CN107345427A - 大跨度螺栓球网架及其模块化安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种大跨度螺栓球网架及其模块化安装方法，包括网架支座、半球形网架，网架第一圈由若干个网架大拼单元拼装而成，每个网架大拼单元包括下弦球、下弦杆、上层腹杆、弦杆、网架小三角架，下弦球通过下弦杆与支座螺栓球连接在同一水平面，网架小三角架包括一个螺栓球和四根杆件，上层腹杆、弦杆与网架小三角架组装相连；中间散装单元包括三圈网架单元，高空散装单元包括15~20圈网架单元，每圈网架单元均由网架三角架拼装组成，网架三角架为四根杆件及一个螺栓球组成的起吊单元。本发明结构安装方便，精度高，减少因安装精度不够造成二次调整造成工期拖延、返工等负面影响。

Description

大跨度螺栓球网架及其模块化安装方法

技术领域

本发明涉及一种建筑结构安装技术领域，具体涉及大跨度螺栓球网架结构及其模块化安装方法。

背景技术

煤化工厂区需要存储大量的煤，目前大多数煤场都是露天堆放，露天堆放的煤块经日晒雨淋会影响煤的燃烧效果，降低使用效率，且刮风时会导致严重的环境污染，因此，在社会普遍倡导实施绿色节能的大环境下，对堆放场地形成封闭的围护，减少环境污染，是迫在眉睫的。

目前常用通常采用为半封闭的煤棚，半封闭的煤棚在一定程度上可阻挡刮风带来的环境污染，但日晒雨淋对煤燃烧效果的影响无法去除，因此寻求一种即可避免环境污染，又可有效防止太阳直晒对煤品质的影响，则需要在半封闭的煤棚上加设一个棚顶，鉴于煤场一般跨度较大，其内设置有大型的自动化机械设备，高度也较大，因此，稳定性好，空间刚度较大、动荷载承受能力强、结构空间变化多样的网壳结构是首选。

本公司承接的乌兰大化肥135万吨/年合成氨一期工程项目中，生产合成氨的主要原料是煤，煤储运系统圆形煤仓对合成氨的生产提供原料起着至关重要的作用，而煤仓结构本身需要跨度大、高度高，大跨度球形网架则完全满足煤仓对跨度和高度的要求。因此煤仓网架对煤仓结构起着重要作用。因此研究大跨度螺栓球球形网架的组装，分段吊装、高空散装和完整的施工工艺，对保证大跨度螺栓球球形网架施工保质、快速、安全、高效完成，为企业节省成本，提高工效，有着重大的意义。

发明内容

发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种大跨度螺栓球网架及其模块化安装方法，结构安装方便，精度高，减少因安装精度不够造成二次调整造成工期拖延、返工等负面影响。

技术方案：本发明所述大跨度螺栓球网架结构，包括网架支座以及设于网架支座上的半球形网架，网架支座上设有支座螺栓球，所述网架从下至上依次包括第一圈、中间散装单元、高空散装单元和帽顶；所述网架第一圈由若干个网架大拼单元拼装而成，每个网架大拼单元包括下弦球、下弦杆、上层腹杆、弦杆、网架小三角架，所述下弦球通过下弦杆与所述支座螺栓球连接在同一水平面，所述网架小三角架包括一个螺栓球和四根杆件，上层腹杆、弦杆与网架小三角架组装相连；所述中间散装单元包括三圈网架单元，每圈网架单元均由网架三角架拼装组成，所述网架三角架为四根杆件及一个螺栓球组成的起吊单元；所述高空散装单元包括15~20圈网架单元，每圈网架单元均由网架三角架拼装组成，所述网架三角架为四根杆件及一个螺栓球组成的起吊单元。

进一步完善上述技术方案，所述螺栓球与杆件之间通过套筒和高强度螺栓连接，套筒端头一面与螺栓球面顶死、另一面与杆件的锥头面顶死，高强度螺栓设置在套筒侧壁上。

进一步地，所述螺栓球与杆件安装组成三角锥形、四角锥形、五角锥形中任一种形状。

进一步地，所述网架上还设有环形检修马道、爬梯；所述网架设有维护机构，维护机构由檩条和单层压型钢板组成。

上述大跨度螺栓球网架结构的模块化安装方法，包括如下步骤：

（1）网架支座安装：用全站仪打出若干个网架支座柱顶的标高，对标高有误差的，采用钢板垫平，必须保证安装时支承面顶板的标高符合规范要求；

（2）地面分段预拼装网架大拼单元：组装下弦球、下弦杆，拼起网架小三角架组装上层腹杆、弦杆，检查紧固，地面拼装时的位置应与吊装后网架支座的实际位置对应；整个拼装过程中，杆件与螺栓球相连接处必须用人力扳手将其扳紧，必须保证相连套筒端头的一面与螺栓球面顶死，另外一面与杆件的锥头面顶死；

（3）网架第一圈吊车大拼装：选择吊点、挂好吊点→吊车起吊→网架支座定位→相连网架大拼单元连接调位定位→检查紧固；

（4）第二至四圈吊车散装：地面拼装网架三角架模块→吊车起吊网架三角架模块→网架三角架模块连接调整定位→检查紧固；

（5）第五圈至帽顶高空散装：制作吊装拔杆→地面组装网架三角架模块→拔杆起吊→网架三角架模块连接调整定位→检查紧固；

（6）檩条、马道及爬梯设施安装。

进一步地，所述步骤（3）的操作工艺包括：

（31）选择吊点、挂好吊点：根据网架大拼单元的弧度、重量、长度、高度计算左右吊点位置，将起吊的钢索绳绑牢在吊点位置处并要加上钢卡扣，起吊前必须对绑扎的节点位置再进行检查，确认是否牢固可靠，并挂好拉绳；

（32）吊车起吊：采用50t的吊车将拼装好的若干段网架大拼单元进行吊装，采用两根长24米的ø20钢索绳或4根长12米的ø20钢丝绳，钢索绳与水平面的角度最小不能小于45度。

（33）吊车将网架片起吊到位后，安排施工人员对网架支座安装定位：将网架支座上标出十字线对准柱头上经全站仪打出的安装十字架，确定支座全部到位后，将其点焊在预埋件上，并用3t倒链和Φ12的钢丝绳作临时固定，一端固定于网架上、另一端固定于煤仓顶部环梁的轨道预留螺栓孔内，预留螺栓孔内锚固点及连接网架绑扎点，必须达到施工要求并做到可靠固定；

（34）第一段网架大拼单元保持稳定后，方可撤除吊车；安装第二段网架大拼单元，除了支座准确定位并固定外，还要与第一段网架大拼单元牢固相连接，并按第一段网架大拼单元的方法进行临时固定，稳定可靠后方可撤除吊车，重复以上步骤，直至全部网架大拼单元的吊装并与第一段网架大拼单元相连形成整体，再对第一圈所有的柱墩进行再次对中，保证所有的网架支座全部落在各自柱头的安装十字架上；

（35）待网架大拼单元全部吊完合拢后再进行误差测量，然后进行第一圈整体校正，确保每个套筒都拧紧顶死，网架支座标高及轴线误差在规范允许范围之内。

进一步地，所述步骤（4）的操作工艺包括：

（41）地面拼装网架三角架模块：网架三角架是由四根杆件及一个螺栓球组成的网架起吊单元，螺栓球与杆件之间通过套筒和高强度螺栓连接，套筒端头一面与螺栓球面顶死、另一面与杆件的锥头面顶死，高强度螺栓设置在套筒侧壁上，检查组装时套筒是否已经拧死，组装的误差是否在允许范围之内；

（42）吊车起吊网架三角架模块：采用Φ12钢丝绳绕螺栓球十字绑扎然后用卡扣卡住钢丝绳，并检查是否牢靠，在其中一根杆件下端绑好揽风绳，保证吊装过程的安全及便于安装时三角架方向的控制，散装时采用2—3台25t吊车同时进行吊装，25吨汽车吊接副臂5度，常规工作倾角≥60。

进一步地，所述步骤（5）的操作工艺包括：

（51）制作吊装拔杆：整个吊装拔杆长为9m，底部大三角端为边长300mm的正三角，顶部小三角端为边长250mm的正三角，大三角端与小三角端通过三根9000mm长的骨架杆连接，骨架杆之间通过腹杆连接，腹杆的间距为600mm，小三角端处设有滑轮，距离吊装拔杆顶端1/3处设有两个Φ16的U型挂钩，骨架杆由32mm*2.5mm的圆管制成，腹杆由25mm*2.0mm的圆管制成；

（52）地面组装网架三角架模块：网架三角架是由四根杆件及一个螺栓球组成的网架起吊单元，螺栓球与杆件之间通过套筒和高强度螺栓连接，套筒端头一面与螺栓球面顶死、另一面与杆件的锥头面顶死，高强度螺栓设置在套筒侧壁上，检查组装时套筒是否已经拧死，组装的误差是否在允许范围之内；

（53）吊装拔杆起重的动力设备为0.5t的卷扬机，起重钢索绳选用Φ8的钢丝绳，并在上面设置上限限位装置；吊装拔杆与各种杆件采用电焊机焊接连接在一起，焊接要牢固可靠，焊缝要符合焊接规范要求，制作完成后、必须严格自检，验收合格后、再使用；吊装拔杆上部通过两个U型挂钩挂在网架上一圈的上弦面杆件上并用麻绳绑扎，下部用麻绳绑扎在下一圈上弦面杆件上，拔杆两侧拉设两根麻绳固定于已安装好的下层网架上，吊装拔杆固定好后，现场试验其稳定性，试验方法为，加载重量为实际起重量的3倍，观察24小时，验收合格后，方可使用；当要移动吊装拔杆时，先将下部绑扎的麻绳解松，但是麻绳还是要缠绕住拔杆，当吊装拔杆移动至螺栓球位置的时候，先抬起挂钩，绕过螺栓球并固定好，然后解开下方固定的麻绳再抬起过掉螺栓球并固定好，与拔杆配套使用的卷扬机共有三台，三台卷扬机均等距固定安装在堆取料机下部平台四周，当拔杆移动到不同的方向时换用相应方向的卷扬机，卷扬机通过在地面打地锚，并加配重的方式固定。

有益效果：本发明通过科学合理的网架模块划分，不仅便于安装，更有助于充分利用机械设备，节约成本，提高安装质量；该网架的模块化方法，高空安装精度高，材料废弃率低，损耗小，减少因安装精度不够造成二次调整造成工期拖延、返工等负面影响，能有效缩短工期，节约人力、物力、时间成本；安装过程中，受结构形式及操作特点，全过程均不需搭设脚手架做支撑，操作简便，安全隐患小，具有较好的市场前景；煤仓网架跨度大，高度高，为球形，使网架的吊装使用吊车无法全部安装完成，若使用吊车全部按照完成，则需要付出使用大型吊车的代价，本发明采用拔杆对网架进行高空散装，在确保安全和质量的前提下达到降低成本吊装的目的，通过以上目标的研究，形成一套科学可靠的“大跨度螺栓球网架的安装技术”，达到当前国内同类研究、同类技术的领先水平。

附图说明

图1为本发明中网架结构的1/2个截面示意图；

图2为螺栓球与杆件的连接示意图；

图3为网架第一圈地面拼装示意图；

图4为网架第一圈吊点示意图；

图5为网架支座的结构示意图；

图6为吊车作业侧面图；

图7为网架第一圈分段吊装临时固定图；

图8为吊装拔杆的立体示意图。

具体实施方式

下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：本发明提供的大跨度螺栓球网架由主体结构和维护结构组成，主体结构为半球形（球冠）双层螺栓球网壳，围护结构由檩条和单层压型钢板组成，同时钢网壳设有爬梯和环形检修马道。网架水平跨度为125.0m，网架高度为51.210m，下弦柱点支承形式，支座标高16.800m（标高16.5M+支座0.3M）；在圆形煤场上方设环形钢检修平台两道；并设置至检修平台的2处爬梯（顺网壳）通向下部混凝土平台。

根据本发明的结构特点和现场平面布置情况，为了加快网架施工进度，并能很好的和主体施工配合，网架安装总共分20圈，第一圈1采用吊车大拼装，第二圈2、第三期3、第四圈4采用吊车散装，以后5-20圈及帽顶全部高空散装的方法进行安装，如图1所示。

网架采用螺栓球节点正放四角锥半球形网壳结构，杆件与螺栓球通过套筒和高强度螺栓连接，必须保证相连套筒端头的一面与螺栓球面顶死，另外一面与杆件的锥头面顶死，高强度螺栓设置在套筒侧壁上。不得出现密合不严、套筒松动的现象，这样才能保证网架片成形以及网架的刚度，如图2所示。每圈都要按相应的规范进行控制，不得任意更改杆件尺寸、大小。如若出现拼装不上的问题（问题产生的原因有两个：1、杆件本身制作有误（在材料到场后即能检验出，如不符合要求，令加工厂重新加工）；2、杆件与螺栓球存在未拧紧顶死的现象）：整圈检查，对未拧紧的现象进行重新拧紧。

上述大跨度螺栓球网架的模块化安装方法包括：

（1）网架支座安装：用全站仪打出若干个网架支座柱顶的标高，对标高有误差的，采用钢板垫平，必须保证安装时支承面顶板的标高符合规范要求；

（2）地面分段预拼装网架大拼单元：组装下弦球、下弦杆，拼起网架小三角架组装上层腹杆、弦杆，检查紧固，地面拼装时的位置应与吊装后网架支座的实际位置对应；整个拼装过程中，杆件与螺栓球相连接处必须用人力扳手将其扳紧，必须保证相连套筒端头的一面与螺栓球面顶死，另外一面与杆件的锥头面顶死；

（3）网架第一圈吊车大拼装：选择吊点、挂好吊点→吊车起吊→网架支座定位→相连网架大拼单元连接调位定位→检查紧固；

（4）第二至四圈吊车散装：地面拼装网架三角架模块→吊车起吊网架三角架模块→网架三角架模块连接调整定位→检查紧固；

（5）第五圈至帽顶高空散装：制作吊装拔杆→地面组装网架三角架模块→拔杆起吊→网架三角架模块连接调整定位→检查紧固；

（6）檩条、马道及爬梯设施安装。

具体施工过程如下：

一、施工准备

1、对进场杆件、螺栓球、套筒等进行规格数量清点，并摆放到位。严格按规范对杆件及螺栓球进行自检及由监理组织抽样检查，同时上报由业主或监理见证取样的杆件、螺栓球、套筒、高强螺栓等材质检验报告；

2、进行杆件上套筒、螺栓球/杆件分类核对数量，确保数量齐全；

3、制作散装拔杆、施工爬梯等；

4、做出36个螺栓球支座的十字中心线，并引至支座底板上，以便吊装时与柱顶安装十字架对齐；

5、用全站仪打出36个支座柱顶的标高，对标高有误差的，采用钢板垫平，必须保证安装时支承面顶板的标高符合规范要求。

注：网架第一圈均采用大拼装，具体如下说明，每段吊装就位时，通过揽风绳固定（具体实施见下说明），待第一圈合拢即结构已稳定，二到四圈以后均进行散装，安装过程中，受结构形式及操作特点，全过程均不需搭设脚手架做支撑。

二、第一圈网架的安装

1、第一圈网架地面拼装

（1）工艺流程如下：组装下弦球、下弦杆→拼起网架小三角架组装上层腹杆、弦杆→检查紧固→构件油漆修补；

（2）操作工艺

1）整个网架第一圈长392.5m，计划在地面上，将其分段分别拼装出12段网架大拼单元，每段大拼单元长度约为31.98 m。拼装如下图3所示，左图为第一吊地面拼装示意，右图为第二到第十二吊地面拼装示意。

2）首先分地面拼装施工小组将材料分拣到位，并按照拼装图纸摆放好螺栓球、支座、杆件，再将水平面上的杆件与螺栓球、支座连接好，为保证杆件能和支座螺栓球大体在同一水平面上，可以在杆件下方垫砖块或方木。螺栓球和杆件的重量都很轻，整个过程可使用人力完成。

3）网架大拼单元的上弦面采用拼成网架三角架（一螺栓球加四杆件）再进行拼装。整个第一圈网架大拼单元高度为7米左右，不是很高，选择采用架人字梯的方法进行施工。

4）杆件、螺栓球有油漆脱落现象的，必须进行油漆修补。

5）整个拼装过程中，杆件与螺栓球相连接处必须用人力扳手将其扳紧，必须保证相连套筒端头的一面与螺栓球面顶死，另外一面与杆件的锥头面顶死。不得出现密合不严、套筒松动的现象，这样才能保证网架片成形以及网架的刚度。各拼装施工小组长在拼装过程必须进行检查，拼装完成后施工班组长还要组织人员检查。

2、第一圈网架的吊车吊装、定位

（1）工艺流程

选择吊点、挂好吊点→吊车起吊→支座定位→相连网架大拼单元连接调位定位→检查紧固

（2）操作工艺

1）吊点选择如图4所示，左右两钢索绳的水平距离大概为20m。起吊的钢索绳绑牢在节点上，并要加上钢卡扣。起吊前起重指挥、班组长必须对绑扎的节点位置再进行检查，确认是否牢固可靠。并挂好拉绳。

2）采用50t的汽车吊将拼装好的12段网架大拼单元进行吊装,起吊时要配有专门的起重指挥工进行指挥，不得强提硬吊。钢索绳与水平面的角度最小不能小于45度。钢索绳、吊车的选择过程如下：

A、每段网架大拼单元共有120根左右杆件及相应节点球组成，重量为5t左右,每片网架的长度为32.70m，高度为7m左右。考虑到网架片的弧度以及吊点的选择位置(如上图所示),可以计算出左右吊点间的距离为20m左右。

B、网架支座需就位的柱顶标高为16.50m，地面至柱顶吊装的高度为16.800m。支座大样如图5，支座上配有螺栓球节点，网架直接与螺栓球连接即可。

C、选择合适的吊点（如图4所示），使用50t吊车吊装,采用长24米的两根ø20（或用长12米的4根ø20）的钢索绳，网架吊装时钢索绳的夹角角度为45度。

a、钢丝绳选用验算（以最重一榀小网架重6.2t为例）：

单根钢丝绳长度L=（16.28÷2）÷cos450=11.51m

钢丝绳选用ø20mm、L=12m四根钢丝绳

F=（6200kg/4）÷sin450=2192kg

4个吊点位置基本对称，考虑1.1倍的受力不均匀系数

F=2192kgx1.1=2411.2kg

查表可得Ø20钢丝绳破断拉力为：P=28100Kg

安全系数： K=P/F=28100/2411.2=11.66>10倍安全系数

满足要求，所以钢丝绳选用合理。

b、吊车选用验算

①经计算12段网架大拼单元的最大重量为6.2t（含吊钩、钢丝绳等）；

吊点水平距离20m；

吊钩至网架的垂直距离为：20/2×tg45°=5.77m；

吊车的安全起吊钓钩预留距离为0.5m；

起吊高度为：16.860m+5.77m+0.5m+3m(网架片高度)=26.13m,综合考虑现场情况可以得出起吊高度为27米。

参照50t吊车性能表可知，主臂为：32.7m,作业半径为：10m，起吊高度为33m>27m;可以起吊重量为10.3t〉6.2t。因此采用50T吊车进行吊装完全符合吊装要求。

②验算吊车吊装时是否与脚手架相碰：

根据图6所示吊车作业侧面图，可知：只要计算出X的值〉脚手架外部至柱中心线的长度（3.95m），即能证明吊车不会与脚手架相碰，吊车的各项数据选择合理。根据相似三角形原理可得出：吊臂上下端垂直高差=33.13-2=31.13米，

（33.13-16.5）m/X =31.13m/10m ；

得出：X=5.343m > 3.95m ；

故不与脚手架相碰，吊车选用合理。

③吊车将网架片起吊到位后，安排施工人员对支座安装定位。具体做法是：将支座上标出十字线对准柱头上经全站仪打出的安装十字架，确定几个支座全部到位后，将其点焊在预埋件上。并用3t倒链和Φ12的钢丝绳作临时固定，一端固定于网架上（同吊点绑扎，要带钢卡扣），另一端固定于煤仓顶部环梁的轨道预留螺栓孔内，如图7所示，（就位后的网架片已经与支座连接、支座与预埋件焊接临时固定，因此倒链连接钢丝绳只起稳固作用，在此不做受力计算）。预留孔内锚固点及连接网架绑扎点，必须达到施工要求，并做到可靠固定，施工班组长必须派专人检查固定。使第一段网架大拼单元保持稳定后，方可撤除吊车；根据网架设计可知，该十二段网架大拼单元组装后，其重心基本在支座中心处，采用此方法作临时固定完全能够满足稳定性要求。

安装第二段网架大拼单元时，除了支座准确定位并固定外，还要与第一段网架大拼单元牢固相连接，并按第一段网架大拼单元的方法进行临时固定，稳定可靠后方可撤除吊车。重复以上步骤，直至第十二段网架大拼单元的吊装并与第一段网架大拼单元相连形成整体，再对第一圈所有的柱墩进行再次对中（保证所有的36个支座全部落在各自柱头的安装十字架上）。

④整个大拼装过程中，杆件与螺栓球相连接处必须用人力扳手将其板紧，必须保证相连套筒端头的一面与螺栓球面顶死，另外一面与杆件的锥头面顶死。不得出现密合不严、套筒松动的现象，这样才能保证网架片成形以及网架的刚度。支座十字架必须落在安装十字架上，支承面顶板顶面标高误差符合钢网架安装验收规范。各拼装施工小组小组长在拼装过程必须进行检查，拼装完成后施工班组长还要组织人员检查。

⑤第一圈网架安装就位时，施工时施工人员的安全带必须锁扣在筒臂施工时的脚手架栏杆上，若施工时脚手架拆除或煤仓环梁顶部栏杆未施工，则在栏杆预埋件上设置立杆，加设生命绳。并要防止在起吊时施工人员与吊件碰撞，设起吊指挥工，严格遵守吊车“十不吊”原则，并要设立安全警示带。上网架施工的施工人员必须带双扣安全带，在移动时至少要保证有一个扣头挂在网架上。专职安全员要加强监督管理。

⑥网架片吊装过程中会有轻微变形，其变形值在规范允许范围之内，并且待12片大拼单元全部吊完合拢后再进行误差测量，然后进行第一圈整体校正，确保每个套筒都拧紧顶死，网架支座标高及轴线误差在规范允许范围之内。

⑦全部荷载安装到位后（即主体结构、檩条、彩钢板等安装完毕后），待达到全年平均温度或接近时，再将支座底板与柱顶预埋钢板焊接牢固（如遇8级及以上大风等特殊情况需提前焊牢靠）。

焊接采用50系列焊条，根据底板坡口尺寸连续満焊。焊缝等级为普通焊缝。但焊缝应采用多道分层焊接，每层焊接后用小锤敲打，祛除焊药并释放焊接应力。

⑧全部支座安装就位并焊接后，再拆除支座上盖与底座间的连接钢板，使支座能自由移动。同时做好观测记录，此后两年内每半年进行一次观测、检查、记录、保养，并与以前结果进行比对。两年后每年进行一次。

三、第二至四圈网架吊车散装吊装

第一圈全部网架都吊装就位并固定后，第二至四圈网架采用吊车散装。散装件为网架三角架，所谓“网架三角架”是由四根杆件及一个螺栓球组成的更小的网架起吊单元。网架工程所用杆件组合成的“网架三角架”起吊单元，其总重量一般不过100～200Kg。

1、工艺流程

地面拼装网架三角架模块→吊车起吊网架三角架模块→网架三角架模块连接调整定位→检查紧固。

2、操作工艺

（1）地面由人力组装网架三角架，并检查组装时套筒是否已经拧死，组装的误差是否在允许范围之内。采用Φ12钢丝绳（吊物重量很轻，安全系数很大，不再具体计算），起吊三角架时临时绑扎方法：钢丝绳绕螺栓球十字绑扎然后用卡扣卡住钢丝绳，并检查是否牢靠，在其中一根杆件下端绑好揽风绳，保证吊装过程的安全及便于安装时三角架方向的控制；

（2）散装时采用2—3台25t吊车同时进行吊装。考虑到吊装高度（最高处为36米）和吊物重量（100—200KG），25吨汽车吊接副臂5度，常规工作倾角≥60，所以用25t吊车施工完全足以满足要求；

（3）网架三角架的连接紧固，施工步骤、检查要求同网架大拼装时的连接紧固；

（4）散装时，施工人员上下网架的通道采用爬梯，在网架上移动时，采用双扣安全带，挂一扣、摘一扣的形式。

四、第四圈以后各圈网架高空散装

第四圈网架安装完成后，后面各圈网架采用高空散装。高空散装和吊车散装其实质是一样的，只不过吊车散装用的是吊车，而高空散装采用的是自制的拔杆作为吊具而已。

高空散装时，采用三个施工班组同时在网架上进行施工，每个施工班组由八人组成：其中网架上五人进行安装，并设施工班组小组长（兼起重指挥）；地面上三人，一人负责操作卷扬机，两人负责运输杆件、挂杆件和拉绳。

1、工艺流程

制作吊装拔杆→地面组装网架三角架模块→拔杆起吊→网架三角架模块连接调整定位→检查紧固。

2、操作工艺

（1）制作吊装拔杆

1）整个吊装拔杆的整体长9m,重量约为100kg，大三角端是尺寸为300mm的正三角，小三角端是尺寸为250mm的正三角。三根骨架杆由32*2.5的圆管制成，三个侧面都设有25*2.0的圆管做的腹杆，腹杆的间距约为600mm。两个U型挂钩设在整个拔杆长度的1/3处，滑轮设在较小端头，规格为0.5t。拔杆稳定性描述：A、拔杆结构形式为三角锥形，结构形式稳定。B、圆管材料为Q235B，抗拉抗弯强度满足施工.C、拔杆底部采用麻绳系住两侧且外加U型卡环，则力矩平衡时底部受力为16KG，设置两点，每点则为8KG，麻绳与杆件连接满足要求，如图8所示。吊装拔杆的安装就位和拆卸：散装过程中每安装上一圈时将挂钩挂于该圈顶部杆件上，U型卡卡住后，将拔杆底部进行麻绳与杆件系住。每安装完后，平移下一个安装片。对拔杆安装前进行外观检查并报监理验收，验收针对以上进行确定，符合后方可进行安装。拆卸过程中对拔杆底部麻绳进行松懈，松开拔杆U型卡，进行平移，移至下道安装片位置后进行麻绳与杆件连接。待网架合拢后，挂设300KG的滑轮于网架结构上，均匀速度放下。

2）吊装拔杆起重的动力设备为0.5t的卷扬机，起重钢索绳选用Φ8的钢丝绳（如拔杆侧面示意图所示）。并要在上面设置上限限位装置。

3）吊装拔杆各种杆件都是采用电焊机焊接连接在一起，焊工必须持证上岗，焊接一定要牢固可靠，焊缝一定要符合焊接规范要求，制作完成后，施工单位必须严格自检，合格后，通知总包单位、监理、业主相关人员联合检查验收，验收合格后，再使用。焊接有问题不符要求的拔杆坚决不能使用，使用过程中，要经常检查拔杆，发现问题及时处理，合格后再使用。

（2）吊装拔杆的固定

吊装拔杆上部通过两个Φ16的U型挂钩（挂钩处在整个拔杆的1/3处）挂在网架上一圈的上弦面杆件上，并用麻绳绑扎（规格方式同下部麻绳处理）。下部用1公分1的麻绳绑扎（采用十字打结，绑扎圈数不应少于3圈）在下一圈上弦面杆件上。这样就能很好的防止整个拔杆发生倾覆。拔杆两侧拉设两根1公分的麻绳固定于已安装好的下层网架上，防止拔杆侧向倾覆。各施工班组小组长在使用前和使用中一定要密切注意吊装拔杆的施工状态，如若发现危险情况必须马上停止施工，进行整改后再施工。在安装到网架顶部的时候要更加注意（此时拔杆更平）。

吊装拔杆固定好后，现场试验其稳定性，试验方法为，加载重量为实际起重量的3倍，观察24小时后，同业主、监理、总包单位联合验收，验收合格后，方可使用。

（3）吊装拔杆的移动

吊装拔杆的移动是在上弦面杆件上进行的，当要移动吊装拔杆时，先将下部绑扎的麻绳解松，但是麻绳还是要缠绕住拔杆，这样可以保证吊装拔杆不发生倾覆。当吊装拔杆移动至螺栓球位置的时候，是需要人力抬过去的，在此时就应该更加谨慎。不能将拔杆同时抬起（这样很可能发生倾覆），而应该是先抬起挂钩，绕过螺栓球并固定好，然后解开下方固定的麻绳再抬起过掉螺栓球并固定好。总之必须保证拔杆在移动时有一头是在网架上固定好的。吊装拔杆装时是固定的8人小组，施工时每个人的位置不变，所以拔杆固定是由专人负责、并且移动时配合也比较默契，确保吊装过程中的安全。

与拔杆配套使用的卷扬机共有三台，三台卷扬机均等距固定安装在堆取料机下部平台四周，当拔杆移动到不同的方向时换用相应方向的卷扬机。卷扬机通过在地面打地锚，并加配重的方式固定（锚栓采用L50×5的角钢或50钢管，锚栓只起水平牵引作用，锚入地面的尺寸至少不小于0.5m，地锚的施工，在煤廊施工完毕回填时完成。配重选用木箱内填装石块）。卷扬机所吊物件离卷扬机较近时，在卷扬机上方设置防砸棚。施工人员在网架上施工移动时必须保证安全带有一扣可靠连接在安装好的网架上。

（4）吊装拔杆的承载力和抗弯矩

吊装拔杆起吊的物件为网架三角架，重量最大为为102.6Kg，吊装拔杆的承载力和稳定性、弯矩一定要符合吊装的要求。因起重量较小，故吊装拔杆的承载力，抗弯矩不做详细验算，现场吊装拔杆制作完毕后，现场试验确定其承载力和抗弯矩满足施工要求。（试验方法为：将拔杆固定于安装好的网架下部，加载三倍的吊物重量，即102.6kgx3=310kg，检查确定其承载力和抗弯矩满足施工要求）

吊装拔杆采用钢丝绳验算：

吊装拔杆采用Φ8的钢丝绳作牵引，起吊的重物最大重量为：102.6Kg（计算见前面叙述）

查表可得Ø8钢丝绳破断拉力为：P=3212Kg

安全系数：K=P/F=3212Kg÷102.6Kg=31.3>10 (允许安全系数)

完全满足要求，可以使用。

（5）在地面将网架三角架拼好，起吊时地面负责挂杆件的人员必须确认三角架与钢索绳牢固挂好，否则不能提示可以上吊。并要挂好拉绳。整个三角架上吊过程中地面人员（卷扬机操作员、拉绳人员）和高空作业人员要密切配合，精力高度集中，绝不能马虎大意。

（6）网架三角架在高空中的连接紧固，施工步骤、检查要求同网架大拼装时的连接紧固。

（7）重复以上的步骤，直至网架全部安装完成。

（8）整个网架的施工过程属于高空作业，有一定的危险性，特别要注意安全问题，安全员必须规划更为细致的安全要求并在现场全程监督。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (9)

1.大跨度螺栓球网架结构，包括网架支座以及设于网架支座上的半球形网架，网架支座上设有支座螺栓球，其特征在于：所述网架从下至上依次包括第一圈、中间散装单元、高空散装单元和帽顶；所述网架第一圈由若干个网架大拼单元拼装而成，每个网架大拼单元包括下弦球、下弦杆、上层腹杆、弦杆、网架小三角架，所述下弦球通过下弦杆与所述支座螺栓球连接在同一水平面，所述网架小三角架包括一个螺栓球和四根杆件，上层腹杆、弦杆与网架小三角架组装相连；所述中间散装单元包括三圈网架单元，每圈网架单元均由网架三角架拼装组成，所述网架三角架为四根杆件及一个螺栓球组成的起吊单元；所述高空散装单元包括15~20圈网架单元，每圈网架单元均由网架三角架拼装组成，所述网架三角架为四根杆件及一个螺栓球组成的起吊单元。

2.根据权利要求1所述的大跨度螺栓球网架结构，其特征在于：所述螺栓球与杆件之间通过套筒和高强度螺栓连接，套筒端头一面与螺栓球面顶死、另一面与杆件的锥头面顶死，高强度螺栓设置在套筒侧壁上。

3.根据权利要求1或2所述的大跨度螺栓球网架结构，其特征在于：所述螺栓球与杆件安装组成三角锥形、四角锥形、五角锥形中任一种形状。

4.根据权利要求1所述的大跨度螺栓球网架结构，其特征在于：所述网架上还设有环形检修马道、爬梯；所述网架设有维护机构，维护机构由檩条和单层压型钢板组成。

5.根据权利要求1所述大跨度螺栓球网架结构的模块化安装方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）网架支座安装：用全站仪打出若干个网架支座柱顶的标高，对标高有误差的，采用钢板垫平，必须保证安装时支承面顶板的标高符合规范要求；

（2）地面分段预拼装网架大拼单元：组装下弦球、下弦杆，拼起网架小三角架组装上层腹杆、弦杆，检查紧固，地面拼装时的位置应与吊装后网架支座的实际位置对应；整个拼装过程中，杆件与螺栓球相连接处必须用人力扳手将其扳紧，必须保证相连套筒端头的一面与螺栓球面顶死，另外一面与杆件的锥头面顶死；

（3）网架第一圈吊车大拼装：选择吊点、挂好吊点→吊车起吊→网架支座定位→相连网架大拼单元连接调位定位→检查紧固；

（4）第二至四圈吊车散装：地面拼装网架三角架模块→吊车起吊网架三角架模块→网架三角架模块连接调整定位→检查紧固；

（5）第五圈至帽顶高空散装：制作吊装拔杆→地面组装网架三角架模块→拔杆起吊→网架三角架模块连接调整定位→检查紧固；

（6）檩条、马道及爬梯设施安装。

6.根据权利要求5所述的模块化安装方法，其特征在于，所述步骤（3）的操作工艺包括：

（31）选择吊点、挂好吊点：根据网架大拼单元的弧度、重量、长度、高度计算左右吊点位置，将起吊的钢索绳绑牢在吊点位置处并要加上钢卡扣，起吊前必须对绑扎的节点位置再进行检查，确认是否牢固可靠，并挂好拉绳；

（32）吊车起吊：采用50t的吊车将拼装好的若干段网架大拼单元进行吊装，采用两根长24米的ø20钢索绳或4根长12米的ø20钢丝绳，钢索绳与水平面的角度最小不能小于45度。

7.（33）吊车将网架片起吊到位后，安排施工人员对网架支座安装定位：将网架支座上标出十字线对准柱头上经全站仪打出的安装十字架，确定支座全部到位后，将其点焊在预埋件上，并用3t倒链和Φ12的钢丝绳作临时固定，一端固定于网架上、另一端固定于煤仓顶部环梁的轨道预留螺栓孔内，预留螺栓孔内锚固点及连接网架绑扎点，必须达到施工要求并做到可靠固定；

（34）第一段网架大拼单元保持稳定后，方可撤除吊车；安装第二段网架大拼单元，除了支座准确定位并固定外，还要与第一段网架大拼单元牢固相连接，并按第一段网架大拼单元的方法进行临时固定，稳定可靠后方可撤除吊车，重复以上步骤，直至全部网架大拼单元的吊装并与第一段网架大拼单元相连形成整体，再对第一圈所有的柱墩进行再次对中，保证所有的网架支座全部落在各自柱头的安装十字架上；

（35）待网架大拼单元全部吊完合拢后再进行误差测量，然后进行第一圈整体校正，确保每个套筒都拧紧顶死，网架支座标高及轴线误差在规范允许范围之内。

8.根据权利要求6所述的模块化安装方法，其特征在于，所述步骤（4）的操作工艺包括：

（41）地面拼装网架三角架模块：网架三角架是由四根杆件及一个螺栓球组成的网架起吊单元，螺栓球与杆件之间通过套筒和高强度螺栓连接，套筒端头一面与螺栓球面顶死、另一面与杆件的锥头面顶死，高强度螺栓设置在套筒侧壁上，检查组装时套筒是否已经拧死，组装的误差是否在允许范围之内；

（42）吊车起吊网架三角架模块：采用Φ12钢丝绳绕螺栓球十字绑扎然后用卡扣卡住钢丝绳，并检查是否牢靠，在其中一根杆件下端绑好揽风绳，保证吊装过程的安全及便于安装时三角架方向的控制，散装时采用2—3台25t吊车同时进行吊装，25吨汽车吊接副臂5度，常规工作倾角≥60。

9.根据权利要求6所述的模块化安装方法，其特征在于，所述步骤（5）的操作工艺包括：

（51）制作吊装拔杆：整个吊装拔杆长为9m，底部大三角端为边长300mm的正三角，顶部小三角端为边长250mm的正三角，大三角端与小三角端通过三根9000mm长的骨架杆连接，骨架杆之间通过腹杆连接，腹杆的间距为600mm，小三角端处设有滑轮，距离吊装拔杆顶端1/3处设有两个Φ16的U型挂钩，骨架杆由32mm*2.5mm的圆管制成，腹杆由25mm*2.0mm的圆管制成；

（52）地面组装网架三角架模块：网架三角架是由四根杆件及一个螺栓球组成的网架起吊单元，螺栓球与杆件之间通过套筒和高强度螺栓连接，套筒端头一面与螺栓球面顶死、另一面与杆件的锥头面顶死，高强度螺栓设置在套筒侧壁上，检查组装时套筒是否已经拧死，组装的误差是否在允许范围之内；

（53）吊装拔杆起重的动力设备为0.5t的卷扬机，起重钢索绳选用Φ8的钢丝绳，并在上面设置上限限位装置；吊装拔杆与各种杆件采用电焊机焊接连接在一起，焊接要牢固可靠，焊缝要符合焊接规范要求，制作完成后、必须严格自检，验收合格后、再使用；吊装拔杆上部通过两个U型挂钩挂在网架上一圈的上弦面杆件上并用麻绳绑扎，下部用麻绳绑扎在下一圈上弦面杆件上，拔杆两侧拉设两根麻绳固定于已安装好的下层网架上，吊装拔杆固定好后，现场试验其稳定性，试验方法为，加载重量为实际起重量的3倍，观察24小时，验收合格后，方可使用；当要移动吊装拔杆时，先将下部绑扎的麻绳解松，但是麻绳还是要缠绕住拔杆，当吊装拔杆移动至螺栓球位置的时候，先抬起挂钩，绕过螺栓球并固定好，然后解开下方固定的麻绳再抬起过掉螺栓球并固定好，与拔杆配套使用的卷扬机共有三台，三台卷扬机均等距固定安装在堆取料机下部平台四周，当拔杆移动到不同的方向时换用相应方向的卷扬机，卷扬机通过在地面打地锚，并加配重的方式固定。