一种钢结构圆形穹顶的提升装置及提升方法与流程

1.本发明涉及建筑施工技术领域，特别是指一种钢结构圆形穹顶的提升装置及提升方法。


背景技术：

2.建筑的网壳结构因其富有朝气、造型优美、空间灵动，近年来表现出强大的活力，发展前景广阔，网壳结构按层数，可分为单层网壳和双层网壳；按表面形状，可分为球形网壳、双曲面网壳、柱面网壳、双曲抛物面网壳等，对于双层网壳结构，通常不会出现稳定性问题，但是单层网壳结构却常常因其刚度较小、厚度较薄而失稳。近年来，随着网壳结构跨度的增大，超大跨度单层网壳结构的施工面临很大挑战。
3.网壳结构的施工中，网壳整体提升钢构跨度大重量大，拼装受地面空间影响较大，在上大下小的空间形式的楼体内无法实现网壳的整体拼装，是安装大跨度单层球面网壳的施工难点所在。
4.因此，开发一种施工难度较低、施工质量和效率均高的单层球面网壳穹顶的提升方法是一个亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种钢结构圆形穹顶的提升装置及提升方法，解决了现有技术中网壳提升难度大的问题。
6.本发明的技术方案是这样实现的：一种钢结构圆形穹顶的提升装置，包括固定安装在基础筏板上的临时支撑胎架，所述临时支撑胎架与楼体钢架固定连接，所述临时支撑胎架通过扶墙支架与所述楼体钢架固定连接，所述临时支撑胎架上端设置有用来提升穹顶网壳的提升平台；所述扶墙支架包括接头、丝杠总成、丝杠端撑杆、中间撑杆和抱箍端撑杆，所述中间撑杆一端固定连接所述丝杠端撑杆、另一端固定连接所述抱箍端撑杆，所述丝杠端撑杆远离所述中间撑杆一端设置丝杆总成，所述丝杆总成远离所述中间撑杆的一端和所述抱箍端撑杆远离所述中间撑杆的一端均设置为接头，两端所述接头分别与所述楼体钢架、所述临时支撑胎架固定连接。
7.进一步地，所述扶墙支架包括不同长度的第一扶墙支架和第二扶墙支架，第一扶墙支架和第二扶墙支架分别设置在所述临时支撑胎架的下部和上部。
8.进一步地，所述临时支撑胎架包括交叉设置在穹顶网片临时支撑点位置的第一支撑胎架和第二支撑胎架；所述第二支撑胎架上的提升平台包括提升架和固定安装在提升架上的提升机。
9.进一步地，所述第一支撑胎架和第二支撑胎架设有个。
10.进一步地，所述丝杆总成包括第一螺套、螺杆和第二螺套，所述第一螺套固定安装在接头上，所述第二螺套固定安装在所述丝杆端撑杆上，所述螺杆两端分别通过螺纹连接插在所述第一螺套和第二螺套内。
11.进一步地，还包括若干个固定安装在基础筏板上用来支撑拼装穹顶网壳的拼装胎架。
12.一种钢结构圆形穹顶的提升方法，使用如上述任一项所述的钢结构圆形穹顶提升装置；具体包括以下步骤：步骤s1.确定穹顶网壳分片：根据施工现场地面基础筏板空间大小和穹顶大小将穹顶网壳划分为外圆网壳和内圆网壳，再将外圆网壳划分为多个分片单元，每个分片单元再分为第一网片、第二网片和第三网片；步骤s2.设置支撑胎架位置：根据分片形状和大小，将临时支撑胎架设置在网片临时支撑点在基础筏板上正下方投影位置，在第二支撑胎架上端设置两个相背方向的提升架，提升架上安装提升机；步骤s3.网片拼装：在基础筏板上固定安装拼装胎架，在拼装胎架上分别进行第一网片、第二网片、第三网片和内圆网壳的拼装；步骤s4.外圆网壳提升：通过提升机先将第一网片提升，提升后第一网片一端固定连接在楼体钢梁上，另一端支撑于第二支撑胎架上；然后提升第二网片，提升后第二网片一端固定连接在楼体钢梁上，另一端支撑于第一支撑胎架上，第二网片一侧与第一网片固定连接；再然后提升下一个第一网片，提升后第一网片一端固定连接在楼体钢梁上，另一端支撑于下一个第二支撑胎架上，再然后提升第三网片，提升后第三网片一端固定连接在楼体钢梁上，另一端支撑于第一支撑胎架上，第三网片两侧分别与第二网片和第一网片固定连接，重复此顺序完成内圆网壳提升；步骤s5.内圆网壳提升：内圆网壳地面拼装完成后，与临时支撑胎架胎架和外环网壳平面投影位置互不干涉，提升机将内圆网壳直接向上提升至设计位置附近后，暂停提升，各吊点微调使结构精确提升到达设计位置，提升设备暂停、锁定，保持结构的空中姿态稳定不变，采用塔吊将外圆网壳与内圆网壳的后补杆件安装完毕，最后后补杆件集中对口焊接，完成内圆网壳提升；步骤s6.拆除临时胎架：从上到下将第一支撑胎架和第二支撑胎架标准节逐节拆除，拆除拼装胎架；步骤s7.完成上大下小空间楼体网壳穹顶的提升安装。
13.本发明的有益效果：1、通过外圆网壳采用“地面拼装、分片单元吊装”的施工方法，内圆网壳采用“地面拼装、整体提升”的施工方法，将穹顶网壳分片提升，满足地面场地狭小、进料和拼装不便时的使用需求；2、通过设置临时支撑胎架和拼装胎架，可以重复回收使用，设备投入成本低，设置扶墙支架可以伸缩调节，满足不同宽度情况下的支撑胎架固定，适用范围广；3、通过整体分片提升，对吊装设备的起重能力要求低，操作简单，提升安全性更好。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技
术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本发明的主视结构示意图；图2为本发明的俯视结构示意图；图3为本发明的俯视图；图4是本发明的穹顶网壳的结构示意图；图5是本发明的支撑胎架的主视图；图6是本发明的扶墙支架的主视结构示意图；图7是本发明的扶墙支架的俯视结构示意图；图8是图6中的a处的放大图；图9是本发明提升方法的工作原理图。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.如图1~图8所示，本发明实施例1所述的一种钢结构圆形穹顶的提升装置及提升方法，包括固定安装在基础筏板3上的临时支撑胎架，临时支撑胎架用来支撑网片，所述临时支撑胎架与楼体钢架固定连接，楼体钢架包括楼体钢梁1和楼体钢柱9，所述临时支撑胎架通过扶墙支架与所述楼体钢架固定连接，所述临时支撑胎架上端设置有用来提升穹顶网壳10的提升平台。临时支撑胎架使用塔吊标准节，安装于地下室基础筏板3顶部，底部通过地脚螺栓预埋件与筏板混凝土结构连接，高度按照网壳安装工况设置，顶部提升平台，四周设安全护栏，平台上设置调节工装，设置千斤顶进行构件的校正调节。如图6和图7所示，所述扶墙支架包括接头41、丝杠总成42、丝杠端撑杆43、中间撑杆44和抱箍端撑杆45，所述中间撑杆44一端固定连接所述丝杠端撑杆43、另一端固定连接所述抱箍端撑杆45，所述丝杠端撑杆43远离所述中间撑杆44一端设置丝杆总成，丝杆总成用来调节扶墙支架的长度，满足不同尺寸位置的使用，所述丝杆总成远离所述中间撑杆44的一端和所述抱箍端撑杆45远离所述中间撑杆44的一端均设置为接头41，两端所述接头41分别与所述楼体钢架、所述临时支撑胎架固定连接。
18.进一步地，如图3所示，所述扶墙支架包括第一扶墙支架2和第二扶墙支架4，第一扶墙支架2和第二扶墙支架4的结构相同、长度不同，分别设置在所述临时支撑胎架的下部和上部。
19.进一步地，如图3和图5所示，所述临时支撑胎架包括第一支撑胎架5和第二支撑胎架7，其数量均为6个，第一支撑胎架5用来支撑，第二支撑胎架7用来支撑和提升，交错设置在穹顶网片临时支撑点位置；所述第二支撑胎架7上的提升平台包括提升架8和固定安装在提升架8上的提升机，提升机采用液压提升器。
20.进一步地，如图8所示，所述丝杆总成包括第一螺套421、螺杆422和第二螺套423，所述第一螺套421固定安装在接头41上，所述第二螺套423固定安装在所述丝杆端撑杆上，所述螺杆422两端分别通过螺纹连接插在所述第一螺套421和第二螺套423内。
21.进一步地，如图1和图2所示，还包括若干个固定安装在基础筏板3上用来支撑拼装穹顶网壳10的拼装胎架，拼装胎架设置在网壳主要节点平面投影原位地面。
22.一种钢结构圆形穹顶提升方法，使用上述的钢结构圆形穹顶提升装置；如图9所示，其具体包括以下步骤：步骤s1.如图4所示，确定穹顶网壳10分片，根据施工现场地面基础筏板3空间大小和穹顶大小将穹顶网壳10划分为外圆网壳和内圆网壳104，再将外圆网壳划分为多个分片单元，每个分片单元再分为第一网片101、第二网片102和第三网片103，共计18片；步骤s2.设置支撑胎架位置：根据分片形状和大小，将临时支撑胎架设置在网片临时支撑点在基础筏板3上正下方投影位置，在第二支撑胎架7上端设置两个相背方向的提升架8，提升架8上安装提升机；步骤s3.网片拼装：在基础筏板3上固定安装拼装胎架，在拼装胎架上分别进行第一网片101、第二网片102、第三网片103和内圆网壳104的拼装；步骤s4.外圆网壳提升：通过提升机先将第一网片101提升，提升后第一网片101一端固定连接在楼体钢梁1上，另一端支撑于第二支撑胎架7上；然后提升第二网片102，提升后第二网片102一端固定连接在楼体钢梁1上，另一端支撑于第一支撑胎架5上，第二网片102一侧与第一网片101固定连接；再然后提升下一个第一网片101，提升后第一网片101一端固定连接在楼体钢梁1上，另一端支撑于下一个第二支撑胎架7上，再然后提升第三网片103，提升后第三网片103一端固定连接在楼体钢梁1上，另一端支撑于第一支撑胎架5上，第三网片103两侧分别与第二网片102和第一网片101固定连接，重复此顺序完成内圆网壳104提升；步骤s5.内圆网壳104提升：内圆网壳104地面拼装完成后，与临时支撑胎架胎架和外环网壳平面投影位置互不干涉，提升机将内圆网壳104直接向上提升至设计位置附近后，暂停提升，各吊点微调使结构精确提升到达设计位置，提升设备暂停、锁定，保持结构的空中姿态稳定不变，采用塔吊将外圆网壳与内圆网壳104的后补杆件安装完毕，最后后补杆件集中对口焊接，完成内圆网壳104提升；步骤s6.拆除临时胎架：从上到下将第一支撑胎架5和第二支撑胎架7标准节逐节拆除，拆除拼装胎架；步骤s7.完成上大下小空间楼体网壳穹顶的提升安装。
23.其中，所述第一支撑胎架5和第二支撑胎架7的数量均为6个，所述第二支撑胎架7上的提升架8共12个，且各提升点均设置于网壳交汇节点处，与吊具等强焊接。
24.楼体钢梁1、基础筏板3、提升架8、楼体钢柱9、穹顶网壳10均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本领域技术人员可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知的，故在此不再做过多记载。
25.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种钢结构圆形穹顶的提升装置，包括固定安装在基础筏板（3）上的临时支撑胎架，所述临时支撑胎架与楼体钢架固定连接，其特征在于：所述临时支撑胎架通过扶墙支架与所述楼体钢架固定连接，所述临时支撑胎架上端设置有用来提升穹顶网壳（10）的提升平台；所述扶墙支架包括接头（41）、丝杠总成（42）、丝杠端撑杆（43）、中间撑杆（44）和抱箍端撑杆（45），所述中间撑杆（44）一端固定连接所述丝杠端撑杆（43）、另一端固定连接所述抱箍端撑杆（45），所述丝杠端撑杆（43）远离所述中间撑杆（44）一端设置丝杆总成，所述丝杆总成远离所述中间撑杆（44）的一端和所述抱箍端撑杆（45）远离所述中间撑杆（44）的一端均设置为接头（41），两端所述接头（41）分别与所述楼体钢架、所述临时支撑胎架固定连接。2.根据权利要求1所述的钢结构圆形穹顶的提升装置，其特征在于：所述扶墙支架包括不同长度的第一扶墙支架（2）和第二扶墙支架（4），第一扶墙支架（2）和第二扶墙支架（4）分别设置在所述临时支撑胎架的下部和上部。3.根据权利要求1所述的钢结构圆形穹顶的提升装置，其特征在于：所述临时支撑胎架包括交叉设置在穹顶网片临时支撑点位置的第一支撑胎架（5）和第二支撑胎架（7）；所述第二支撑胎架（7）上的提升平台包括提升架（8）和固定安装在提升架（8）上的提升机。4.根据权利要求3所述的钢结构圆形穹顶的提升装置，其特征在于：所述第一支撑胎架（5）和第二支撑胎架（7）设有6个。5.根据权利要求1~4任一项所述的钢结构圆形穹顶的提升装置，其特征在于：所述丝杆总成包括第一螺套（421）、螺杆（422）和第二螺套（423），所述第一螺套（421）固定安装在接头（41）上，所述第二螺套（423）固定安装在所述丝杆端撑杆（43）上，所述螺杆（422）两端分别通过螺纹连接插在所述第一螺套（421）和第二螺套（423）内。6.根据权利要求1~4任一项所述的钢结构圆形穹顶的提升装置，其特征在于：还包括若干个固定安装在基础筏板（3）上用来支撑拼装穹顶网壳（10）的拼装胎架。7.一种钢结构圆形穹顶的提升方法，其特征在于：使用如权利要求1~6任一项所述的钢结构圆形穹顶提升装置；具体包括以下步骤：步骤s1.确定穹顶网壳（10）分片：根据施工现场地面基础筏板（3）空间大小和穹顶大小将穹顶网壳（10）划分为外圆网壳和内圆网壳（104），再将外圆网壳划分为多个分片单元，每个分片单元再分为第一网片（101）、第二网片（102）和第三网片（103）；步骤s2.设置支撑胎架位置：根据分片形状和大小，将临时支撑胎架设置在网片临时支撑点在基础筏板（3）上正下方投影位置，在第二支撑胎架（7）上端设置两个相背方向的提升架（8），提升架（8）上安装提升机；步骤s3.网片拼装，在基础筏板（3）上固定安装拼装胎架，在拼装胎架上分别进行第一网片（101）、第二网片（102）、第三网片（103）和内圆网壳（104）的拼装；步骤s4.外圆网壳提升：通过提升机先将第一网片（101）提升，提升后第一网片（101）一端固定连接在楼体钢梁（1）上，另一端支撑于第二支撑胎架（7）上；然后提升第二网片（102），提升后第二网片（102）一端固定连接在楼体钢梁（1）上，另一端支撑于第一支撑胎架（5）上，第二网片（102）一侧与第一网片（101）固定连接；再然后提升下一个第一网片（101），提升后第一网片（101）一端固定连接在楼体钢梁（1）上，另一端支撑于下一个第二支撑胎架（7）上，再然后提升第三网片（103），提升后第三网片（103）一端固定连接在楼体钢梁（1）上，另一端支撑于第一支撑胎架（5）上，第三网片（103）两侧分别与第二网片（102）和第一网片
（101）固定连接，重复此顺序完成内圆网壳（104）提升；步骤s5.内圆网壳（104）提升：内圆网壳（104）地面拼装完成后，与临时支撑胎架胎架和外环网壳平面投影位置互不干涉，提升机将内圆网壳（104）直接向上提升至设计位置附近后，暂停提升，各吊点微调使结构精确提升到达设计位置，提升设备暂停、锁定，保持结构的空中姿态稳定不变，采用塔吊将外圆网壳与内圆网壳（104）的后补杆件安装完毕，最后后补杆件集中对口焊接，完成内圆网壳（104）提升；步骤s6.拆除临时胎架：从上到下将第一支撑胎架（5）和第二支撑胎架（7）标准节逐节拆除，拆除拼装胎架；步骤s7.完成上大下小空间楼体网壳穹顶的提升安装。

技术总结
本发明公开了一种钢结构圆形穹顶的提升装置及提升方法，包括固定安装在基础筏板上的临时支撑胎架，临时支撑胎架与楼体钢架固定连接，临时支撑胎架通过扶墙支架与楼体钢架固定连接，临时支撑胎架上端设置有用来提升穹顶网壳的提升平台。本发明通过外圆网壳采用“地面拼装、分片单元吊装”的施工方法，内圆网壳采用“地面拼装、整体提升”的施工方法，将穹顶网壳分片提升，满足地面场地狭小、进料和拼装不便时的使用需求；通过设置临时支撑胎架和拼装胎架，可以重复回收使用，设备投入成本低，设置扶墙支架可以伸缩调节，满足不同宽度情况下的支撑胎架固定，适用范围广。适用范围广。适用范围广。


技术研发人员：吕杨 安杰 梁凯 窦国举 位亚光 李铭远 汪银伟 王怡昊
受保护的技术使用者：中国建筑第七工程局有限公司
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/9/9