大直径直立环形结构变形调控悬臂

1、大直径直立环形结构变形调控悬臂安装方法一种用于土木工程施工中对大直径直立环形结构在开口状态下进行悬臂安装的方法，具体 地说，是一种从开口到合拢闭口安装过程中利用水平拉索、桅杆及斜拉扣索、千斤顶顶开合拢 口嵌入合拢段相结合的变形调控方法。本发明根据大直径直立环形结构的特点和实际结构的刚度，在环形结构下半环安装时在中间区域设置水平拉索调控变 形，在上 半圆环时在外侧边安装桅杆及斜拉扣索调控变形，并在圆环合拢以前，通过千 斤顶顶开结构调 整整个圆环的变形并嵌入合拢段，可以有效保证环形结构成形圆整度。施工中不仅省去大量的 承重胎架，降低了施工措施费，而且通过临时辅助结构和拉索预紧力的张拉提高了开口直立

2、环 形结构的稳定性，有效保证了安装过程的施工安全性。专利申请号:8881.7公告号：CN2A公告日：2011年8月31日专利权人：东南大学1背景技术直立环形结构是一种新型的特种结构体系，由底部嵌入基础的固定底座部分和上部直立环 形结构部分组成，通常作为景观建筑的组成部分、或城市雕塑、或新型的游艺和 观光摩天轮结 构形式。国内外公知的大直径直立环形结构可以采用以下几种方法安装：(1 )环形结构平卧在地面进行拼装成形，利用大型起重机械整体扳起，从平卧状转动至直 立状。(2 )在环形结构物中间区域，在固定底座基础上设置临时支撑塔架，用大型吊机 分段搁置 在支撑塔架上，分段拼装成形。(3 )环形结构物

3、下半部分分段拼装，上半部分用巨型龙门提升架整段提升安装合拢成形。 公知的大直径直立环形结构安装成形方法虽可行，但或安装方法安全，可是所需临时支撑塔架 材料用量过大；或安装措施费较低，可是安装方法的安全风险偏大。2发明内容本发明的大直径直立环形结构变形调控悬臂安装方法中，所述直立环形结构包括底部嵌入 基础的底座和上部直立环形结构，上部直立环形结构由合拢段及若干个左右对称的制作和安装节段组成，通过变形调控进行悬臂拼装各节段直至合拢，具体安装方法分为以下步骤：第一步：将环形结构的基础和底座部分施工到位。第二步：下半圆环安装，自下而上将环形结构呈开口状悬臂向上左右对称分段安装，然后 按计算分析要求在两

4、侧悬臂开口对称端之间设置水平拉索，并对水平拉索施加预应力进行开口悬臂端的变形调控，直到下半圆环安装到位。第三步：自下而上悬臂对称安装上半圆环节段，然后按计算分析要求在已安装的环 形结构 的外侧设置桅杆，在桅杆上设置前后斜拉扣索，斜拉扣索分别与环形结构上半部 分开口悬臂 端和已安装的下部节段拉结，通过对斜拉扣索施加预拉力进行悬臂端的变形调控。第四步：调整各道水平拉索和各对桅杆及斜拉扣索的索力进行变形控制，连续拼装各节 段，直至环形结构合拢、固定。第五步：卸载各道水平拉索和各对桅杆及斜拉扣索的索力，并拆除各道水平拉索、各对桅 杆及各对斜拉扣索。在上半部分环形结构合拢前，在悬臂端的两合拢口之间设置用

5、于顶住合拢口并调节 合拢段 长度的千斤顶，调整千斤顶的压力进行变形控制，直至塞入合拢节段，合拢后，卸载千斤顶的 压力并拆除千斤顶。有益效果：本发明的大直径直立环形结构变形调控悬臂安装方法，是根据环形结构 设计的 圆整度要求，结合环形结构合拢成形前在呈直立状开口安装过程中，下半部分结构安装时悬臂端向外变形，上半部分结构安装时悬臂端向内变形的特点，提出在直立环 形结 构的下半环安装过程中设置一道或多道临时水平拉索，调控下半环结构安装施工过程中开口部分悬臂端的变形，并保证上半圆环的安装过程不至于出现下半圆环偏离设计 位 置；还提出在直立环形结构安装施工至上半圆环时，在其外侧边安装桅杆及斜拉扣索来调整

6、上半圆环安装过程中的开口部悬臂端的变形，保证悬臂结构不下挠，满足环形结构拼装合拢要求；顶部开口状圆环结构合拢前，通过千斤顶顶开合拢口两侧悬臂端，调 整整个 圆环的变形和受力，保证环形结构顺利合拢，并保证直立环形结构成形后的圆整 度。本发明尤其适用于大直径直立环形结构的安装，它克服了现有大直径直立环形结构 安装中施工措施费太高和安装安全风险大的不足，同时由于水平拉索、桅杆及斜拉扣索、千斤顶顶开合拢口等技术措施的实施还可以增加环形结构呈开口状安装施工过程的稳 定性，降 低了直立环形结构安装施工过程中的安全风险。3具体实施方式本发明是根据直立环形结构所设计的圆整度要求，在环形结构开口安装状态下半环

7、设置水平拉索调控下半环施工过程中的变形并保证上半圆环的安装过程不至于出现下 半圆环偏离设计位置以及向外偏离的变形；在环形结构安装施工至上半圆环时，安装桅 杆及斜拉扣索来调整上半圆环安装过程中的变形，保证结构成形后的圆整度要求；圆环合拢 以前，通过千斤顶顶开合拢口两侧悬臂端调整整个圆环的变形和受力，使合拢段顺利嵌入。按图1中分段的示意数，具体为将直立环形结构的基础11和底座12部分施工到位（见图la ），悬臂安装第1节段环形结构21然后设置第1道水平拉索31，并对第1道水平拉索31施加预应力进行变形调控（见图1b ）;依次悬臂安装第2节段 环形结构22，增设第 2道水平拉索32并张拉预应力进行变

8、形调控，下半圆环主体结构安装到位（见图1c）;开始安装第3节段环形结构23并安装悬臂结构外侧边的第3组（共两个）桅杆51和第3组斜拉扣索（共两组）41，并对斜拉扣索41张拉预拉力进行上半圆环主体结构的变形调控（见图Id ）;依次安装第4节段环形结 构24，并安装第4组桅杆52和第4组（共两组）斜拉扣索42，并对斜拉扣索42张拉预拉力再次对上半圆环主体结构进行变形调控（见图le）;依次悬臂安装第5节段环形结构25至合拢前安装阶段（见图If ）；安装包含千斤顶61在内的顶开结构，以顶开结构顶开悬臂端两侧合拢口，并以变形控制为主调整千斤顶61的压力、第1道水平拉 索31、第2道水平拉索32和第3组斜

9、拉扣索41、第4组斜拉扣索42的索力至即合拢段26能 够顺利合拢（见图1g ）;卸载千斤顶61的压力、第1道水平拉索31、第2道水平拉索32和 第3组斜拉扣索41、第4组斜拉扣索42的索力并拆除各辅助临时结构，环形结构整体成形（见图lh ）。12/7T7777777777777771131113211441111424242IE1177777777777X777771177777772777777777711g图1本发明的大直径直立环形结构变形调控悬臂安装方法的各步骤示意简而言之，本变形调控悬臂安装方法分为下列施工步骤：1）将直立环形结构的基础和底座部分施工到位。2）悬臂安装部分下半圆环结构。

10、3）设置水平拉索，并施加预应力进行开口悬臂端的变形调控。4）依次分节段悬臂安装部分下半圆环的主体结构。5）根据需要调整水平拉索的索力或者增设水平拉索并张拉预应力进行变形调控。6）下半圆环主体结构安装到位。7）开始安装上半圆环的部分环形结构。8）在开口状圆环结构外侧边设置桅杆及斜拉扣索，并张拉斜拉扣索预拉力进行上半 圆环结构悬臂端的变形调控。9）依次分节段安装上半圆环的主体结构。10）根据需要调整斜拉扣索的索力或者增设桅杆及斜拉扣索并张拉扣索预应力进行变 形调控。11）圆环结构合拢前节段拼装到位。12）安装合拢口顶撑梁和千斤顶顶开合拢口两侧的悬臂端，并以变形控制为主调整千 斤顶的压力、水平拉索和斜拉扣索的索力。13）安装嵌入主体结构的合拢段，环形结构整体合拢。14）卸载千斤顶的压力、水平拉索和斜拉扣索的索力并拆除各辅助临时结构，环形结 构拼装整体成形。本发明所采用的直立环形结构变形调控悬臂安装方法，是根据大直径直立环形结构的 特点和实际结构的刚度，在环形结构下半环安装时在中间区域设置水平拉索，在上半圆环时在外侧边安装桅杆及斜拉