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1、10申请公布号CN102277900A43申请公布日20111214CN102277900ACN102277900A21申请号201110116318222申请日20110506E04B1/3520060171申请人河海大学地址211100江苏省南京市江宁区佛城西路8号72发明人王永泉顾冲时田正宏郑东健马欣74专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人李纪昌54发明名称宝瓶形空间钢结构的分段累积顶升安装方法57摘要本发明公开了一种宝瓶形空间钢结构的分段累积顶升安装方法根据宝瓶形空间钢结构断面突变位置划分安装段和调节段；根据宝瓶形空间钢结构自下向上断面尺寸首次收缩突变处为顶升施工平。
2、台的标高；安装顶升施工平台标高以下的安装段；搭设顶升施工平台支撑体系、加强区、围护支架，安装顶升施工平台；在顶升施工平台上安装顶升装置；采用同步控制系统控制，借助顶升装置由内而外逐段顶升、累积安装顶升施工平台标高以上的多个安装段，安装过程中每顶升一个安装段，安装其与待顶升安装段间的调节段，直至整个宝瓶形空间钢结构安装成形。无需另外安装大型辅助吊装设备，减少了施工辅助措施的工程量与难度，保证了施工安全性，节约了成本。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图6页CN102277904A1/1页21宝瓶形空间钢结构的分段累积顶升安装方法，包括以下的步。
3、骤（1）根据宝瓶形空间钢结构的立面形状，以结构断面突变位置或允许顶升高度为分段依据，将宝瓶形空间钢结构沿高度方向划分为安装段和调节段；宝瓶形空间钢结构沿高度的自下向上方向断面尺寸首次收缩突变处以下为第一安装段，由第一安装段往上，每两个结构断面突变位置之间的断面为一个安装段，每两个安装段之间设有一个调节段，（2）选择宝瓶形空间钢结构沿高度的自下向上方向断面尺寸首次收缩突变处的高度为顶升施工平台的标高，并根据施工荷载、钢结构重量、顶升点平面布置和荷载设计顶升施工平台、顶升施工平台支撑体系、顶升点下部支撑体系加强区；（3）利用土建施工塔吊辅助吊装结构构件，安装位于顶升施工平台标高以下的第一安装段；（。
4、4）搭设顶升施工平台支撑体系、顶升点下部支撑体系加强区、施工围护支架，并制作安装顶升施工平台；（5）在顶升施工平台上依据预先设置好的顶升点高度，安装顶升装置；（6）采用顶升装置同步逐段顶升、累积安装顶升施工平台标高以上的多个安装段，从顶部的安装段开始向下依次安装，累积顶升安装过程中每顶升一个安装段到位后，安装其与下一个待顶升安装段之间的调节段，直至整个宝瓶形空间钢结构安装成形；（7）拆除顶升施工平台、顶升施工平台支撑体系、顶升点下部支撑体系加强区和施工围护支架。2根据权利要求1所述的宝瓶形空间钢结构的分段累积顶升安装方法，其特征在于所述的安装段根据宝瓶形空间钢结构沿高度方向的断面突变位置进行分。
5、段；调节段为宝瓶形空间钢结构沿高度方向断面突变位处两相邻环梁之间的连接区域。3根据权利要求1所述的宝瓶形空间钢结构的分段累积顶升安装方法，其特征在于所述的多个安装段的安装是自上而下、由内而外依次安装；所述的调节段的安装是在将安装段安装完毕后，将安装段下部相应的调节段焊接在安装好的安装段下面。4根据权利要求1所述的宝瓶形空间钢结构的分段累积顶升安装方法，其特征在于在步骤（6）累积顶升安装过程中，在安装段与施工围护支架之间连接缆风绳。5根据权利要求1所述的宝瓶形空间钢结构的分段累积顶升安装方法，其特征在于在步骤（6）累积顶升安装过程中，随顶升高度的增高，在顶升装置的底部增设立柱。6根据权利要求1所。
6、述的宝瓶形空间钢结构的分段累积顶升安装方法，其特征在于在步骤（6）中采用同步控制系统控制顶升装置的同步逐段顶升。权利要求书CN102277900ACN102277904A1/4页3宝瓶形空间钢结构的分段累积顶升安装方法技术领域0001本发明涉及一种宝瓶形空间钢结构分段累积顶升安装方法，具体地说是涉及一种采用同步控制技术，对宝瓶外形的空间钢结构进行分段累积顶升安装的施工方法。属于土木工程施工技术领域。背景技术0002随着我国经济建设的不断发展及设计思路和方法的日新月异，一些建筑造型奇特的钢结构被设计出来，结构外形为宝瓶形状的山东汶上佛牙殿主楼就是众多新型钢结构体系中的一员，如何选择这种结构断面尺。
7、寸变化大且安装高度高的宝瓶形钢结构，是一直困扰着施工技术人员的技术难题。0003结构沿高度方向断面尺寸变化的钢结构类型较多，包括安装在高层或超高层建筑顶部的钢结构天线桅杆等。针对钢结构天线桅杆的安装，如在上海东方明珠塔、广州电视塔和南京紫峰大厦屋顶天线桅杆的安装过程中，考虑到这类结构断面尺寸与其高度相比太小，为细长型的钢结构桅杆，若采用顶升安装方法容易导致安装阶段结构整体失稳。因此，实际施工时均将沿高度方向断面渐变的钢桅杆分段，采用大型吊机配合安装断面尺寸较大的下段钢结构，然后采用同步提升技术安装上段钢结构。这种方法对于超高的细长型钢结构桅杆，采用该方法安装显得较为适用、经济。但对断面尺寸较大。
8、的宝瓶形空间钢结构，其顶部小断面节段高度较小、重量轻，若采用提升法，必需待下段钢结构安装完成并在其顶部制作提升点后方可施工，一方面增加了提升点制作的施工措施费用，另一方面断面尺寸较大的下段钢结构安装需要大型吊机辅助和较高的施工维护支架，不仅施工成本增大而且占用了较长的施工周期。因此，针对宝瓶形空间钢结构，采用下段组装、上段提升的施工方法并不经济。0004对于断面尺寸较大的宝瓶形空间钢结构，可采用高空散装法进行安装，但在安装过程中考虑到安装高度的要求，应搭设较宽的支架以满足保证支架整体稳定性的宽高比要求，这种方法对于超高的宝瓶形空间钢结构将占用大量的支架材料，增加施工成本，且安装过程中支架的安全。
9、、稳定性不易得到保证。同时，由于高空散装法需要大型吊机辅助吊装构件，同样会增加施工措施费用。另外，采用高空散装法在结构安装完成后的卸载阶段不易实现多点同步卸载控制，影响结构的安全性。0005此外，针对断面尺寸较大的宝瓶形空间钢结构，也可采用逐环倒装法进行钢结构的安装。这种方法在施工平台上布置顶升设备后，由上而下逐环制作钢结构，每做一环顶升一次，须根据每环的断面尺寸调整顶升设备位置以及根据顶升重量更换顶升设备。但当宝瓶形空间钢结构沿高度方向的断面尺寸变化较大时，顶升过程中需多次调整顶升点的位置和顶升设备，势必造成施工平台下部支撑材料和劳动量的成倍增加，导致支承支撑材料的楼面或地面补强的施工措施费。
10、用加大和施工周期的延长。同时，随着钢结构自上而下的逐环拼装，结构重心不断变化，需不断调整或增设缆风绳，以保证顶升过程中结构的安全性。说明书CN102277900ACN102277904A2/4页4发明内容0006技术问题为解决已有方法安装断面尺寸大且沿高度方向断面尺寸变化大的宝瓶形空间钢结构时，需大型吊机辅助吊装构件、搭设较高的施工安装或围护支架、结构顶升安装的一次性顶升高度、安装过程中顶升设备的调整次数多、高空焊接量大等高空安装技术难题，本发明提供了一种宝瓶形空间钢结构的分段累积顶升安装方法，可降低安装过程中的技术难度，提高施工过程的安全性，节约工程施工成本。0007技术方案一种宝瓶形空间钢。
11、结构的分段累积顶升安装方法，包括以下的步骤（1）根据宝瓶形空间钢结构的立面形状，以结构断面突变位置或允许顶升高度为分段依据，将宝瓶形空间钢结构沿高度方向划分为安装段和调节段；宝瓶形空间钢结构沿高度的自下向上方向断面尺寸首次收缩突变处以下为第一安装段，由第一安装段往上，每两个结构断面突变位置之间的断面为一个安装段，每两个安装段之间设有一个调节段；（2）（2）选择宝瓶形空间钢结构沿高度的自下向上方向断面尺寸首次收缩突变处的高度为顶升施工平台的标高，并根据施工荷载、钢结构重量、顶升点平面布置和荷载设计顶升施工平台、顶升施工平台支撑体系、顶升点下部支撑体系加强区；（3）利用土建施工塔吊辅助吊装结构构件。
12、，安装位于顶升施工平台标高以下的安装段；（4）搭设顶升施工平台支撑体系、顶升点下部支撑体系加强区、施工围护支架，并制作安装顶升施工平台；（5）在顶升施工平台上依据预先设置好的顶升点高度，安装顶升装置；（6）采用顶升装置同步逐段顶升、累积安装顶升施工平台标高以上的多个安装段，累积顶升安装过程中每顶升一个安装段到位后，安装其与下一个待顶升安装段之间的调节段，直至整个宝瓶形空间钢结构安装成形；（7）拆除顶升施工平台、顶升施工平台支撑体系、顶升点下部支撑体系加强区和施工围护支架。0008前述的宝瓶形空间钢结构的分段累积顶升安装方法，所述的多个安装段的安装是自上而下、由内而外依次安装；所述的调节段的安装。
13、是在将安装段安装完毕后，将安装段下部相应的调节段焊接在安装好的安装段下面。0009前述的宝瓶形空间钢结构的分段累积顶升安装方法，在在步骤（6）累积顶升安装过程中，在步骤（6）的顶升过程中，在安装段与施工围护支架之间连接缆风绳。0010前述的宝瓶形空间钢结构的分段累积顶升安装方法，在步骤（6）累积顶升安装过程中，随顶升高度的增高，在顶升装置的底部增设立柱。0011前述的宝瓶形空间钢结构的分段累积顶升安装方法，在步骤（6）中采用同步控制系统控制顶升装置的同步逐段顶升。0012有益效果本发明在进行断面尺寸大且沿高度方向断面尺寸变化大的宝瓶形空间钢结构安装时，可利用土建施工塔吊辅助吊装结构构件或搭设临。
14、时施工提升塔架，无需另外安装大型辅助吊装设备，降低了施工安装或围护支架的搭设高度和一次性顶升高度，减少了安装过程中顶升设备的调整次数和高空焊接量，不仅减少了施工辅助措施的工程量，节约了工程施工成本，而且降低了高空安装施工的难度，保证了施工过程中的安全性。说明书CN102277900ACN102277904A3/4页5附图说明0013图1是本发明宝瓶形空间钢结构安装段和调节段立面划分示意图；图2是本发明宝瓶形空间钢结构的分段累积顶升安装方法操作流程图；图3A是本发明的顶升施工平台标高以下安装段安装、顶升施工施工平台支撑体系、施工围护支架及顶升施工平台制作安装的立面示意图；图3B是本发明的顶升施工。
15、平台标高以上安装段的制作安装立面示意图；图3C是本发明的宝瓶形空间钢结构最内环安装段的顶升过程示意图；图3D是本发明的宝瓶形空间钢结构最内环安装段顶升到位并安装调节段后卸载施工过程示意图；图3E是本发明的宝瓶形空间钢结构次环安装段的顶升过程示意图；图3F是本发明的本发明的宝瓶形空间钢结构次环安装段顶升到位并安装调节段后卸载施工过程示意图。0014附图中主要标记的说明安装段101、调节段201、安装段102、调节段202、安装段103、安装段104、结构核心筒7、钢结构下部楼面8、顶升施工平台9、顶升施工平台支撑体系10、顶升点下部支撑体系加强区11、施工围护支架12、缆风绳301、缆风绳302。
16、、顶升装置401、顶升装置402、型钢格构柱501、型钢格构柱502。具体实施方式0015本发明根据宝瓶形空间钢结构断面尺寸大且沿高度方向断面尺寸变化较大的结构特点，采取分段制作、累积顶升安装的施工方法实现结构的高空无吊机辅助安装。下面结合附图及实施例对本发明进一步详细说明。0016图1是本发明宝瓶形空间钢结构安装段和调节段立面划分示意图，图2是本发明宝瓶形空间钢结构分段累积顶升安装方法的操作流程图，图3A是本发明的顶升施工平台标高以下安装段安装、顶升施工平台支撑体系、施工围护支架及顶升施工平台制作安装的立面示意图，图3B是本发明的顶升施工平台标高以上安装段的制作安装立面示意图，图3C是本发明。
17、的宝瓶形空间钢结构最内环安装段的顶升过程示意图，图3D是本发明的宝瓶形空间钢结构最内环安装段顶升到位并安装调节段后卸载施工过程示意图，图3E是本发明的宝瓶形空间钢结构次环安装段的顶升过程示意图，图3F是本发明的本发明的宝瓶形空间钢结构次环安装段顶升到位并安装调节段后卸载施工过程示意图。0017参照图1至图3F所示，本实施例宝瓶形空间钢结构的总高度52M，最大结构断面半径27M，最小结构断面半径10M。0018宝瓶形空间钢结构分段累积顶升安装方法，包括以下的步骤步骤1根据宝瓶形空间钢结构沿高度方向断面突变位置和允许顶升高度，将宝瓶形空间钢结构立面划分为安装段101、安装段102、安装段103、安。
18、装段104和调节段201、调节段202。其中，安装段根据宝瓶形空间钢结构沿高度方向的断面突变位置进行分段；调节段为宝瓶形空间钢结构沿高度方向断面突变位处两相邻环梁之间的连接区域。宝瓶形空间钢结构沿高度的自下向上方向断面尺寸首次收缩突变处以下为第一安装段，由第一安装段往上，每两个结构断面突变位置之间的断面为一个安装段，每两个安装段之间设有一个调节段。说明书CN102277900ACN102277904A4/4页60019步骤2根据宝瓶形空间钢结构沿高度方向断面变化规律，选择宝瓶形空间钢结构沿高度方向断面尺寸首次收缩突变处，即安装段104的顶面标高处设计顶升施工平台9的高度，并根据施工荷载、钢结构。
19、重量、顶升点平面布置和荷载进行顶升施工平台9、顶升施工平台支撑体系10、顶升点下部支撑体系加强区11的设计。0020步骤3安装顶升施工平台9标高下部第一的安装段104，及其与结构核心筒7间的连接构件。0021步骤4在钢结构下部楼面8顶面搭设顶升施工平台支撑体系10、顶升点下部支撑体系加强区11和施工围护支架12。0022步骤5在顶升施工平台支撑体系10顶面制作安装顶升施工平台9，并根据安装段101、安装段102的顶升点平面布置要求，将安装段101和安装段102的顶升装置安装到位。0023步骤6在顶升施工平台9上焊接拼装安装段101、102、103，从顶部的安装段开始向下依次安装；步骤7连接安装。
20、段101的缆风绳301，启动顶升装置401顶升最内环的安装段101到指定位置。顶升过程中，随顶升高度的不断变化，分段增设各顶升点的型钢格构柱501，保证安装段101能够顶升到拟定标高处。0024步骤8顶升安装段101到位、绷紧缆风绳301后，焊接拼装安装段101和安装段102之间的调节段201。安装完成后，卸载安装段101的顶升装置401，并逐段拆卸型钢格构柱501。0025步骤9放松缆风绳301，连接安装段102的缆风绳302后，启动顶升装置402顶升安装段102到拟定标高处。顶升过程中，同样随顶升高度的不断变化，分段增设各顶升点的型钢格构柱502，保证安装段102顶升至拟定标高处。0026。
21、步骤10顶升安装段102到拟定标高后，绷紧缆风绳301和缆风绳302后，焊接拼装安装段102和安装段103间的调节段202。安装完成后，卸载安装段102的顶升装置402，并逐段拆卸型钢格构柱502。0027步骤11结构安装成形后，拆除顶升施工平台9、顶升施工平台支撑体系10、顶升点下部支撑体系加强区11和施工围护支架12。说明书CN102277900ACN102277904A1/6页7图1说明书附图CN102277900ACN102277904A2/6页8图2说明书附图CN102277900ACN102277904A3/6页9图3A图3B说明书附图CN102277900ACN102277904A4/6页10图3C图3D说明书附图CN102277900ACN102277904A5/6页11图3E说明书附图CN102277900ACN102277904A6/6页12图3F说明书附图CN102277900A。