记C点、D点外，其余各双管弧形构件只在内侧弦杆一端标记一个关键点为A点、外侧弦杆的同一端标记C点，双管弧形构件下方对应A点、B点、C点及D点坐标的位置均连接有一个支腿，支腿的下表面上有纵横十字丝定位线；每段双管弧形构件外侧弦杆的中部标记E点、并粘贴棱镜片。
步骤二，将4号起吊钢丝绳、5号起吊钢丝绳和6号起吊钢丝绳分别对应三个吊点连接，其中，4号起吊钢丝绳和5号起吊钢丝绳上连接有4号倒链和5号倒链。
步骤三，利用起吊装置开始吊装第一段双管弧形构件，利用4号倒链和5号倒链调节钢丝绳长度，将第一段双管弧形构件吊装至相邻两个塔架的支撑架上，保证第一段双管弧形构件的两个支腿的纵横十字丝定位线分别与固定在支撑架上的支座的纵横十字丝定位线对齐并用螺栓临时固定连接，该支座的空间位置是根据A点、B点、C点及D点的坐标位置确定的。
步骤四，A点、B点、C点及D点坐标达到指定位置后，5号起吊钢丝绳自动脱钩，在5号吊点和其中一个塔架之间连接2号调节钢丝绳，2号调节钢丝绳上靠近塔架的一端连接有2号调节倒链。
步骤五，利用2号调节钢丝绳和2号调节倒链进行第一段双管弧形构件的水平度调节调节位置，调节过程中以E点的棱镜片为观测基准，使E点坐标达到指定位置，紧固第一段双管弧形构件的支腿与支撑架支座的螺栓，完成第一段双管弧形构件的连接安装。
步骤六，利用起吊装置开始吊装第二段双管弧形构件，利用4号倒链和5号倒链调节钢丝绳长度，将第二段双管弧形构件吊装至第一段双管弧形构件与另外一个塔架的支撑架之间，保证第二段双管弧形构件的支腿的纵横十字丝定位线与固定在三角架上的支座的纵横十字丝定位线对齐并用螺栓临时固定连接，该支座的空间位置是根据一点的坐标位置确定的。
步骤七，一点坐标达到指定位置后，5号钢丝绳自动脱钩，在5号吊点和其中一个楼层结构或者核心筒之间连接2号调节钢丝绳，2号调节钢丝绳上靠近楼层结构或者核心筒的一端连接有2号调节倒链。
步骤八，利用2号调节钢丝绳和2号调节倒链进行第二段双管弧形构件的水平度调节调节位置，调节过程中以E点的棱镜片为观测基准，使E点坐标达到指定位置，紧固第二段双管弧形构件的支腿与支撑架的支座的螺栓，并将第二段双管弧形构件与第一段双管弧形构件的连接节点焊接固定，完成第二段双管弧形构件的连接安装。
步骤九，重复步骤六至步骤八，将其余各段双管弧形构件安装就位。
双管桁架吊装的步骤四和步骤七中，2号调节钢丝绳在调节前与地面的夹角为60°～90°。
所述塔架由四根立柱以及连接在立柱之间的连杆组成，塔架之间连接两道连系梁；塔架的侧面向网壳的前弧面水平连接有支撑架。
所述支撑架包括与塔架两根立柱连接的水平支撑杆、连接在水平支撑杆与立柱之间的斜撑以及连接在水平支撑杆之间的连接杆；每根水平支撑杆上固定有两个支座。
所述支座包括与支撑架连接的底部框架以及连接在底部框架上的用于和双管桁架连接的连接板，所述连接板上有定位用的纵横十字丝定位线，连接板与底部框架之间连接有千斤顶。
所述三角架包括与楼层结构或者核心筒连接的水平杆以及连接在水平杆和楼层结构或者核心筒之间的斜撑，所述水平杆上固定有一个支架，该支架包括两块平行限位单管结构架用的限位板以及连接在限位板底部之间的定位板，所述定位板上有纵横十字丝定位线。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
本发明克服了传统方法施工安装精度难以保证的缺点，解决了高效率、高精度完成三维弧形构件施工的技术问题。
本发明将椭圆形骨架拆分成若干弧形构件，采用分段吊装、逐段安装的方式进行施工，为了提高各段弧形构件的安装精度，采用三点吊装的方式吊运至指定位置，再利用调节钢丝绳和调节倒链进行构件的空间位置和旋转角度的调节，调节位置后再进行最后固定，形成空间三维结构，多重保障手段实现了构件接口精确对接，保证了构件的平面和高度的安装位置以及其接口的旋转角度的安装精确。
本发明采用的塔架以及三角架等为弧形构件吊装提供临时支撑，同时也为施工人员提供了可靠的操作平台，保证了施工安全；本发明中采用的三点吊装法实现了在吊装过程中对构件的方向控制；自动脱勾装置简化了操作工序、保证了施工效率；设置测量棱镜片和水平度调节钢丝绳可以满足构件安装的三维精度要求，保证对接质量。本发明在实现空间三维弧形构件安装准确性和高效性的同时给施工人员增加了安全保障，是一种安全可靠、精确高效的施工方法。
本发明可广泛应用于大规模空间三维弧形结构的施工。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明的网格状柱面钢结构网壳的结构示意图。
图2是本发明的网格状柱面钢结构网壳前弧面塔架分布示意图。
图3是本发明的网格状柱面钢结构网壳后弧面三角架分布示意图。
图4是本发明的塔架结构示意图。
图5是本发明的双管桁架吊装步骤一的示意图。
图6是本发明的双管桁架吊装步骤三的示意图。
图7是本发明的双管桁架吊装步骤四的示意图。
图8是本发明的双管桁架吊装步骤七的示意图。
图9是本发明的双管桁架吊装步骤九的示意图。
图10是本发明的双管桁架吊装完成的示意图。
图11是本发明的单管结构架吊装步骤一的示意图。
图12是图11的俯视结构示意图。
图13是本发明的单管结构架吊装步骤三起吊的示意图。
图14是本发明的单管结构架吊装步骤三安装的示意图。
图15是本发明的单管结构架吊装步骤四的示意图。
图16是本发明的单管结构架吊装步骤七的示意图。
图17是本发明的单管结构架吊装步骤九的示意图。
图18是本发明的单管结构架吊装完成的示意图。
附图标记：1-塔架、2-支撑架、3-三角架、4-楼层结构或者核心筒、5-双管桁架、6-单管结构架、7-支撑结构、8-千斤顶、9-支座、10-支架。
具体实施方式
实施例参见图1所示，这种网格状柱面钢结构网壳，通过支撑结构7与网壳内的主体结构连接，所述网格状柱面钢结构网壳与主体结构连接的支撑结构包括连接在网壳前弧面的顶部与主体结构的屋面之间的悬挑支撑、连接在网壳前弧面的底端与主体结构的裙楼之间的底部支座以及连接在网壳后弧面的中部与主体结构之间的伞状支撑，所述底部支座焊接在在裙楼的梁上；该网格状柱面钢结构网壳内的主体结构包括钢筋混凝土核心筒和钢框架楼层结构，该网格状柱面钢结构网壳由八个椭圆形骨架相互斜向交叉套接，该网格状柱面钢结构网壳的横截面为圆形、且分为前弧面和后弧面，每个椭圆形骨架是由双管桁架5和单管结构架6构成的闭合结构，八个椭圆形骨架的双管桁架位于前弧面、单管结构架位于后弧面；八个椭圆形外龙骨骨架尺寸相同，椭圆长轴为121米，短轴为110米，周长为363米，其中单管结构架总重约118吨，双管桁架约300吨，外龙骨所有圆管截面直径为400mm、壁厚10mm，局部位置圆管截面直径为400mm、壁厚20mm。
所述网格状柱面钢结构网壳的施工方法，具体步骤如下：
步骤一，参见图2所示，围绕在待施工的前弧面的外围位置均匀间隔搭建一排塔架1，每根塔架上连接有朝向前弧面的支撑架2，参见图3所示，在楼层结构或者核心筒4上连接朝向后弧面的三角架3。
步骤二，按照椭圆形龙骨之间的交叉节点，将每个椭圆形骨架分成多段弧形构件，采用三点吊装法按照椭圆形骨架的倾斜方向由下向上逐段吊装弧形构件至支撑架或者三角架。
步骤三，吊装两段弧形构件后，开始进行弧形构件之间的连接。
步骤四，将弧形构件逐个吊装、并逐个连接，完成一个椭圆形骨架安装。
步骤五，按照步骤二至步骤四，八个椭圆形骨架同步施工，椭圆形骨架之间的交叉节点直接通过焊接的方式固定连接，直至全部安装就位，连接椭圆形骨架与主体结构的支撑结构。
步骤六，利用连接在每个支撑架和三角架上的千斤顶对八个椭圆形骨架进行整体标高控制调节。
步骤七，拆除塔架和三角架，将八个椭圆形骨架本身的荷载传递给椭圆形骨架与主体结构之间的支撑结构，完整网格状柱面钢结构网壳施工。
底部支座是预先连接在裙楼上的，椭圆形骨架安装后与底部支座焊接固定，为了防止椭圆形骨架下沉过大，在拆除塔架和三角架之前，可以先在椭圆形骨架与裙楼之间均匀布置若干支撑千斤顶，拆除临时支撑塔架和三角架，随后卸荷支撑千斤顶，使其下移，当椭圆形骨架与支撑千斤顶完全分离后，椭圆形骨架即安装完毕。
步骤二中，每个椭圆形骨架的弧形构件的三点吊装法，针对双管桁架吊装的具体步骤如下：
步骤一，参见图5所示，在每段双管弧形构件上按照左中右的位置均匀间隔连接三个吊耳作为吊点，依次标记为4号吊点、5号吊点和6号吊点；按照椭圆形骨架的倾斜方向由下向上逐段安装，除了第一段双管弧形构件内侧弦杆的两端各标记一个关键点为A点、B点、外侧弦杆的两端标记C点、D点外，其余各双管弧形构件只在内侧弦杆一端标记一个关键点为A点、外侧弦杆的同一端标记C点，双管弧形构件下方对应A点、B点、C点及D点坐标的位置均连接有一个支腿，支腿的下表面上有纵横十字丝定位线；每段双管弧形构件外侧弦杆的中部标记E点、并粘贴棱镜片。
步骤二，将4号起吊钢丝绳、5号起吊钢丝绳和6号起吊钢丝绳分别对应三个吊点连接，其中，4号起吊钢丝绳和5号起吊钢丝绳上连接有4号倒链和5号倒链。
步骤三，参见图6所示，利用起吊装置开始吊装第一段双管弧形构件，利用4号倒链和5号倒链调节钢丝绳长度，将第一段双管弧形构件吊装至相邻两个塔架的支撑架上，保证第一段双管弧形构件的两个支腿的纵横十字丝定位线分别与固定在支撑架上的支座9的纵横十字丝定位线对齐并用螺栓临时固定连接，该支座的空间位置是根据A点、B点、C点及D点的坐标位置确定的。
步骤四，参见图7所示，A点、B点、C点及D点坐标达到指定位置后，通过自动脱钩装置使5号起吊钢丝绳自动脱钩，在5号吊点和其中一个塔架之间连接2号调节钢丝绳，2号调节钢丝绳上靠近塔架的一端连接有2号调节倒链。
步骤五，利用2号调节钢丝绳和2号调节倒链进行第一段双管弧形构件的水平度调节调节位置，调节过程中以E点的棱镜片为观测基准，使E点坐标达到指定位置，紧固第一段双管弧形构件的支腿与支撑架支座的螺栓，此时可以拆除2号调节钢丝绳和2号调节倒链，完成第一段双管弧形构件的连接安装。
步骤六，参见图8所示，利用起吊装置开始吊装第二段双管弧形构件，利用4号倒链和5号倒链调节钢丝绳长度，将第二段双管弧形构件吊装至第一段双管弧形构件与另外一个塔架的支撑架之间，保证第二段双管弧形构件的支腿的纵横十字丝定位线与固定在三角架上的支座的纵横十字丝定位线对齐并用螺栓临时固定连接，该支座的空间位置是根据一点的坐标位置确定的。
步骤七，一点坐标达到指定位置后，通过自动脱钩装置使5号钢丝绳自动脱钩，在5号吊点和其中一个楼层结构或者核心筒之间连接2号调节钢丝绳，2号调节钢丝绳上靠近楼层结构或者核心筒的一端连接有2号调节倒链。
步骤八，利用2号调节钢丝绳和2号调节倒链进行第二段双管弧形构件的水平度调节调节位置，调节过程中以E点的棱镜片为观测基准，使E点坐标达到指定位置，紧固第二段双管弧形构件的支腿与支撑架的支座的螺栓，并将第二段双管弧形构件与第一段双管弧形构件的连接节点焊接固定，此时可以拆除2号调节钢丝绳和2号调节倒链，完成第二段双管弧形构件的连接安装。
步骤九，参见图9、图10所示，重复步骤六至步骤八，将其余各段双管弧形构件安装就位。
双管桁架吊装的步骤四和步骤七中，2号调节钢丝绳在调节前与地面的夹角为60°～90°。
步骤二中，每个椭圆形骨架的弧形构件的三点吊装法，针对单管结构架吊装的具体步骤如下：
步骤一，参见图11、图12所示，在每段单管弧形构件上按照左中右的位置均匀间隔连接三个吊耳作为吊点，依次标记为1号吊点、2号吊点和3号吊点；按照椭圆形骨架的倾斜方向由下向上逐段安装，除了第一段单管弧形构件的两端各标记一个关键点为一点、二点外，其余各单管弧形构件只在一端标记一个关键点为一点，单管弧形构件下表面对应一点及二点坐标的位置有一个纵横十字丝定位线；每段单管弧形构件外侧的中部标记为三点、并粘贴棱镜片。
步骤二，将1号起吊钢丝绳、2号起吊钢丝绳和3号起吊钢丝绳分别对应三个吊点连接，其中，1号起吊钢丝绳和2号起吊钢丝绳上分别连接有1号倒链和2号倒链。
步骤三，参见图13、图14所示，利用起吊装置开始吊装第一段单管弧形构件，利用1号倒链和2号倒链调节钢丝绳长度，将第一段单管弧形构件吊装至相邻两个楼层结构或者核心筒的三角架上，保证第一段单管弧形构件的两端的纵横十字丝定位线分别与固定在三角架上的支架10上的纵横十字丝定位线对齐，该支架的空间位置是根据一点、二点的坐标位置确定的。
步骤四，参见图15所示，一点、二点坐标达到指定位置后，通过自动脱钩装置使2号起吊钢丝绳自动脱钩，在2号吊点和其中一个楼层结构或者核心筒之间连接1号调节钢丝绳，1号调节钢丝绳上靠近楼层结构或者核心筒的一端连接有1号调节倒链。
步骤五，利用1号调节钢丝绳和1号调节倒链进行第一段单管弧形构件的水平度调节调节位置，调节过程中以三点的棱镜片为观测基准，使三点坐标达到指定位置，此时，可以拆除1号调节钢丝绳和1号调节倒链，完成第一段单管弧形构件的连接安装。
步骤六，参见图16所示，利用起吊装置开始吊装第二段单管弧形构件，利用1号倒链和2号倒链调节钢丝绳长度，将第二段单管弧形构件吊装至第一段单管弧形构件与另外一个楼层结构或者核心筒的三角架之间，保证第二段单管弧形构件的纵横十字丝定位线与固定在三角架上的支架的纵横十字丝定位线对齐，该支架的空间位置是根据一点的坐标位置确定的。
步骤七，一点坐标达到指定位置后，通过自动脱钩装置使2号钢丝绳自动脱钩，在2号吊点和其中一个楼层结构或者核心筒之间连接1号调节钢丝绳，1号调节钢丝绳上靠近楼层结构或者核心筒的一端连接有1号调节倒链。
步骤八，利用1号调节钢丝绳和1号调节倒链进行第二段单管弧形构件的水平度调节调节位置，调节过程中以三点的棱镜片为观测基准，使三点坐标达到指定位置，并将第二段单管弧形构件与第一段单管弧形构件的连接节点焊接固定，此时可以拆除1号调节钢丝绳和1号调节倒链，完成第二段单管弧形构件的连接安装。
步骤九，参见图17、图18所示，重复步骤六至步骤八，将其余各段单管弧形构件安装就位。
单管结构架吊装的步骤四和步骤七中，1号调节钢丝绳在调节前与地面的夹角为60°～90°。
参见图4、图10所示，所述塔架1由四根立柱以及连接在立柱之间的连杆组成，塔架之间连接两道连系梁；塔架的侧面向网壳的前弧面水平连接有支撑架；所述支撑架2包括与塔架两根立柱连接的水平支撑杆、连接在水平支撑杆与立柱之间的斜撑以及连接在水平支撑杆之间的连接杆；每根水平支撑杆上固定有两个支座9；所述支座9包括与支撑架连接的底部框架以及连接在底部框架上的用于和双管桁架连接的连接板，所述连接板上有定位用的纵横十字丝定位线，连接板与底部框架之间连接有千斤顶8，用于在安装过程中调节椭圆形骨架的标高位置。
参见图14、图18所示，所述三角架包括与楼层结构或者核心筒连接的水平杆以及连接在水平杆和楼层结构或者核心筒之间的斜撑，所述水平杆上固定有一个支架10，该支架10包括两块平行限位单管结构架用的限位板以及连接在限位板底部之间的定位板，所述定位板上有纵横十字丝定位线。为了方便施工人员操作，还可以在三角架之间连接脚手架。
包括控制网的布设、外龙骨安装测量和卸载时外龙骨位置变化监测，具体方法如下：
中，控制网分为平面控制网和高程控制网，其中平面控制网是在已有施工控制网的基础上，根据钢结构设计特点和施工特点，布设钢结构施工专用控制网，供钢结构拼装、安装使用，作为测量轴线、桁架节点、桁架端部的控制点坐标的依据，同时供钢结构变形监测使用；另外，高程控制网是采用水准仪往返测量，从外部高程控制点引测标高点到拼装场区四个核心筒的混凝土墙上，引测到其中两个核心筒上的标高为±0.000m，引测到另外两个核心筒上的标高为+1.000m。在场地上布设多个坐标控制点，用于场地建筑物的校核，采用红三角表示并注明数据，再采用全站仪对标高点进行复测。作为外龙骨安装过程中标高测量的依据。
利用平面控制网和高程控制网进行精度控制，其施工误差参见下表：
包括椭圆形骨架安装和伞状支撑的安装：
椭圆形骨架安装时，按照支撑架或者三角架所在位置选择合适的可通视的观测平台，合适的控制点，采用后方交会的方法，根据所给坐标定出支顶结构钢板十字中心线的位置，标注在支顶结构钢板上，安装时，支顶结构钢板和支座或者支架两者十字中心线相重合即可；最后，由于椭圆形骨架长度很长，在自身重力情况下中间部分会下沉，影响区格结构安装，因此每一节外龙骨吊装前，在中间位置粘贴一棱镜片，采用“双极坐标法”测量其地面拼装坐标，并采用“空间坐标转换系统”软件将各棱镜片地面拼装坐标反算至空间设计坐标，这样在椭圆形骨架吊装过程中仅需监测棱镜片三维坐标即可完成定位。吊装测量采用数台2秒级全站仪安置在地面控制点上，按“双极坐标法”同步观测棱镜片的三维坐标。由于全站仪内预存各点三维坐标，利用全站仪提供的放样功能实现实时指挥施工人员调整椭圆形骨架空间位置，较好地完成了外龙骨安装定位工作。
伞状支撑的安装时，在楼层结构或者核心筒上放出伞状支撑与主体结构相接部位的点，在电脑中提前输入伞状支撑与椭圆形骨架相交点的坐标，交点处粘贴一棱镜片，根据坐标点安装伞状支撑，安装过程中同样采用“双极坐标法”监测此交点的变化。
卸载时椭圆形骨架位置变化监测：卸载前在底部支座附近焊一把钢尺，记录下卸载前椭圆形骨架的位置读数，并在椭圆形骨架与裙楼之间均匀布置若干支撑千斤顶、支撑椭圆形骨架，然后拆除临时支撑塔架和三角架，最后卸荷支撑千斤顶，观测钢尺读数，如果发现椭圆形骨架一直无法与支撑千斤顶分离，说明其沉降过大不适合继续卸载，此时应重新将支撑千斤顶回原来位置，观察椭圆形骨架的安装及固定情况；直至同步下调支撑千斤顶时，椭圆形骨架下沉在设计允许范围内时，随后拆除支撑千斤顶，此时，椭圆形骨架即安装完毕。
Claims (10)
1.一种网格状柱面钢结构网壳，通过支撑结构（7）与网壳内的主体结构连接，其特征在于：该网格状柱面钢结构网壳由八个椭圆形骨架相互斜向交叉套接，该网格状柱面钢结构网壳的横截面为圆形、且分为前弧面和后弧面，每个椭圆形骨架是由双管桁架（5）和单管结构架（6）构成的闭合结构，八个椭圆形骨架的双管桁架位于前弧面,单管结构架位于后弧面。
2.一种如权利要求1所述的网格状柱面钢结构网壳的施工方法，其特征在于，该网格状柱面钢结构网壳内的主体结构包括钢筋混凝土核心筒和钢框架楼层结构，具体步骤如下：
步骤一，围绕在待施工的前弧面的外围位置均匀间隔搭建一排塔架（1），每根塔架上连接有朝向前弧面的支撑架（2），在楼层结构或者核心筒（4）上连接朝向后弧面的三角架（3）；
步骤二，将每个椭圆形骨架分成多段弧形构件，采用三点吊装法按照椭圆形骨架的倾斜方向由下向上逐段吊装弧形构件至支撑架或者三角架；
步骤三，吊装两段弧形构件后，开始进行弧形构件之间的连接；
步骤四，将弧形构件逐个吊装、并逐个连接，完成每个椭圆形骨架安装；
步骤五，按照步骤二至步骤四，八个椭圆形骨架同步施工，直至全部安装就位，连接椭圆形骨架与主体结构的支撑结构；
步骤六，利用连接在每个支撑架上的千斤顶对八个椭圆形骨架进行整体标高控制调节；
步骤七，拆除塔架和三角架，将八个椭圆形骨架本身的荷载传递给椭圆形骨架与主体结构之间的支撑结构，完整网格状柱面钢结构网壳施工。
3.根据权利要求2所述的网格状柱面钢结构网壳的施工方法，其特征在于，步骤二中，每个椭圆形骨架的弧形构件的三点吊装法，针对单管结构架吊装的具体步骤如下：
步骤一，在每段单管弧形构件上按照左中右的位置均匀间隔连接三个吊耳作为吊点，依次标记为1号吊点、2号吊点和3号吊点；按照椭圆形骨架的倾斜方向由下向上逐段安装，除了第一段单管弧形构件的两端各标记一个关键点为一点、二点外，其余各单管弧形构件只在一端标记一个关键点为一点，单管弧形构件下表面对应一点及二点坐标的位置有一个纵横十字丝定位线；每段单管弧形构件外侧的中部标记为三点、并粘贴棱镜片；
步骤二，将1号起吊钢丝绳、2号起吊钢丝绳和3号起吊钢丝绳分别对应三个吊点连接，其中，1号起吊钢丝绳和2号起吊钢丝绳上分别连接有1号倒链和2号倒链；
步骤三，利用起吊装置开始吊装第一段单管弧形构件，利用1号倒链和2号倒链调节钢丝绳长度，将第一段单管弧形构件吊装至相邻两个楼层结构或者核心筒的三角架上，保证第一段单管弧形构件的两端的纵横十字丝定位线分别与固定在三角架上的支架（10）上的纵横十字丝定位线对齐，该支架的空间位置是根据一点、二点的坐标位置确定的；
步骤四，一点、二点坐标达到指定位置后，2号起吊钢丝绳自动脱钩，在2号吊点和其中一个楼层结构或者核心筒之间连接1号调节钢丝绳，1号调节钢丝绳上靠近楼层结构或者核心筒的一端连接有1号调节倒链；
步骤五，利用1号调节钢丝绳和1号调节倒链进行第一段单管弧形构件的水平度调节调节位置，调节过程中以三点的棱镜片为观测基准，使三点坐标达到指定位置，完成第一段单管弧形构件的连接安装；
步骤六，利用起吊装置开始吊装第二段单管弧形构件，利用1号倒链和2号倒链调节钢丝绳长度，将第二段单管弧形构件吊装至第一段单管弧形构件与另外一个楼层结构或者核心筒的三角架之间，保证第二段单管弧形构件的纵横十字丝定位线与固定在三角架上的支架的纵横十字丝定位线对齐，该支架的空间位置是根据一点的坐标位置确定的；
步骤七，一点坐标达到指定位置后，2号钢丝绳自动脱钩，在2号吊点和其中一个楼层结构或者核心筒之间连接1号调节钢丝绳，1号调节钢丝绳上靠近楼层结构或者核心筒的一端连接有1号调节倒链；
步骤八，利用1号调节钢丝绳和1号调节倒链进行第二段单管弧形构件的水平度调节调节位置，调节过程中以三点的棱镜片为观测基准，使三点坐标达到指定位置，并将第二段单管弧形构件与第一段单管弧形构件的连接节点焊接固定，完成第二段单管弧形构件的连接安装；
步骤九，重复步骤六至步骤八，将其余各段单管弧形构件安装就位。
4.根据权利要求3所述的网格状柱面钢结构网壳的施工方法，其特征在于：单管结构架吊装的步骤四和步骤七中，1号调节钢丝绳在调节前与地面的夹角为60°～90°。
5.根据权利要求2所述的网格状柱面钢结构网壳的施工方法，其特征在于，步骤二中，每个椭圆形骨架的弧形构件的三点吊装法，针对双管桁架吊装的具体步骤如下：
步骤一，在每段双管弧形构件上按照左中右的位置均匀间隔连接三个吊耳作为吊点，依次标记为4号吊点、5号吊点和6号吊点；按照椭圆形骨架的倾斜方向由下向上逐段安装，除了第一段双管弧形构件内侧弦杆的两端各标记一个关键点为A点、B点、外侧弦杆的两端标记C点、D点外，其余各双管弧形构件只在内侧弦杆一端标记一个关键点为A点、外侧弦杆的同一端标记C点，双管弧形构件下方对应A点、B点、C点及D点坐标的位置均连接有一个支腿，支腿的下表面上有纵横十字丝定位线；每段双管弧形构件外侧弦杆的中部标记E点、并粘贴棱镜片；
步骤二，将4号起吊钢丝绳、5号起吊钢丝绳和6号起吊钢丝绳分别对应三个吊点连接，其中，4号起吊钢丝绳和5号起吊钢丝绳上连接有4号倒链和5号倒链；
步骤三，利用起吊装置开始吊装第一段双管弧形构件，利用4号倒链和5号倒链调节钢丝绳长度，将第一段双管弧形构件吊装至相邻两个塔架的支撑架上，保证第一段双管弧形构件的两个支腿的纵横十字丝定位线分别与固定在支撑架上的支座（9）的纵横十字丝定位线对齐并用螺栓临时固定连接，该支座的空间位置是根据A点、B点、C点及D点的坐标位置确定的；
步骤四，A点、B点、C点及D点坐标达到指定位置后，5号起吊钢丝绳自动脱钩，在5号吊点和其中一个塔架之间连接2号调节钢丝绳，2号调节钢丝绳上靠近塔架的一端连接有2号调节倒链；
步骤五，利用2号调节钢丝绳和2号调节倒链进行第一段双管弧形构件的水平度调节调节位置，调节过程中以E点的棱镜片为观测基准，使E点坐标达到指定位置，紧固第一段双管弧形构件的支腿与支撑架支座的螺栓，完成第一段双管弧形构件的连接安装；
步骤六，利用起吊装置开始吊装第二段双管弧形构件，利用4号倒链和5号倒链调节钢丝绳长度，将第二段双管弧形构件吊装至第一段双管弧形构件与另外一个塔架的支撑架之间，保证第二段双管弧形构件的支腿的纵横十字丝定位线与固定在三角架上的支座的纵横十字丝定位线对齐并用螺栓临时固定连接，该支座的空间位置是根据一点的坐标位置确定的；
步骤七，一点坐标达到指定位置后，5号钢丝绳自动脱钩，在5号吊点和其中一个楼层结构或者核心筒之间连接2号调节钢丝绳，2号调节钢丝绳上靠近楼层结构或者核心筒的一端连接有2号调节倒链；
步骤八，利用2号调节钢丝绳和2号调节倒链进行第二段双管弧形构件的水平度调节调节位置，调节过程中以E点的棱镜片为观测基准，使E点坐标达到指定位置，紧固第二段双管弧形构件的支腿与支撑架的支座的螺栓，并将第二段双管弧形构件与第一段双管弧形构件的连接节点焊接固定，完成第二段双管弧形构件的连接安装；
步骤九，重复步骤六至步骤八，将其余各段双管弧形构件安装就位。
6.根据权利要求5所述的网格状柱面钢结构网壳的施工方法，其特征在于：双管桁架吊装的步骤四和步骤七中，2号调节钢丝绳在调节前与地面的夹角为60°～90°。
7.根据权利要求2至6任意一项所述的网格状柱面钢结构网壳的施工方法，其特征在于：所述塔架（1）由四根立柱以及连接在立柱之间的连杆组成，塔架之间连接两道连系梁；塔架的侧面向网壳的前弧面水平连接有支撑架。
8.根据权利要求7所述的网格状柱面钢结构网壳的施工方法，其特征在于：所述支撑架（2）包括与塔架两根立柱连接的水平支撑杆、连接在水平支撑杆与立柱之间的斜撑以及连接在水平支撑杆之间的连接杆；每根水平支撑杆上固定有两个支座（9）。
9.根据权利要求8所述的网格状柱面钢结构网壳的施工方法，其特征在于：所述支座（9）包括与支撑架连接的底部框架以及连接在底部框架上的用于和双管桁架连接的连接板，所述连接板上有定位用的纵横十字丝定位线，连接板与底部框架之间连接有千斤顶（8）。
10.根据权利要求2至6任意一项所述的网格状柱面钢结构网壳的施工方法，其特征在于：所述三角架（3）包括与楼层结构或者核心筒连接的水平杆以及连接在水平杆和楼层结构或者核心筒之间的斜撑，所述水平杆上固定有一个支架（10），该支架（10）包括两块平行限位单管结构架用的限位板以及连接在限位板底部之间的定位板，所述定位板上有纵横十字丝定位线。
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