基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖及施工方法与流程

1.本发明属于体育场馆建筑施工技术领域，具体涉及一种基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖及施工方法。


背景技术：

2.体育场馆通常由体育场、体育馆及大看台三个部分组成，体育场馆类建筑均为大跨度，由于钢结构具有重量轻，抗震性好、环保、建筑风格灵活等优点，因此，广泛应用于体育场馆类建筑中，体育场屋盖大部分为空间桁架结构。体育场沿大看台四周的屋盖为空间钢管桁架顶棚，空间圆管桁架钢罩棚的结构体系复杂，钢结构深化、制作、安装难度大。空间圆管桁架钢罩棚的主桁架最重的通常重达几十上百吨，一般塔吊起重能力不够，无法整体进行吊装，常规办法只有搭设承重脚手架高空散拼，但搭设满堂红脚手架高空散拼一是脚手架量大，二是高空工作量大工期不易保证，三是安全管理是个难点；通常，当钢管桁架的悬挑长度超过20m时，就被称为大悬挑钢管桁架，实际施工时，大悬挑钢管桁架的就位难、定位难，且单个钢管桁架吊装的变形大，严重影响了工程质量和施工效率；因此，应该提供一种基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖及施工方法。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖，其结构简单、设计合理，提出了基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖，解决了大悬挑钢管桁架就位难、定位难以及钢管桁架吊装的变形大的技术难题，保证了工程质量和施工效率。
4.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖，其特征在于：包括多个环向呈间距布设的主桁架和多个与所述主桁架一一对应连接的立面桁架，相邻两个主桁架的外侧通过上环桁架节段连接，相邻两个立面桁架的底端通过下环桁架节段连接，两个相邻的所述主桁架之间设置有拱架结构，两个相邻的所述立面桁架之间设置有墙架；所述主桁架和所述立面桁架均为三角桁架，所述主桁架的上弦杆和所述主桁架的下弦杆均为变截面杆，所述上弦杆和所述下弦杆之间具有一个倾斜夹角α，所述倾斜夹角α的取值范围为4
°
～6
°
，所述主桁架安装在立柱的顶端，所述主桁架的悬挑端与立柱内侧面之间的水平距离的取值范围为20m～30m；所述拱架结构包括拱架和多个平行布设且安装在所述拱架顶部的檩条，所述拱架包括支撑架、安装在所述支撑架上靠近所述主桁架的固定端的第一拱架单元和靠近所述主桁架的悬挑端第二拱架单元。
5.上述的基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖，其特征在于：所述立面桁架包括三个主弦杆和用于连接三个所述主弦杆的立面桁架腹杆，三个所述主弦杆的底端均设置有球形节点和与所述球形节点连接的连接杆，三个所述连接杆形成一个呈三棱锥结构的连接架，所述连接架的底端设置有半球形节点，所述半球形节点固定安装在立柱的外侧，所述立面桁架的顶端与所述主桁架的固定端固定连接。
6.上述的基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖，其特征在于：所述立柱的外侧设置有平台支座和两个水平布设且位于所述平台支座上方的预埋杆，所述平台支座的顶面与所述立柱的外侧面之间预埋有直角形钢板，所述半球形节点固定安装在所述直角形钢板上，靠近所述立柱一侧的两个所述球形节点分别与两个所述预埋杆固定连接，所述立柱的顶端设置有两组分别用于与两个所述下弦杆固定连接的柱顶预埋组件，所述柱顶预埋组件包括第一柱顶预埋件和第二柱顶预埋件。
7.上述的基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖，其特征在于：所述第一拱架单元包括两个与所述主桁架布设方向相平行的底部径向杆和多个呈平行布设且安装在两个所述底部径向杆上的弧形杆，所述第二拱架单元包括多个平行布设的弧形架和用于连接相邻两个所述弧形架的连接框架。
8.上述的基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖，其特征在于：所述支撑架包括两个平行布设的且分别位于所述弧形杆两端上方的第一顶部径向杆和安装在多个所述弧形杆中部的第二顶部径向杆，所述第一顶部径向杆上设置有多个沿其长度方向等间距布设的支腿组，所述支腿组包括三个呈正三棱锥布设的支腿，三个所述支腿的顶端均固定安装在所述第一顶部径向杆上，其中两个所述支腿的底端分别连接在相邻的两个所述弧形杆的底端，另一个所述支腿的底端连接在所述底部径向杆上，所述第二顶部径向杆与所述底部径向杆之间通过多个斜拉杆连接。
9.上述的基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖，其特征在于：多个所述檩条平行布设且均与所述第一顶部径向杆和第二顶部径向杆固定连接。
10.本发明还提供了一种基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖的施工方法，其特征在于：该施工方法包括以下步骤：
11.步骤一、立面桁架的吊装：
12.依次吊装多个立面桁架，将多个立面桁架分别连接在多个呈环向等间距布设的所述立柱的外侧；
13.步骤二、下环桁架节段的吊装：
14.依次吊装多个下环桁架节段，使任意相邻的两个所述立面桁架的底端通过下环桁架节段固定连接；
15.步骤三、主桁架的吊装：
16.依次吊装多个主桁架，将多个主桁架分别连接在多个所述立面桁架上，并完成多个主桁架与多个所述立柱之间的固定连接；
17.步骤四、上环桁架节段的吊装：
18.依次吊装多个上环桁架节段，使任意相邻的两个所述立面桁架的顶端通过上环桁架节段固定连接；
19.步骤五、拱架结构的拼装与吊装：
20.多个所述拱架结构的拼装与吊装方法均相同，任意一个所述拱架结构的拼装与吊装方法包括以下步骤：
21.步骤501、将所述拱架结构拼装形成四个独立的拱架吊装单元，四个拱架吊装单元分别为由体育场馆的外侧向内侧依次连接的第一拱架吊装单元、第二拱架吊装单元、第三拱架吊装单元和第四拱架吊装单元；
22.步骤502、按照由体育场馆的外侧向内侧依次连接的顺序，依次吊装第一拱架吊装单元、第二拱架吊装单元、第三拱架吊装单元和第四拱架吊装单元，并完成相邻两个拱架吊装单元之间的固定连接；
23.步骤六、墙架的拼装与吊装：
24.多个所述墙架的拼装与吊装方法均相同，任意一个所述墙架的拼装与吊装方法包括以下步骤：
25.步骤601、将任意一个所述墙架拼装形成四个墙架吊装单元，四个所述墙架吊装单元分别为沿体育场馆的周向方向依次布设的第一墙架吊装单元、第二墙架吊装单元、第三墙架吊装单元和第四墙架吊装单元；
26.步骤602、依次吊装第一墙架吊装单元、第二墙架吊装单元、第三墙架吊装单元和第四墙架吊装单元，并完成任意一个所述墙架吊装单元顶端与所述上环桁架节段之间的固定连接，任意一个所述墙架吊装单元底端与所述下环桁架节段的固定连接。
27.上述的基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖的施工方法，其特征在于：步骤三中，由一台630t履带吊采用四点吊装的吊装方式吊装所述主桁架，并采用一台导链进行调整。
28.上述的基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖的施工方法，其特征在于：步骤502中，由一台设置在体育场馆外侧的300t履带吊对第一拱架吊装单元和第二拱架吊装单元进行吊装，由一台设置在体育场馆内侧的230t履带吊对第三拱架吊装单元和第四拱架吊装单元进行吊装，相邻两个所述拱架吊装单元吊装完成后，及时对断点处进行固定连接。
29.上述的基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖的施工方法，其特征在于：步骤602中，采用一台260t履带吊和一台130t履带吊同时进行吊装，所述260t履带吊和所述130t履带吊均设置在体育场馆外侧；依次吊装第一墙架吊装单元、第二墙架吊装单元、第三墙架吊装单元和第四墙架吊装单元时，均需要先采用130t履带吊将任意一个所述墙架吊装单元吊装至体育场馆的二层平台，之后，再将260t履带吊的吊钩从上环桁架节段内穿过，进行任意一个所述墙架吊装单元的持续吊装，并采用一台导链配合所述260t履带吊将任意一个所述墙架吊装单元拉入上环桁架节段与下环桁架节段之间就位。
30.本发明与现有技术相比具有以下优点：
31.1、本发明通过由多个主桁架、多个立面桁架、多个上环桁架节段、多个下环桁架节段、多个拱架结构和多个墙架共同构建形成一个集径向与环向为一体的组合屋盖，由于主桁架和立面桁架均为三角桁架，且上弦杆和下弦杆之间具有一个倾斜夹角，即主桁架为倾斜式，而主桁架的悬挑端与立柱内侧面之间的水平距离的取值范围为20m～30m，即该体育场组合屋盖是基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖，解决了大悬挑钢管桁架就位难、定位难以及钢管桁架吊装的变形大的技术难题，保证了工程质量和施工效率，将该体育场组合屋盖与大看台相结合，能够增大体育场的体量，结构稳定，重量轻，抗震性好，环保性能好。
32.2、本发明的主桁架包括上弦杆、下弦杆和主桁架腹杆，上弦杆和下弦杆均为变截面杆，上弦杆和下弦杆之间具有一个倾斜夹角，实际施工时，上弦杆、下弦杆和主桁架腹杆均为钢管构件，钢管构件的连接节点均为相贯节点，变截面杆包括位于中部的大径杆段和
连接在大径杆段两端的小径杆段，大径杆段与立柱的顶端，又由于上弦杆和下弦杆之间具有一个倾斜夹角，且倾斜夹角α的取值范围为4
°
～6
°
，与现有技术中的始终保持相平行的上弦杆和下弦杆的三角桁架相比较，能够提高主桁架的抗弯强度，能够降低主桁架的悬挑端的应力变形。
33.3、本发明的拱架结构由拱架和多个檩条组合形成一个，拱架包括支撑架、第一拱架单元和第二拱架单元，拱架不是简单的三角形拱架，而是一种无下弦杆单管拱架，重量轻，刚性好，节约了钢管耗材。
34.4、本发明的施工方法中进行拱架结构的拼装与吊装时，通过先在地面上将拱架结构拼装成四个独立的拱架吊装单元，之后，再对依次四个独立的拱架吊装单元进行吊装，便于提高并控制拱架结构拼装的精确度，能够保证拱架结构安装位置的准确性。
35.综上，本发明提出了基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖，解决了大悬挑钢管桁架就位难、定位难以及钢管桁架吊装的变形大的技术难题，保证了工程质量和施工效率。
36.下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。
附图说明
37.图1为本发明组合屋盖的结构示意图。
38.图2为本发明组合屋盖的主桁架、立面桁架、上环桁架节段、下环桁架节段、拱架结构和墙架的连接关系示意图。
39.图3为本发明主桁架及其吊点布设的结构示意图。
40.图4为本发明主桁架、立面桁架和立柱的连接关系示意图。
41.图5为本发明拱架结构的结构示意图。
42.图6为本发明第一拱架吊装单元及其吊点布设的结构示意图。
43.图7为本发明第二拱架吊装单元及其吊点布设的结构示意图。
44.图8为本发明第三拱架吊装单元及其吊点布设的结构示意图。
45.图9为本发明第四拱架吊装单元及其吊点布设的结构示意图。
46.图10为本发明施工方法的流程图。
47.附图标记说明:
48.1—主桁架；
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1-1—上弦杆；
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1-2—下弦杆；
49.1-3—主桁架腹杆；
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2—立面桁架；
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2-1—主弦杆；
50.2-2—立面桁架腹杆；
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2-3—球形节点；
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2-4—连接杆；
51.2-5—半球形节点；
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3—上环桁架节段； 4—下环桁架节段；
52.5—墙架；
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6—拱架；
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6-1-1—第一顶部径向杆；
53.6-1-2—第二顶部径向杆； 6-1-3—支腿；
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6-2-1—底部径向杆；
54.6-2-2—弧形杆；
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6-3-1—弧形架；
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6-3-2—连接框架；
55.6-4—环向支撑杆；
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7—立柱；
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7-1—平台支座；
56.7-2—预埋杆；
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7-3—第一柱顶预埋件；
57.7-4—第二柱顶预埋件；
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8—檩条；
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9—导链。
具体实施方式
58.如图1至图5所示，本发明的基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖包括多个环向呈间距布设的主桁架1和多个与所述主桁架1一一对应连接的立面桁架2，相邻两个主桁架1的外侧通过上环桁架节段3连接，相邻两个立面桁架2的底端通过下环桁架节段4连接，两个相邻的所述主桁架1之间设置有拱架结构，两个相邻的所述立面桁架2之间设置有墙架5；所述主桁架1和所述立面桁架2均为三角桁架，所述主桁架1安装在立柱7的顶端，所述主桁架1靠近体育场馆外侧的一端为所述主桁架1的固定端，所述上环桁架节段3连接在相邻两个所述主桁架1的固定端，所述主桁架1靠近体育场馆内侧的一端为所述主桁架1的悬挑端，所述主桁架1的悬挑端与立柱7内侧面之间的水平距离的取值范围为20m～30m，所述主桁架1的上弦杆1-1和所述主桁架1的下弦杆1-2均为变截面杆，所述上弦杆1-1和所述下弦杆1-2之间具有一个倾斜夹角；所述拱架结构包括拱架6和多个平行布设且安装在所述拱架6顶部的檩条8，所述拱架6包括支撑架、安装在所述支撑架上靠近所述主桁架1的固定端的第一拱架单元和靠近所述主桁架1的悬挑端第二拱架单元。
59.如图1所示，本实施例中，通过设置多个主桁架1和多个立面桁架2，多个主桁架1和多个立面桁架2均环向呈间距布设，多个主桁架1与多个立面桁架2一一对应连接，相邻两个主桁架1的固定端通过上环桁架节段3连接，相邻两个立面桁架2的底端通过下环桁架节段4连接，多个上环桁架节段3共同形成一个上环形桁架，多个下环桁架节段4共同形成一个下环形桁架，此时，多个主桁架1、多个立面桁架2、一个上环形桁架、一个下环形桁架、多个拱架结构和多个墙架5共同构建形成一个集径向与环向为一体的组合屋盖，由于所述主桁架1和所述立面桁架2均为三角桁架，且上弦杆1-1和所述下弦杆1-2之间具有一个倾斜夹角，即主桁架1为倾斜式，而主桁架1的悬挑端与立柱7内侧面之间的水平距离的取值范围为20m～30m，即该体育场组合屋盖是基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖，解决了大悬挑钢管桁架就位难、定位难以及钢管桁架吊装的变形大的技术难题，保证了工程质量和施工效率，将该体育场组合屋盖与大看台相结合，能够增大体育场的体量，结构稳定，重量轻，抗震性好，环保性能好。
60.如图2所示，相邻两个主桁架1、相邻两个立面桁架2、一个上环桁架节段3、一个下环桁架节段4、一个拱架结构和一个墙架5共同形成一个屋盖单元；本实施例中，主桁架1的数量和立面桁架2的数量均为30榀，通过在环形的大看台上设置两条十字型结构缝，两条十字型结构缝将该组合屋盖分成独立的四部分，因此，上环桁架节段3的数量和所述下环桁架节段4的数量均为26榀。
61.本实施例中，上环桁架节段3和下环桁架节段4也均为三角桁架，上环桁架节段3的三个主弦杆和下环桁架节段4的三个主弦杆均相互平行。
62.如图3和图4所示，所述主桁架1包括上弦杆1-1、下弦杆1-2和主桁架腹杆1-3，上弦杆1-1和下弦杆1-2均为变截面杆，上弦杆1-1和下弦杆1-2之间具有一个倾斜夹角，且倾斜夹角α的取值范围为4
°
～6
°
，实际施工时，上弦杆1-1、下弦杆1-2和主桁架腹杆1-3均为钢管构件，钢管构件的连接节点均为相贯节点，所述变截面杆包括位于中部的大径杆段和连接在大径杆段两端的小径杆段，大径杆段与立柱7的顶端，与现有技术中的始终保持相平行的上弦杆1-1和下弦杆1-2的三角桁架相比较，能够提高主桁架1的抗弯强度，能够降低主桁架1的悬挑端的应力变形。
63.如图4所示，本实施例中，通过将拱架6和多个檩条8组合形成一个拱架结构，拱架6包括支撑架、第一拱架单元和第二拱架单元，拱架6不是简单的三角形拱架，而是一种无下弦杆单管拱架，重量轻，刚性好，节约了钢管耗材。
64.如图4所示，本实施例中，所述立面桁架2包括三个主弦杆2-1和用于连接三个所述主弦杆2-1的立面桁架腹杆2-2，三个所述主弦杆2-1的底端均设置有球形节点2-3和与所述球形节点2-3连接的连接杆2-4，三个所述连接杆2-4形成一个呈三棱锥结构的连接架，所述连接架的底端设置有半球形节点2-5，所述半球形节点2-5固定安装在立柱7的外侧，所述立面桁架2的顶端与所述主桁架1的固定端固定连接。
65.本实施例中，所述立柱7的外侧设置有平台支座7-1和两个水平布设且位于所述平台支座7-1上方的预埋杆7-2，所述平台支座7-1的顶面与所述立柱7的外侧面之间预埋有直角形钢板，所述半球形节点2-5固定安装在所述直角形钢板上，靠近所述立柱7一侧的两个所述球形节点2-3分别与两个所述预埋杆7-2固定连接。
66.本实施例中，所述立柱7的顶端设置有两组分别用于与两个所述下弦杆1-2固定连接的柱顶预埋组件，所述柱顶预埋组件包括第一柱顶预埋件7-3和第二柱顶预埋件7-4。
67.本实施例中，所述变截面杆的大径杆段同时与第一柱顶预埋件7-3和第二柱顶预埋件7-4固定连接。
68.如图5所示，本实施例中，所述第一拱架单元包括两个与所述主桁架1布设方向相平行的底部径向杆6-2-1和多个呈平行布设且安装在两个所述底部径向杆6-2-1上的弧形杆6-2-2，所述第二拱架单元包括多个平行布设的弧形架6-3-1和用于连接相邻两个所述弧形架6-3-1的连接框架6-3-2。
69.本实施例中，所述支撑架包括两个平行布设的且分别位于所述弧形杆6-2-2两端上方的第一顶部径向杆6-1-1和安装在多个所述弧形杆6-2-2中部的第二顶部径向杆6-1-2，所述第一顶部径向杆6-1-1上设置有多个沿其长度方向等间距布设的支腿组，所述支腿组包括三个呈正三棱锥布设的支腿6-1-3，三个所述支腿6-1-3的顶端均固定安装在所述第一顶部径向杆6-1-1上，其中两个所述支腿6-1-3的底端分别连接在相邻的两个所述弧形杆6-2-2的底端，另一个所述支腿6-1-3的底端连接在所述底部径向杆6-2-1上，所述第二顶部径向杆6-1-2与所述底部径向杆6-2-1之间通过多个斜拉杆6-1-4连接。
70.本实施例中，多个所述檩条8平行布设且均与所述第一顶部径向杆6-1-1和第二顶部径向杆6-1-2固定连接。
71.本实施例中，所述第一顶部径向杆6-1-1和第二顶部径向杆6-1-2靠近体育场馆外侧的一端固定安装有与檩条8相平行的环向支撑杆6-4，环向支撑杆6-4的两端和檩条8的两端均分别与相邻两个主桁架1的上弦杆1-1固定连接。
72.如图6至图10所示，本发明还提供了一种基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖的施工方法，该施工方法包括以下步骤：
73.步骤一、立面桁架的吊装：
74.依次吊装多个立面桁架2，将多个立面桁架2分别连接在多个呈环向等间距布设的所述立柱7的外侧；
75.步骤二、下环桁架节段的吊装：
76.依次吊装多个下环桁架节段4，使任意相邻的两个所述立面桁架2的底端通过下环
桁架节段4固定连接；
77.步骤三、主桁架的吊装：
78.依次吊装多个主桁架1，将多个主桁架1分别连接在多个所述立面桁架2上，并完成多个主桁架1与多个所述立柱7之间的固定连接；
79.步骤四、上环桁架节段的吊装：
80.依次吊装多个上环桁架节段3，使任意相邻的两个所述立面桁架2的顶端通过上环桁架节段3固定连接；
81.步骤五、拱架结构的拼装与吊装：
82.多个所述拱架结构的拼装与吊装方法均相同，任意一个所述拱架结构的拼装与吊装方法包括以下步骤：
83.步骤501、将所述拱架结构拼装形成四个独立的拱架吊装单元，四个拱架吊装单元分别为由体育场馆的外侧向内侧依次连接的第一拱架吊装单元、第二拱架吊装单元、第三拱架吊装单元和第四拱架吊装单元；
84.步骤502、按照由体育场馆的外侧向内侧依次连接的顺序，依次吊装第一拱架吊装单元、第二拱架吊装单元、第三拱架吊装单元和第四拱架吊装单元，并完成相邻两个拱架吊装单元之间的固定连接；
85.本实施例中，通过先在地面上将拱架结构拼装成四个独立的拱架吊装单元，之后，再对依次四个独立的拱架吊装单元进行吊装，便于提高并控制拱架结构拼装的精确度，能够保证拱架结构安装位置的准确性。
86.实际施工时，在依次吊装四个独立的拱架吊装单元之前，需要先在主桁架1上将节点位置进行标记，并油漆进行打磨、清理；并测出节点位置的空间坐标值，确认误差大小，如偏差过大找出原因并尽量在地面拼装时进行调整，确保顺利吊装四个独立的拱架吊装单元；同时，应在四个独立的拱架吊装单元上设置安装散装杆件用的操作平台和通道，并在吊装位置的下方张拉安全网，四个独立的拱架吊装单元的两端与主桁架1直接相贯焊接即可。
87.步骤六、墙架的拼装与吊装：
88.多个所述墙架的拼装与吊装方法均相同，任意一个所述墙架的拼装与吊装方法包括以下步骤：
89.步骤601、将任意一个所述墙架拼装形成四个墙架吊装单元，四个所述墙架吊装单元分别为沿体育场馆的周向方向依次布设的第一墙架吊装单元、第二墙架吊装单元、第三墙架吊装单元和第四墙架吊装单元；
90.步骤602、依次吊装第一墙架吊装单元、第二墙架吊装单元、第三墙架吊装单元和第四墙架吊装单元，并完成任意一个所述墙架吊装单元顶端与所述上环桁架节段3之间的固定连接，任意一个所述墙架吊装单元底端与所述下环桁架节段4的固定连接。
91.本实施例中，步骤三中，由一台630t履带吊采用四点吊装的吊装方式吊装所述主桁架1，并采用一台导链9进行调整。
92.本实施例中，所述导链9的规格选用20t倒链。
93.本实施例中，步骤502中，由一台设置在体育场馆外侧的300t履带吊对第一拱架吊装单元和第二拱架吊装单元进行吊装，由一台设置在体育场馆内侧的230t履带吊对第三拱架吊装单元和第四拱架吊装单元进行吊装，相邻两个所述拱架吊装单元吊装完成后，及时
对断点处进行固定连接。
94.如图6至图9所示，实际施工时，四个独立的拱架吊装单元的重量的取值范围为13t～33t，第一拱架吊装单元、第二拱架吊装单元、第三拱架吊装单元和第四拱架吊装单元均需要设置不同的吊点位置，采用一台导链9进行调整，并配有保险绳；需要注意的是，四个独立的拱架吊装单元在吊装前，均需要提前在地面上进行试吊，调整好吊装角度后再起吊。
95.本实施例中，步骤602中，采用一台260t履带吊和一台130t履带吊同时进行吊装，所述260t履带吊和所述130t履带吊均设置在体育场馆外侧；依次吊装第一墙架吊装单元、第二墙架吊装单元、第三墙架吊装单元和第四墙架吊装单元时，均需要先采用130t履带吊将任意一个所述墙架吊装单元吊装至体育场馆的二层平台，之后，再将260t履带吊的吊钩从上环桁架节段3内穿过，进行任意一个所述墙架吊装单元的持续吊装，并采用一台导链9配合所述260t履带吊将任意一个所述墙架吊装单元拉入上环桁架节段3与下环桁架节段4之间就位。
96.本实施例中，空间圆管桁架钢罩棚为外露结构，管壁厚、节点多，主桁架1的最大悬挑长度为30m，且拱架结构需要焊接在主桁架1上，安装定位贯口多，现场拼装及安装精度要求高，降低了大悬挑管桁架类体育场馆钢结构安装风险与难度、减少了超大型施工机械的使用量、减少了高空作业风险，取得了良好的经济效益。
97.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

技术特征：
1.一种基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖，其特征在于：包括多个环向呈间距布设的主桁架(1)和多个与所述主桁架(1)一一对应连接的立面桁架(2)，相邻两个主桁架(1)的外侧通过上环桁架节段(3)连接，相邻两个立面桁架(2)的底端通过下环桁架节段(4)连接，两个相邻的所述主桁架(1)之间设置有拱架结构，两个相邻的所述立面桁架(2)之间设置有墙架(5)；所述主桁架(1)和所述立面桁架(2)均为三角桁架，所述主桁架(1)的上弦杆(1-1)和所述主桁架(1)的下弦杆(1-2)均为变截面杆，所述上弦杆(1-1)和所述下弦杆(1-2)之间具有一个倾斜夹角α，所述倾斜夹角α的取值范围为4
°
～6
°
，所述主桁架(1)安装在立柱(7)的顶端，所述主桁架(1)的悬挑端与立柱(7)内侧面之间的水平距离的取值范围为20m～30m；所述拱架结构包括拱架(6)和多个平行布设且安装在所述拱架(6)顶部的檩条(8)，所述拱架(6)包括支撑架、安装在所述支撑架上靠近所述主桁架(1)的固定端的第一拱架单元和靠近所述主桁架(1)的悬挑端第二拱架单元。2.按照权利要求1所述的基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖，其特征在于：所述立面桁架(2)包括三个主弦杆(2-1)和用于连接三个所述主弦杆(2-1)的立面桁架腹杆(2-2)，三个所述主弦杆(2-1)的底端均设置有球形节点(2-3)和与所述球形节点(2-3)连接的连接杆(2-4)，三个所述连接杆(2-4)形成一个呈三棱锥结构的连接架，所述连接架的底端设置有半球形节点(2-5)，所述半球形节点(2-5)固定安装在立柱(7)的外侧，所述立面桁架(2)的顶端与所述主桁架(1)的固定端固定连接。3.按照权利要求2所述的基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖，其特征在于：所述立柱(7)的外侧设置有平台支座(7-1)和两个水平布设且位于所述平台支座(7-1)上方的预埋杆(7-2)，所述平台支座(7-1)的顶面与所述立柱(7)的外侧面之间预埋有直角形钢板，所述半球形节点(2-5)固定安装在所述直角形钢板上，靠近所述立柱(7)一侧的两个所述球形节点(2-3)分别与两个所述预埋杆(7-2)固定连接，所述立柱(7)的顶端设置有两组分别用于与两个所述下弦杆(1-2)固定连接的柱顶预埋组件，所述柱顶预埋组件包括第一柱顶预埋件(7-3)和第二柱顶预埋件(7-4)。4.按照权利要求1所述的基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖，其特征在于：所述第一拱架单元包括两个与所述主桁架(1)布设方向相平行的底部径向杆(6-2-1)和多个呈平行布设且安装在两个所述底部径向杆(6-2-1)上的弧形杆(6-2-2)，所述第二拱架单元包括多个平行布设的弧形架(6-3-1)和用于连接相邻两个所述弧形架(6-3-1)的连接框架(6-3-2)。5.按照权利要求4所述的基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖，其特征在于：所述支撑架包括两个平行布设的且分别位于所述弧形杆(6-2-2)两端上方的第一顶部径向杆(6-1-1)和安装在多个所述弧形杆(6-2-2)中部的第二顶部径向杆(6-1-2)，所述第一顶部径向杆(6-1-1)上设置有多个沿其长度方向等间距布设的支腿组，所述支腿组包括三个呈正三棱锥布设的支腿(6-1-3)，三个所述支腿(6-1-3)的顶端均固定安装在所述第一顶部径向杆(6-1-1)上，其中两个所述支腿(6-1-3)的底端分别连接在相邻的两个所述弧形杆(6-2-2)的底端，另一个所述支腿(6-1-3)的底端连接在所述底部径向杆(6-2-1)上，所述第二顶部径向杆(6-1-2)与所述底部径向杆(6-2-1)之间通过多个斜拉杆(6-1-4)连接。6.按照权利要求5所述的基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖，其特征在于：多个所述檩条(8)平行布设且均与所述第一顶部径向杆(6-1-1)和第二顶部径向杆(6-1-2)
固定连接。7.一种如权利要求1所述的基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖的施工方法，其特征在于：该施工方法包括以下步骤：步骤一、立面桁架的吊装：依次吊装多个立面桁架(2)，将多个立面桁架(2)分别连接在多个呈环向等间距布设的所述立柱(7)的外侧；步骤二、下环桁架节段的吊装：依次吊装多个下环桁架节段(4)，使任意相邻的两个所述立面桁架(2)的底端通过下环桁架节段(4)固定连接；步骤三、主桁架的吊装：依次吊装多个主桁架(1)，将多个主桁架(1)分别连接在多个所述立面桁架(2)上，并完成多个主桁架(1)与多个所述立柱(7)之间的固定连接；步骤四、上环桁架节段的吊装：依次吊装多个上环桁架节段(3)，使任意相邻的两个所述立面桁架(2)的顶端通过上环桁架节段(3)固定连接；步骤五、拱架结构的拼装与吊装：多个所述拱架结构的拼装与吊装方法均相同，任意一个所述拱架结构的拼装与吊装方法包括以下步骤：步骤501、将所述拱架结构拼装形成四个独立的拱架吊装单元，四个拱架吊装单元分别为由体育场馆的外侧向内侧依次连接的第一拱架吊装单元、第二拱架吊装单元、第三拱架吊装单元和第四拱架吊装单元；步骤502、按照由体育场馆的外侧向内侧依次连接的顺序，依次吊装第一拱架吊装单元、第二拱架吊装单元、第三拱架吊装单元和第四拱架吊装单元，并完成相邻两个拱架吊装单元之间的固定连接；步骤六、墙架的拼装与吊装：多个所述墙架的拼装与吊装方法均相同，任意一个所述墙架的拼装与吊装方法包括以下步骤：步骤601、将任意一个所述墙架拼装形成四个墙架吊装单元，四个所述墙架吊装单元分别为沿体育场馆的周向方向依次布设的第一墙架吊装单元、第二墙架吊装单元、第三墙架吊装单元和第四墙架吊装单元；步骤602、依次吊装第一墙架吊装单元、第二墙架吊装单元、第三墙架吊装单元和第四墙架吊装单元，并完成任意一个所述墙架吊装单元顶端与所述上环桁架节段(3)之间的固定连接，任意一个所述墙架吊装单元底端与所述下环桁架节段(4)的固定连接。8.按照权利要求7所述的基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖的施工方法，其特征在于：步骤三中，由一台630t履带吊采用四点吊装的吊装方式吊装所述主桁架(1)，并采用一台导链(9)进行调整。9.按照权利要求7所述的基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖的施工方法，其特征在于：步骤502中，由一台设置在体育场馆外侧的300t履带吊对第一拱架吊装单元和第二拱架吊装单元进行吊装，由一台设置在体育场馆内侧的230t履带吊对第三拱架吊装单
元和第四拱架吊装单元进行吊装，相邻两个所述拱架吊装单元吊装完成后，及时对断点处进行固定连接。10.按照权利要求7所述的基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖的施工方法，其特征在于：步骤602中，采用一台260t履带吊和一台130t履带吊同时进行吊装，所述260t履带吊和所述130t履带吊均设置在体育场馆外侧；依次吊装第一墙架吊装单元、第二墙架吊装单元、第三墙架吊装单元和第四墙架吊装单元时，均需要先采用130t履带吊将任意一个所述墙架吊装单元吊装至体育场馆的二层平台，之后，再将260t履带吊的吊钩从上环桁架节段(3)内穿过，进行任意一个所述墙架吊装单元的持续吊装，并采用一台导链(9)配合所述260t履带吊将任意一个所述墙架吊装单元拉入上环桁架节段(3)与下环桁架节段(4)之间就位。

技术总结
本发明公开了一种基于大悬挑倾斜式三角桁架的体育场组合屋盖及施工方法，该体育场组合屋盖包括多个主桁架和多个立面桁架，两个相邻的主桁架之间设置有拱架结构，两个相邻的立面桁架之间设置有墙架；主桁架和立面桁架均为三角桁架，主桁架的上弦杆和主桁架的下弦杆均为变截面杆，上弦杆和下弦杆之间具有一个倾斜夹角α；拱架结构包括拱架和多个檩条；该施工方法包括：一、立面桁架的吊装；二、下环桁架节段的吊装；三、主桁架的吊装；四、上环桁架节段的吊装；五、拱架结构的拼装与吊装；六墙架的拼装与吊装。本发明解决了大悬挑钢管桁架就位难、定位难以及钢管桁架吊装的变形大的难题，保证了工程质量和施工效率。保证了工程质量和施工效率。保证了工程质量和施工效率。


技术研发人员：李晓亮 马鑫 崔晓龙 姜斌 石存存 蔡永斌 褚磊 任亮亮
受保护的技术使用者：陕西建工第九建设集团有限公司
技术研发日：2022.03.31
技术公布日：2022/5/25