(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 108425509 A(43)申请公布日 2018.08.21
(21)申请号 201810494890.4(22)申请日 2018.05.22
(71)申请人 中铁重工有限公司
地址 430063 湖北省武汉市武昌区铁机路
98号(72)发明人 董平华 王艳莉 黄晓波 张雄超
张尚尉 刘中玲 孙华平 张波 蔡苠升 孙志敏 (74)专利代理机构 湖北武汉永嘉专利代理有限
公司 42102
代理人 刘秋芳(51)Int.Cl.
E04G 23/02(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图4页
(54)发明名称
一种螺栓球节点网架房屋钢结构更换杆件及螺栓球的施工方法(57)摘要
本发明公开了一种螺栓球节点网架房屋钢结构更换杆件及螺栓球的施工方法，包括如下步骤：施工前的准备，具体包括：确定需要更换杆件及螺栓球的位置，并进行网架内力及变形分析；搭设操作平台；设置千斤顶；拆除阶段需要更换的螺栓球及杆件；更换更换后的螺栓球及更换后的杆件。本发明结合了网架受力、变形分析、施工监测、节点分步支撑等过程的高效的施工流程，其操作简便，可保质保量，有效的解决了现阶段网架施工作业存在的问题。
CN 108425509 ACN 108425509 A
权 利 要 求 书
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1.一种螺栓球节点网架房屋钢结构更换杆件及螺栓球的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)施工前的准备，具体包括：
1.1)确定需要更换杆件及螺栓球的位置，并进行网架内力及变形分析；1.2)在需要更换杆件及螺栓球的区域正下方搭设操作平台；1.3)在拆除需要更换杆件及螺栓球前，使用专用仪器对施工监测点实施实时测量，用于对比拆除前及更换后的数据对比复核螺栓球节点网架整体线型的变化；
1.4)在操作平台上与需更换螺栓球位于同一水平面并与拆除螺栓通过四根水平杆件相连的外侧螺栓球底设置千斤顶，顶升千斤顶使外侧螺栓球调整至网架拼装初始状态，让更换部位杆件的内力趋向零；
2)拆除阶段，具体包括：
2.1)拧松与待更换螺栓球连接的四根水平杆远球端的螺栓，松动量在一定范围内；拧松与待更换螺栓球连接的四根斜腹杆远球端的螺栓，松动量在一定范围内。
2.2)拧松四根水平杆近球端的螺栓；再拧松四根斜腹杆近球端的螺栓。2.3)使用承载工具准备托接或起吊待更换螺栓球，对近球端的螺栓(先水平杆件后斜腹杆件的顺序)交替实施拧松，同步承载工具下降或起吊，，让四根水平杆近球端和四根斜腹杆近球端分别脱离待更换螺栓球。2.4)拆除需要更换的杆件；
3)更换阶段，具体包括：3.1)准备好更换的杆件，将更换后的杆件的远球端与外侧螺栓球连接(非拧紧状态)；3.2)准备好更换的螺栓球，逐步上顶或下放更换的螺栓球，将四根水平杆和四根斜腹杆的近球端的螺栓拧入更换后的螺栓球内；
3.3)逐步上顶或下放更换的螺栓球，同时将四根水平杆和四根斜腹杆的近球端的螺栓进一步拧入更换的螺栓球内，直到拧紧；
3.4)拧紧四根水平杆远球端的高强度螺栓；3.5)拧紧四根斜腹杆远球端的高强度螺栓；3.6)拆除千斤顶和承载工具；3.7)对监测数据进行对比分析，并及时调整螺栓紧固值，恢复到施工前的状态。2.根据权利要求1所述的螺栓球节点网架更换杆件及螺栓球的施工方法，其特征在于：步骤(1.3)中的专用仪器为全站仪，在拆除及更换全过程对网架进行实时检测，检测更换螺栓球处的支撑点是否发生位移。
3.根据权利要求1或2所述的螺栓球节点网架更换杆件及螺栓球的施工方法，其特征在于：步骤(2.2)中的承接工具为托盘或起吊装置手动葫芦。
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CN 108425509 A
说 明 书
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一种螺栓球节点网架房屋钢结构更换杆件及螺栓球的施工
方法
技术领域
[0001]本发明涉及房屋钢结构工程施工技术领域，具体涉及一种用于螺栓球节点网架房屋钢结构更换杆件及螺栓球的施工方法。
背景技术
[0002]螺栓球网架因其结构简单、安装便捷，不产生附加节点偏心等优点被广泛应用于钢结构建筑领域。杆件和螺栓球作为网架的重要组成部分，其性能的好坏直接影响整个网架的稳定性、可靠性和使用寿命。由于露天的作业环境，螺栓球网架经常受到高温、高压、强腐蚀作用，导致部分杆件或螺栓球出现锈蚀、强度降低等问题，需要对损坏部件进行及时更换，才能保证整个工程质量，避免安全隐患的发生。但是，现阶段标准化更换杆件及螺栓球的施工方法还未出现，更换后的网架性能受施工人员技术水平的影响较大，若施工方法不合理，不仅浪费大量人力、物力、财力，且难以保证施工质量，合格率较低。发明内容
[0003]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种能提高工作效率，能保证施工质量的螺栓球节点网架更换杆件及螺栓球的施工方法。[0004]本发明所采用的技术方案为：一种螺栓球节点网架房屋钢结构更换杆件及螺栓球的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：[0005]1)施工前的准备，具体包括：
[0006]1.1)确定需要更换杆件及螺栓球的位置，并进行网架内力及变形分析；[0007]1.2)在需要更换杆件及螺栓球的区域正下方搭设操作平台；[0008]1.3)在拆除需要更换杆件及螺栓球前，使用专用仪器对施工监测点实施(实时)测量，用于对比拆除前及更换后的数据对比复核螺栓球节点网架整体线型的变化；
[0009]1.4)在操作平台上与需更换螺栓球位于同一水平面并与拆除螺栓通过四根水平杆件相连的外侧螺栓球底设置千斤顶，顶升千斤顶使外侧螺栓球调整至网架拼装初始状态，让更换部位杆件的内力趋向零；[0010]2)拆除阶段，具体包括：
[0011]2.1)拧松与待更换螺栓球连接的四根水平杆远球端的螺栓，松动量在一定范围内；拧松与待更换螺栓球连接的四根斜腹杆远球端的螺栓，松动量在一定范围内。[0012]2.2)拧松四根水平杆近球端的螺栓；再拧松四根斜腹杆近球端的螺栓。[0013]2.3)使用承载工具准备托接或起吊待更换螺栓球，对近球端的螺栓(先水平杆件后斜腹杆件的顺序)交替实施拧松，同步承载工具下降或起吊，让四根水平杆近球端和四根斜腹杆近球端分别脱离待更换螺栓球。[0014]2.4)拆除需要更换的杆件；[0015]3)更换流程，具体包括：
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说 明 书
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3.1)准备好更换的杆件，将更换后的杆件的远球端与外侧螺栓球连接(非拧紧状
态)；
3.2)准备好更换的螺栓球，逐步上顶或下放更换的螺栓球，将四根水平杆和四根
斜腹杆的近球端的螺栓拧入更换后的螺栓球内；[0018]3.3)逐步上顶或下放更换的螺栓球，同时将四根水平杆和四根斜腹杆的近球端的螺栓进一步拧入更换的螺栓球内，直到拧紧；
[0019]3.4)拧紧四根水平杆远球端的高强度螺栓；[0020]3.5)拧紧四根斜腹杆远球端的高强度螺栓；[0021]3.6)拆除千斤顶和承载工具；[0022]3.7)对监测数据进行对比分析，并及时调整螺栓紧固值，恢复到施工前的状态。[0023]按上述技术方案，步骤(1.3)中的专用仪器为全站仪，在拆除及更换全过程对网架进行实时检测，检测更换螺栓球处的支撑点是否发生位移。[0024]按上述技术方案，通过全站仪分析更换螺栓球处的支撑点的水平位移在±3㎜内。[0025]按上述技术方案，步骤(2.2)中的承接工具为托盘或起吊装置手动葫芦。[0026]本发明所取得的有益效果为：本发明结合了网架受力、变形分析、施工监测、节点分步支撑等过程的高效的施工流程，其操作简便，可保质保量，有效的解决了现阶段网架施工作业存在的问题。
附图说明
[0027]图1为本发明的施工方法流程示意图。[0028]图2为本发明的螺栓球网架结构示意图。
[0029]图3为本发明的螺栓球网架施工准备示意图。[0030]图4为螺栓球节点的结构爆炸示意图。[0031]图5为螺栓球节点的连接状态示意图。
[0032]图6为拆除需要更换杆件及螺栓球平面示意图。[0033]图7为拆除完成后螺栓球网架结构示意图。
[0034]图8为拆除需要更换杆件及螺栓球后平面示意图。[0035]图9为更换后的螺栓球网架结构状态示意图。
具体实施方式
[0036]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0037]文中所述施工方法适用于各种螺栓球网架布置工况。由于更换上下弦部件的施工流程一致，本实施例选取一对下弦面螺栓球和杆件作为更换部件对施工方法进行详细阐述，在上下弦操作不同处会进行简要说明。
[0038]图1为螺栓球节点网架更换杆件及螺栓球施工方法流程图。图中两处带星号的文本框，表示上下弦部件此处拆除操作不同，对于上弦部件需在需更换螺栓球上方安置起吊装置手动葫芦，在拆除过程中起升需更换螺栓球，在更换过程中逐步下放更换后螺栓球。[0039]本实施例包括如下步骤：[0040]1)施工前准备
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[0017]
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说 明 书
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1.1)确定需更换部件及位置。结合杆件及螺栓球的布置图，确定需更换杆件和螺
栓球的位置。如图2和图3所示，需更换部件为螺栓球B0和水平杆件2.4。[0042]1.2)网架内力及变形分析。通过有限元软件对网架拼装体系和竣工体系的工况进行内力及变形分析，通过比对拆除前后的内力及变形变化确定支撑体系，确保待更换部位在拆除过程中内力最小，从而达到网架拼装初始状态。[0043]1.3)搭设操作平台。在需更换杆件及螺栓球的区域正下方搭设操作平台4，操作平台顶面搭设到下弦面以下合理位置，本例实施经计算为600mm，宽度方向需覆盖到要更换的球相邻两侧的螺栓球，操作平台4搭设结果如图3所示。[0044]1.4)施工监测。选取下弦球施工监测点，拆除部件前，使用全站仪测量施工监测点的位置，做好数据记录。更换完成后，对测量间的点再次使用全站仪进行测量复核，做好数据记录；通过拆除前及更换后的数据对比复核网架整体线型的变化，即在拆除前及更换后分别对网架进行检测，检测更换螺栓球处的支撑点的水平位移是否发生位移，并通过紧固螺栓及时纠正。
[0045]1.5)千斤顶5预顶。在操作平台上与需更换螺栓球B0位于同一水平面并与拆除螺栓通过四根水平杆件相连的4个外侧螺栓球底设置千斤顶，在螺栓球B1～B4下方分别设置千斤顶5，如图3所示。预顶4个螺栓球——根据各节点Z向位移数值将对应的螺栓球向上顶起调整至网架拼装初始状态。准备状态如图3所示，螺栓球节点结构组成如图4、5所示。螺栓球节点包括紧固螺钉1.1、套筒1.2、高强度螺栓1.3、锥头1.4、杆件1.5，连接时，将高强度螺栓从锥头1.4内穿出后再套装再套筒1.2上选入螺栓球的螺纹孔内，再通过径向紧固螺钉1.1将套筒1.2与高强度螺栓紧固，其中锥头1.4与杆件1.5紧固连接。[0046](2)拆除流程，具体包括如下步骤：[0047]2.1)如图6所示，拧松四根水平杆(2.1、2.2、2.3、2.4)远球端(即远离需要更换的螺栓球端)的高强螺栓，松动量3-5mm。即拧松水平杆(2.1、2.2、2.3、2.4)与螺栓球B1～B4相连接处的高强螺栓。
[0048]2.2)拧松四根斜腹杆(3.1、3.2、3.3、3.4)远球端(即远离需要更换的螺栓球端)的高强螺栓，松动量3-5mm。即拧松斜腹杆(3.1、3.2、3.3、3.4)与螺栓球B5～B8相连接处的高强螺栓。
[0049]2.3)拧松四根水平杆(2.1、2.2、2.3、2.4)近球端(即靠近需要更换的螺栓球端)的高强螺栓，松动量3-5mm；拧松四根斜腹杆(3.1、3.2、3.3、3.4)近球端(即靠近需要更换的螺栓球端)的高强螺栓，松动量3-5mm。在螺栓球下方设置托盘。[0050]2.4)，对近球端的螺栓(先水平杆后斜腹杆的顺序)交替实施拧松，同步承载工具下降，让四根水平杆近球端和四根斜腹杆近球端分别脱离待更换螺栓球。高强螺栓松动过程中需要更换的螺栓球自然下降，四根水平杆和四根斜腹杆近球端的高强螺栓自然脱出螺栓球。若需更换螺栓球为上弦球则使用手动葫芦起吊需更换螺栓球，逐步起升，直至螺栓球脱离杆件。
[0051]2.5)各斜腹杆脱出螺栓球后，螺栓球自然下降，四根水平杆近球端的高强螺栓脱出螺栓球。
[0052]2.6)拆除需要更换的杆件，拆除结果如图7、8所示。[0053](3)更换流程
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说 明 书
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3.1)将更换后的水平杆件2.5远球端与外侧螺栓球连接。即拧紧更换后的水平2.5
杆件与螺栓球B1相连接处的高强螺栓，不完全拧紧，留5mm左右的余量。[0055]3.2)在需要更换的螺栓球下方设置千斤顶，千斤顶上放置更换后的螺栓球B。对于上弦球，在需更换螺栓球上方设置起吊手动葫芦，起吊更换后的螺栓球。[0056]3.3)逐步上顶(或下放)更换后的螺栓球B，四根水平杆靠近螺栓球端的高强螺栓拧入螺栓球。
[0057]3.4)逐步上顶更换后的螺栓球B、拧紧四根水平杆近球端的高强螺栓，拧紧过程中四根斜腹杆近球端的高强螺栓进入螺栓球。[0058]3.5)逐步上顶更换后的螺栓球B，同步拧紧四根斜腹杆近端的高强螺栓。[0059]3.6)拧紧四根水平杆远球端的高强螺栓。[0060]3.7)拧紧四根斜腹杆远球端的高强螺栓。更换结果如图9所示。
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说 明 书 附 图
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说 明 书 附 图
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