一种大跨度穹顶结构螺旋提升系统及方法
技术领域
本发明涉及建筑、桥梁及大跨度设备的整体提升领域，尤其是大跨度、大体积、大质量和提升标高在50m以上的整体提升领域，具体是一种大跨度穹顶结构螺旋提升系统及方法。
背景技术
随着国民经济的提高，越来越多的大跨结构被设计以满足人民对建筑空间利用的高水平的要求，这些大跨结构一般建筑形态各异，结构体系复杂，而且具有刚度大自身轻等特点。为了建造这些大跨结构，各种高效的施工方法被研究和应用，典型的方法如适用于刚性大跨度空间钢结构的整体提升法、分块和整体滑移法、攀大穹顶法和整体展开法，以及适用于半刚性和柔性结构体系的索张拉施工等。大跨空间钢结构施工过程存在多个与最终受力模式不同的状态；在达到最终受力状况之前，结构可能由于施工质量或受力不当导致发生整体倾覆、垮塌或局部破坏。
目前我国大跨度结构的提升方案主要是试用塔吊，提升机等大型装备，由上部起吊然后平移至规定位置。这样的提升方案可以满足绝大多数设备及屋架的提升。然而随着社会的发展，人们对建筑大空间的要求越来越高，这就不可避免的要建设大跨度，大质量的穹顶结构，而这些结构如果在屋面标高处施工将难以保证其施工质量和进度，且极其容易引发安全事故。在整体提升方案中，若采用传统的提升方案，则这种大跨度且大质量的结构容易用于提升过程中难以协同作业发生失稳，甚至倾覆，直接导致人身和财产安全。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明提供一种大跨度穹顶结构螺旋提升系统及方法，该方案既能解决大跨度穹顶结构提升过程中的安全性，又能在高度上突破现在传统提升的局限。
为实现上述目的，本发明提供一种
一种大跨度穹顶结构螺旋提升系统，安装于桁架结构上，其包括多个提升装置，相邻的两提升装置的一端沿所述桁架结构长度方向接近或重叠而沿所述桁架结构宽度方向错开一定距离，形成弯折向上延伸的结构；
所述推进装置包括：
两固定平台，其分别安装于所述桁架结构的相对的两竖直的桁架柱的侧边且两固定平台安装在不同水平高度上；
单向斜坡导轨，其两端分别连接与所述两固定平台上；
推进滑块，其安装于单向斜坡导轨上；
液压推进机，其通过推进杆件驱动所述推进滑块沿所述单向斜坡导轨运动。
如上所述的大跨度穹顶结构螺旋提升系统，进一步地，所述桁架结构包括：
若干竖直的桁架柱，
盖板，其覆盖安装在所述桁架柱的顶端。
如上所述的大跨度穹顶结构螺旋提升系统，进一步地，
还包括提升装置，所述提升装置包括：
提升导轨，其安装于所述桁架柱的内侧面且所述固定平台安装于所述提升导轨上。
如上所述的大跨度穹顶结构螺旋提升系统，进一步地，还包括轨道支撑架，所述轨道支撑架连接于所述桁架柱上，用于支撑所述单向斜坡导轨。
如上所述的大跨度穹顶结构螺旋提升系统，进一步地，还包括多个斜撑，所述斜撑安装于所述桁架柱的底端，用于维持所述桁架结构的稳定性。
如上所述的大跨度穹顶结构螺旋提升系统，进一步地，还包括用于连接被提升件的结构固定杆件，所述结构固定杆件为内含轴承可转动的圆形杆件，其沿杆长方向可伸缩，以便于在单向斜坡导轨上推进。
一种大跨度穹顶结构螺旋提升方法，其用于如上任一所述的系统，其包括：
在被提升件周围安装固定杆件，其中，固定杆件要安装在主要受力部位，并保证结构在提升过程中受力均匀；
将被提升件移动靠近系统且将结构固定杆件置于推进导轨之上；
将提升高度合理划分，确定承力固定平台的位置；
启动液压推进机，使推进杆件驱动推进滑块在单向斜坡导轨上上升，进而使结构固定杆件在单向斜坡导轨上滚动上升，一直到达标高处固定平台；
将结构固定杆件伸长，使用衔接的另一侧推进装置，启动液压推进机，使推进杆件驱动推进滑块在单向斜坡导轨上上升，进而使结构固定杆件在单向斜坡导轨上滚动上升，一直到达下一处标高处固定平台。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：将传统的大跨结构提升方案从吊装提升改进成推进提升，从而摆脱了被提升结构的质量和体积的限制，且提升高度可以随着提升支架的升高而增加，这样既保证了推进式的提升方式既没有被提升结构的高度限制，又保证了提升过程中的安全性和稳定性。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：本发明专利通过螺旋式的提升系统，将传统的大跨结构提升方案从吊装提升改进成推进提升，提高了被提升结构的质量、体积和高度的限制，节约了时间，提高了安全度。从而解决了大质量和大体积结构在提升施工过程中的稳定性，和安全性，以及由于提升网架带来的提升高度限制等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图进行简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的大跨度穹顶结构螺旋提升系统布置图；
图2为大跨度穹顶结构螺旋提升系统组成图；
图3为推进系统结构组成图；
图4为结构固定杆在提升过程中位置图；
图5为推进滑块与推进轨道安装图。
其中：1、大体积的结构件；2、结构固定杆件；3、提升系统；4、提升支架；5、固定盖板；6、提升导轨；7、固定平台；8、单向斜坡导轨；9、导轨支架；10、液压推进机；11、推进杆件；12、推进滑块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例：
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
参见图1至图5，图1为本发明实施例的大跨度穹顶结构螺旋提升系统布置图；图2为大跨度穹顶结构螺旋提升系统组成图；图3为推进系统结构组成图；图4为结构固定杆在提升过程中位置图；图5为推进滑块与推进轨道安装图。
如图1所示，大跨度穹顶结构螺旋提升方案用于提升大质量，大体积的结构件1，其结构固定杆2用于连接结构和提升系统3。结构固定杆件2为内含轴承可转动的圆形杆件，其沿杆长方向可伸缩，以便于在两个倾斜导轨上推进。提升系统的推进功能让结构固定杆沿推进导轨8滚动上升，从而使被提升结构1在整体上呈螺旋状上升的方式。
如图2所示，一个完整的大跨度穹顶结构螺旋提升方案包括，结构固定杆件2，底部固定的提升支架4，顶部固定盖板5，提升支架上的提升导轨6，可承力的固定平台7，两个单向斜坡导轨8，导轨支架9，两台提升液压推进机10，可伸缩的推进器11，在轨道上的推进滑块12。提升支架4底部固定在地面上，根据实际工程情况选择若干个斜撑以保证提升过程中结构的稳定性，提升支架4顶部用盖板5固定，桁架内部相对竖直面有用于提升动力推进系统的提升导轨6，承力平台7固定在提升支架4的另一侧，且随着结构的提升而改变高度。
如图3、图4、图5所示，推进系统由液压推进机10，推进轨道8，推进杆件11，推进滑块12和轨道支撑系统9构成。推进杆件11与推进滑块12固定连接在一起，液压机根据液压原理，使推进杆件11伸长推动滑块12在推进轨道上升。
上述大跨度穹顶结构螺旋提升方案具体施工由如下步骤：
第一步：在被提升结构周围安装固定杆件2，且固定杆件要安装在主要受力部位，并保证结构在提升过程中受力均匀。
第二步：将多个提升系统3(图1为示意性画出)通过底部的滑轮移动到第一步安装的结构固定杆件2上方，调整提升系统3的位置，使结构固定杆件2置于单向斜坡导轨8之上，如图2所示。
第三步：固定提升支架4，安装必要的斜支撑。将提升高度合理划分，确定承力固定平台的位置。
第四步：同时启动液压推进机10，使推荐杆件推动滑块在倾斜导轨上上升，进而使结构固定杆件在倾斜轨道上滚动上升，到达下一标高处固定平台。
第五步，将液压推进机10，单向斜坡导轨8，导轨支架9，推进杆件11，推进滑块12沿提升导轨6竖直提升到下一层标高并固定。
第六步，将结构固定杆件2伸长，使用另一侧推进系统使被提升结构回转到下一处固定标高。
第七步，重复第四、五、六步使结构最终达到预定标高，并固定后进行下一步施工。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
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