本发明属于高空大跨度钢结构连廊施工，具体而言，涉及一种高空大跨度钢结构连廊拼装施工方法。
背景技术：
1、近年来,随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快,建筑业蓬勃发展。在这一背景下,公共建筑不仅需要满足基本的使用功能,还要满足人们日益增长的审美需求。造型新颖、富有特色的地标性建筑更容易引起社会关注,提升当地居民的自豪感,有利于吸引投资并激发经济活力。在这一趋势下,钢结构因其强度高、自重轻、施工速度快等优点,在超高层建筑中得到了广泛应用。
2、钢结构建筑中,连廊是一个重要的组成部分,它不仅起到连接不同建筑单元的作用,还能成为建筑整体造型的一个亮点。然而,高空大跨度钢结构连廊的施工难度很大,需要根据不同项目的特点和要求,选择合适的施工工艺。在实施过程中,需要做好充分的准备工作,并对整个施工过程进行严格控制,以确保工程质量和安全。大跨度钢结构连廊在施工过程中容易产生变形,如何保证结构的稳定性和几何精度是一个重要的技术难题。另外的，传统的钢结构连廊施工方法往往耗时长、成本高。如何在保证质量和安全的前提下,提高施工效率,降低施工成本,是业界一直在探索的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供一种高空大跨度钢结构连廊拼装施工方法，能够解决现有的高空大跨度钢结构连廊拼住技术存在的效率低的技术问题。
2、本发明是这样实现的：
3、本发明的第一方面提供一种高空大跨度钢结构连廊拼装施工方法，其中，包括以下步骤:
4、s01、设计钢结构转换胎架拼装平台,计算胎架承载力,确定胎架构件规格及连接方式；
5、s02、在裙房屋面上安装钢结构转换胎架,包括立柱安装、桁架安装、钢梁安装及连接节点固定；
6、s03、根据设计要求,计算钢结构连廊桁架的起拱值,在工厂按起拱要求加工制作桁架构件；
7、s04、在转换胎架上安装桁架起拱型钢支座,并与胎架焊接固定；
8、s05、将钢连廊桁架构件吊装至转换胎架上,焊接在型钢支座上完成预起拱；
9、s06、安装钢连廊提升段悬挑构件的临时支撑,计算确定支撑型钢规格、形式及位置；
10、s07、在塔楼结构上安装钢连廊提升用的牛腿及液压提升器；
11、s08、在钢连廊下弦杆上设置与液压提升器对应的提升吊点；
12、s09、安装钢连廊整体提升过程的监测系统,包括变形监测点和应力监测点；
13、s10、采用液压同步提升系统,将钢连廊整体提升至设计标高；
14、s11、提升过程中实时监测钢连廊的变形和应力状态,确保提升安全；
15、s12、钢连廊就位后,与塔楼结构进行可靠连接,拆除临时支撑,完成安装。
16、其中，所述步骤s01具体包括：
17、步骤101、进行钢结构转换胎架拼装平台的整体设计，考虑钢结构连廊的总重量、尺寸以及拼装场地的具体情况；
18、步骤102、采用有限元分析方法，建立三维模型，将连廊重量作为荷载施加在模型上，同时考虑风荷载和地震荷载的影响；
19、步骤103、采用极限状态设计法，考虑材料的弹塑性特性，计算胎架的极限承载力；
20、步骤104、根据计算结果，确定胎架构件规格，包括上下弦杆、腹杆、立柱和短柱的型钢规格和材质；
21、步骤105、确定连接方式，包括胎架与裙房结构的连接方式以及胎架内部构件之间的连接方式。
22、进一步的，所述步骤s02具体包括：
23、步骤201、在裙房屋面上进行测量放线，确定立柱的准确位置，测量精度控制在正负二毫米以内；
24、步骤202、在立柱底部安装后植埋件，采用化学锚栓与混凝土结构连接；
25、步骤203、安装抱柱钢板，在塔楼外框柱的四周各安装一块，四块钢板之间采用全熔透焊接；
26、步骤204、进行立柱安装，采用塔吊吊装就位，使用经纬仪和水准仪进行定位和校正，垂直度误差控制在千分之一以内；
27、步骤205、进行桁架安装，使用两台塔吊配合进行吊装，与立柱之间采用高强螺栓连接；
28、步骤206、进行钢梁安装，与桁架之间采用焊接连接；
29、步骤207、进行连接节点的固定，对所有螺栓连接进行终拧，对所有焊接节点进行全面检查。
30、进一步的，所述步骤s03具体包括：
31、步骤301、根据设计图纸和规范要求，计算钢结构连廊桁架的起拱值；
32、步骤302、使用有限元分析软件建立桁架模型，对起拱后的桁架进行受力分析；
33、步骤303、将计算得到的起拱值提供给加工厂，指导工厂进行桁架构件的加工制作；
34、步骤304、采用数控切割和数控钻孔技术，确保构件的精度；
35、步骤305、对需要弯曲的构件，采用冷弯技术进行加工，弯曲半径控制在构件厚度的十倍以上；
36、步骤306、严格控制构件的几何尺寸误差，主要构件的长度误差控制在正负二毫米以内，截面尺寸误差控制在正负一毫米以内；
37、步骤307、进行防腐处理，采用喷砂除锈方法，除锈等级达到sa2.5级，然后采用三道涂装；
38、步骤308、对制作完成的构件进行编号标识，并按照安装顺序进行打包发运。
39、进一步的，所述步骤s04具体包括：
40、步骤401、根据计算的起拱值，设计桁架起拱型钢支座，支座采用hw250×250×9×14型钢，材质为q355钢；
41、步骤402、在工厂对起拱型钢支座进行加工，采用数控切割机进行切割，切割精度控制在正负一毫米以内；
42、步骤403、将加工好的起拱型钢支座运输到施工现场，对支座进行检查，确保无变形或损坏；
43、步骤404、在转换胎架上放样定位，使用全站仪进行精确测量，确定每个支座的安装位置，测量精度控制在正负二毫米以内；
44、步骤405、进行支座的安装，采用吊车将支座吊装就位，使用水平尺和经纬仪进行找平和校正，支座的水平度误差控制在千分之一以内，标高误差控制在正负二毫米以内；
45、步骤406、进行支座与胎架的焊接固定，采用手工电弧焊进行焊接，焊条型号为e50，焊缝等级为二级；
46、步骤407、对焊接完成的支座进行复测，使用全站仪重新测量支座的位置和高程，确保符合设计要求。
47、进一步的，所述步骤s05具体包括：
48、步骤501、根据桁架的分段设计，制定详细的吊装方案，将桁架分为三至五个段进行吊装，每个段的重量控制在一百吨以内；
49、步骤502、进行吊装准备工作，检查吊装设备的状态，选用符合安全系数要求的吊索具；
50、步骤503、进行桁架构件的吊装，采用双机抬吊的方式，使用两台起重能力相当的吊车同时作业；
51、步骤504、在吊装过程中，使用测量仪器实时监控桁架构件的位置和姿态，采用全站仪进行空间位置测量，测量精度控制在正负二毫米以内；
52、步骤505、当桁架构件吊装至设计位置附近时，采用微调装置进行精确定位，直到桁架构件的位置误差控制在正负五毫米以内；
53、步骤506、桁架构件就位后，进行临时固定，使用高强螺栓进行临时连接；
54、步骤507、进行桁架与起拱型钢支座的焊接，采用手工电弧焊进行焊接，焊条型号为e7018，焊缝等级为一级；
55、步骤508、焊接完成后，进行焊缝检查，包括外观检查和无损检测；
56、步骤509、完成一个桁架段的安装后，进行测量复核，使用全站仪测量桁架的空间位置；
57、步骤510、按照上述步骤依次完成所有桁架段的吊装和焊接；
58、步骤511、在最后一个桁架段安装完成后，进行整体复测，使用三维激光扫描仪对整个连廊桁架进行扫描，生成点云数据；
59、步骤512、将点云数据与设计模型进行比对，分析实际起拱形状与设计要求的偏差，如果偏差超过设计允许值，进行局部调整；
60、步骤513、对整个连廊桁架进行应力检测，在桁架的关键节点安装应变片，采用应变测试仪进行应力测试。
61、进一步的，所述步骤s06具体包括：
62、步骤601、进行钢连廊提升段悬挑构件的受力分析，采用有限元分析软件建立三维模型，模拟钢连廊在提升过程中的受力状态；
63、步骤602、根据分析结果，确定临时支撑的位置和数量，支撑位置通常选择在悬挑构件的受力薄弱点，一般在悬挑长度的三分之一至二分之一处；
64、步骤603、计算确定支撑型钢的规格，根据受力分析结果，采用欧拉公式计算支撑的临界荷载；
65、步骤604、设计支撑的连接形式，支撑与悬挑构件的连接采用可拆卸的高强螺栓连接；
66、步骤605、进行支撑的加工制作，支撑型钢在工厂按设计尺寸加工，端部预留与连接板焊接的坡口；
67、步骤606、支撑构件运抵现场后，进行支撑安装位置的测量放线，使用全站仪进行测量，测量精度控制在正负二毫米以内；
68、步骤607、进行支撑的安装，采用吊车将支撑构件吊装就位，使用经纬仪和水准仪进行找正找平；
69、步骤608、支撑就位后，进行连接板的安装和焊接，连接板与支撑型钢之间采用全熔透焊缝；
70、步骤609、安装高强螺栓，将支撑与悬挑构件连接，螺栓安装采用扭矩扳手法；
71、步骤610、支撑安装完成后，进行整体检查和验收，检查内容包括支撑的位置、垂直度、连接质量；
72、步骤611、在支撑上安装应变片，通过应变测试仪监测支撑的实际受力状态，验证设计计算的正确性。
73、进一步的，所述步骤s07具体包括：
74、步骤701、根据钢连廊的重量和尺寸，进行提升系统的设计计算，计算提升所需的总荷载，包括钢连廊自重、设备重量以及动力系数；
75、步骤702、设计牛腿结构，牛腿采用钢板焊接结构，材质为q345钢，牛腿的尺寸和强度根据提升力和连接方式确定；
76、步骤703、设计牛腿与塔楼结构的连接方式，根据塔楼结构的类型选择适当的连接方式；
77、步骤704、进行牛腿的加工制作，牛腿在工厂加工，采用数控切割和数控钻孔技术，保证加工精度；
78、步骤705、牛腿运抵现场后，进行安装位置的测量放线，使用全站仪进行测量，测量精度控制在正负二毫米以内；
79、步骤706、进行牛腿的安装，根据塔楼结构类型采用相应的连接方式；
80、步骤707、牛腿就位后，进行找平调整，使用水准仪和垫片进行精确找平，平面度误差控制在零点五毫米以内；
81、步骤708、进行液压提升器的安装，液压提升器安装在牛腿上，采用高强螺栓连接；
82、步骤709、对整个提升系统进行检查和测试，包括牛腿的安装质量、液压提升器的工作状态、管路连接的密封性；
83、步骤710、进行提升系统的空载试验，检查系统的同步性和稳定性。
84、进一步的，所述步骤s08具体包括：
85、步骤801、根据钢连廊的结构特点和重量分布，确定提升吊点的位置，在钢连廊下弦杆的节点处设置提升吊点，每个主桁架设置不少于四个吊点，相邻吊点之间的距离控制在六米至十米之间；
86、步骤802、设计提升吊点的结构，采用钢板焊接而成，材质选用q345钢，通过有限元分析软件对吊点结构进行应力分析，确保在最不利荷载组合下，吊点结构的应力不超过材料许用应力的百分之七十；
87、步骤803、设计吊点与钢连廊下弦杆的连接方式，采用全熔透焊缝连接，焊缝等级为一级，焊缝的长度和厚度根据受力计算确定，不小于吊点板厚的一点五倍，在吊点结构和下弦杆之间增加加劲肋，加劲肋的厚度与吊点板厚相同；
88、步骤804、进行吊点结构的加工制作，采用数控切割和数控钻孔技术，吊点结构的平面度误差控制在零点五毫米以内，孔的位置误差控制在正负一毫米以内；
89、步骤805、对加工完成的吊点结构进行除锈防腐处理，采用喷砂除锈，除锈等级达到sa2.5级，然后采用环氧富锌底漆、环氧中间漆和聚氨酯面漆三道涂装，总干膜厚度不小于二百微米；
90、步骤806、在现场进行安装位置的测量放线，使用全站仪进行测量，标记出吊点结构的安装位置，测量精度控制在正负二毫米以内；
91、步骤807、进行吊点结构的安装，采用吊车将吊点结构吊装就位，使用水平尺和经纬仪对吊点结构进行找平找正，确保吊点结构与下弦杆完全贴合，吊点结构的水平度误差控制在零点五毫米每米以内。
92、进一步的，所述步骤s09具体包括：
93、步骤901、设计监测系统方案，包括变形监测和应力监测两个部分，变形监测选择钢连廊的四个角点、跨中位置的上下弦杆、提升吊点附近的下弦杆以及悬挑端的端部节点作为监测点；
94、步骤902、应力监测选择主桁架的关键节点、提升吊点附近的下弦杆、跨中位置的上下弦杆以及悬挑端的关键构件作为监测点；
95、步骤903、变形监测采用高精度全站仪和激光测距仪相结合的方法，全站仪用于监测空间三维坐标变化，精度达到正负一毫米，激光测距仪用于实时监测关键点的位移，精度达到正负零点一毫米；
96、步骤904、应力监测采用电阻应变片和光纤光栅传感器相结合的方法，电阻应变片用于监测局部应力，光纤光栅传感器用于监测大范围的应力分布；
97、步骤905、选择抗震、防尘、防水性能好的监测设备，数据采集系统选择具有高采样率、多通道、网络传输功能的设备；
98、步骤906、安装反射棱镜或激光靶标，固定牢固以避免因振动或风力影响导致监测误差，安装应变片和光纤传感器，安装前对监测点表面进行打磨处理，确保表面平整光滑；
99、步骤907、进行监测系统的调试和校准，对全站仪和激光测距仪进行标定，对应变片和光纤传感器进行初始值采集和零点校准，进行系统联调，确保数据采集、传输和存储功能正常。
100、其中，所述步骤s10具体包括：
101、步骤1001、设计液压同步提升系统，包括液压泵站、液压油缸、高压油管、电控系统和同步控制系统，选择额定压力不低于三十五兆帕的泵站，选择额定提升力为实际提升力一点五倍的油缸；
102、步骤1002、安装液压泵站，确保其平稳放置并连接电源，安装液压油缸，将油缸固定在牛腿上，连接高压油管，避免油管的急弯和摩擦，进行系统充油和排气；
103、步骤1003、安装电控系统和同步控制系统，采用可编程逻辑控制器控制，实现对各个油缸的精确控制，同步控制系统采用闭环控制策略，通过位移传感器实时监测各个油缸的位移，通过比例阀调节油缸的进油量，实现同步提升，系统的同步精度控制在正负五毫米以内；
104、步骤1004、进行提升系统的空载试验，逐步增加系统压力，检查各个部件的工作状态，进行多次起落操作，检查系统的稳定性和可靠性；
105、步骤1005、进行钢连廊的预提升，将钢连廊提升约五十毫米，保持此位置一小时，观察系统的工作状态和钢连廊的受力情况；
106、步骤1006、采用分级提升策略进行正式提升，每次提升高度为五百毫米，提升速度控制在二毫米每秒左右，每提升五百毫米后暂停十分钟，检查系统工作状态和钢连廊受力情况；
107、步骤1007、当钢连廊提升至设计标高时，进行精确定位，使用全站仪测量钢连廊的空间位置，确保各个支撑点的标高误差在正负五毫米以内，平面位置误差在正负十毫米以内。
108、其中，所述步骤s11具体包括：
109、步骤1101、建立实时监测和数据分析系统，包括数据采集设备、数据传输网络、中央控制室和分析软件，数据传输采用有线和无线相结合的方式；
110、步骤1102、设置监测参数和预警值，包括整体变形、局部变形、应力状态和倾斜度，对每个参数设置三级预警值：注意值、警告值和危险值；
111、步骤1103、开发实时分析和预警软件，具有实时数据显示、趋势分析、预警功能以及数据存储和回放功能；
112、步骤1104、组建监测小组，包括结构工程师、监测工程师和施工工程师，负责监测系统的操作和数据分析；
113、步骤1105、在提升过程中，实时关注各提升点的同步性、钢连廊的整体变形、关键节点的应力状态以及钢连廊的倾斜度；
114、步骤1106、监测小组每隔三十分钟进行一次数据分析和汇报，分析内容包括各监测参数的变化趋势、实测数据与理论计算值的对比、潜在风险的预判以及下一阶段提升的建议；
115、步骤1107、在提升的关键阶段，如达到设计高度的三分之一、三分之二和最终高度时，进行全面的检查和评估，检查内容包括钢连廊的几何尺寸和位置、各连接节点的状态、临时支撑的受力情况以及提升设备的工作状态。
116、其中，所述步骤s12具体包括：
117、步骤1201、当钢连廊提升到设计标高后，使用高精度全站仪对钢连廊的关键点进行测量，包括四个角点、跨中点和支撑点，测量精度控制在正负一毫米以内；
118、步骤1202、将测量结果与设计位置进行比对，如果偏差超过正负十毫米，则需要进行微调，采用精密液压调节阀进行调整，每次调整幅度控制在一至二毫米；
119、步骤1203、位置调整完成后，进行钢连廊与塔楼结构的连接，连接方式可以采用焊接连接或高强螺栓连接；
120、步骤1204、如采用焊接连接，清理连接部位，去除油污、锈蚀，按设计要求在连接处预留坡口，采用手工电弧焊进行焊接，焊条型号为e7018，采用分段焊接法，焊接过程中使用红外测温仪监控焊接温度，控制在四百五十至五百摄氏度之间；
121、步骤1205、如采用高强螺栓连接，清理连接部位，确保接触面平整光滑，校核螺栓孔的位置，安装高强螺栓，螺栓规格为十点九级m三十，采用扭矩扳手进行紧固，拧紧力矩为一千牛米，采用梅花形顺序进行紧固；
122、步骤1206、连接完成后，进行连接质量检查，包括焊缝外观检查和无损检测、高强螺栓的紧固力矩检查以及连接部位的几何尺寸和位置检查；
123、步骤1207、进行临时支撑的拆除，拆除顺序从两端向中间进行，拆除过程中密切关注钢连廊的变形状况。
124、可选的，所述步骤808还包括：进行吊点结构与下弦杆的焊接连接，采用手工电弧焊进行焊接，焊条型号为e7018，焊缝等级为一级，焊接时采用间断焊的方式以减少焊接变形，焊缝长度不小于吊点结构与下弦杆接触长度的百分之七十五；焊接完成后，使用锤击法检查焊缝质量，确保无松动或开裂；对焊接完成的吊点结构进行复测，使用全站仪重新测量吊点结构的位置和高程，确保符合设计要求，如有偏差，及时进行调整。
125、可选的，所述步骤908还包括：设置监测预警值，根据结构计算结果和规范要求，设置变形和应力的预警值，将预警值分为三级：注意值、警告值和危险值；对于变形预警值，注意值设置为设计值的百分之七十，警告值设置为设计值的百分之八十五，危险值设置为设计值的百分之九十五；对于应力预警值，注意值设置为材料屈服强度的百分之六十，警告值设置为材料屈服强度的百分之七十五，危险值设置为材料屈服强度的百分之九十。
126、可选的，所述步骤1008还包括：在提升过程中，密切关注各个提升点的同步性，如果某个点的位移偏差超过十毫米，立即停止提升并进行调整；监控钢连廊的整体变形，特别是跨中挠度和两端扭转角度，确保不超过设计允许值；关注关键节点的应力状态，如果应力值接近预警值，需要减缓提升速度或暂停提升，分析原因；注意气象条件，如果风速超过十米每秒，需要暂停提升操作。
127、与现有技术相比较，本发明提供的一种高空大跨度钢结构连廊拼装施工方法的有益效果是：
128、1.提高施工安全性:
129、本发明采用钢结构转换胎架拼装平台免回顶技术,将大部分拼装工作转移到地面进行,极大地减少了高空作业的需求。相比传统的需要回顶多层结构的方法,本方法大幅降低了施工安全隐患。同时,钢连廊液压整体提升技术使得连廊可以在地面完成拼装后整体提升到位,进一步减少了高空作业的风险。这些措施显著提高了施工过程的安全性,为施工人员提供了更安全的工作环境。
130、2.提高施工精度:
131、本发明的钢结构桁架预起拱技术,通过在工厂预制时就考虑到连廊在提升后的变形,有效控制了大跨度结构的变形。同时,钢连廊整体提升过程检测技术通过全站仪和电阻应变片等先进设备,实时监测连廊在提升过程中的变形和应力状态,确保了施工精度。这些措施使得本方法在大跨度结构的变形控制方面比现有技术有显著优势,能够更好地保证连廊的几何精度。
132、3.降低对场地和设备的要求:
133、本发明的钢结构转换胎架拼装平台免回顶技术,通过巧妙的结构设计,将连廊的荷载直接传递到建筑物的框架柱上,避免了对多层结构进行回顶的需求。这不仅降低了对施工场地的要求,也减少了对临时支撑结构的需求。同时,钢连廊结构自提升技术利用连廊自身构件作为提升吊点,减少了对额外提升设备的需求。这些创新使得本方法更适合在场地受限的城市密集区使用,比现有技术有更好的适应性。
134、4.提高施工效率:
135、本发明通过将大部分拼装工作转移到地面进行,并采用整体提升的方式,大大提高了施工效率。特别是钢结构转换胎架拼装平台免回顶技术,避免了耗时的多层回顶过程,显著缩短了施工周期。同时,钢连廊结构自提升技术省去了制作和安装专门提升平台的工序,进一步提高了效率。相比现有技术中需要大量高空作业或分段吊装的方法,本方法能够更快地完成施工任务。
136、5.提高结构稳定性控制:
137、本发明的钢连廊提升段悬挑构件临时支撑技术,通过合理设计的临时支撑结构,有效控制了连廊在提升过程中的稳定性。同时,钢连廊液压整体提升技术采用多点同步提升,配合精密的监测系统,确保了连廊在提升过程中的平衡和稳定。这些措施使得本方法在大跨度结构的稳定性控制方面比现有技术更有优势,能够更好地保证施工质量。
138、综上所述，本发明解决了现有的高空大跨度钢结构连廊拼住技术存在的效率低的技术问题。
1.一种高空大跨度钢结构连廊拼装施工方法，其特征在于，包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种高空大跨度钢结构连廊拼装施工方法，其特征在于，所述步骤s01具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种高空大跨度钢结构连廊拼装施工方法，其特征在于，所述步骤s02具体包括：
4.根据权利要求3所述的一种高空大跨度钢结构连廊拼装施工方法，其特征在于，所述步骤s03具体包括：
5.根据权利要求4所述的一种高空大跨度钢结构连廊拼装施工方法，其特征在于，所述步骤s04具体包括：
6.根据权利要求5所述的一种高空大跨度钢结构连廊拼装施工方法，其特征在于，所述步骤s05具体包括：
7.根据权利要求6所述的一种高空大跨度钢结构连廊拼装施工方法，其特征在于，所述步骤s06具体包括：
8.根据权利要求7所述的一种高空大跨度钢结构连廊拼装施工方法，其特征在于，所述步骤s07具体包括：
9.根据权利要求8所述的一种高空大跨度钢结构连廊拼装施工方法，其特征在于，所述步骤s08具体包括：
10.根据权利要求9所述的一种高空大跨度钢结构连廊拼装施工方法，其特征在于，所述步骤s09具体包括：
