CN104675143A - 一种重型格构式支撑系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重型格构式支撑系统及其使用方法，属于大跨度钢结构施工技术领域，用于解决焊接组装的临时支撑系统拆卸后不能重复利用的问题。本发明的重型格构式支撑系统，用于大跨度桁架的临时支撑，包括：由至少一个标准节组成的格构架，以及顶部转换结构，顶部转换结构与格构架的顶端固定连接；相邻的两个标准节通过法兰螺栓连接，每个标准节由并列设置的两个框架单元，以及连接在两个框架单元之间的联系组件组成。该支撑系统的使用方法，包括如下步骤：首先标准节的拼装；然后格构架的组装；接着安装顶部转换结构；最后桁架施工结束，拆除该支撑系统。该支撑系统组装便捷，拆除该支撑系统后的组成部件可重复周转使用，有利于节约工程成本。

Description

一种重型格构式支撑系统及其使用方法

技术领域

本发明属于大跨度钢结构施工技术领域，尤其涉及一种重型格构式支撑系统及其使用方法。

背景技术

常规格构式支撑作为临时支撑系统通常根据现场大跨度桁架的结构特点，采用双肢、三肢或四肢格构式支撑。常规的格构式支撑通常多采用现场焊接的方式组装。常规的焊接组装方式拼装工艺复杂，且该支撑卸载后，往往直接切割成散件，再运输周转。采用焊接组装的临时支撑系统，拆卸后基本上不能重复利用，损耗大，不利于节约工程成本。因此，如何提供一种方便运输且可分段组装的重型格构式支撑系统，以满足大跨度桁架的临时支撑需求是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种重型格构式支撑系统及其使用方法，以解决现有的焊接组装的临时支撑系统拆卸后不能重复利用的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种重型格构式支撑系统，用于大跨度桁架的临时支撑，包括：由至少一个标准节组成的格构架，以及顶部转换结构，所述顶部转换结构与所述格构架的顶端固定连接；所述格构架中相邻的两个所述标准节通过法兰螺栓连接，每个所述标准节由并列设置的两个框架单元，以及连接在两个所述框架单元之间的联系组件组成。

进一步地，所述框架单元是由两根并列设置的立柱及连接在两根立柱之间的横杆组成的矩形框架结构，所述矩形框架结构内连接有至少一根斜杆。

进一步地，所述联系组件包括联系组件一和联系组件二，所述联系组件一包括两根平行且并列设置的横向支撑杆，以及位于两者之间的至少一根斜向支撑杆，所述横向支撑杆与所述斜向支撑杆的两端分别连接在两个所述框架单元的立柱上；所述联系组件二包括两根平行且并列设置的水平连接件，以及位于两者之间的X型连接组件，所述水平连接件的两端分别连接在所述联系组件一的横向支撑杆上，所述X型连接组件的一端连接在所述横向支撑杆上，所述X型连接组件的另一端连接在所述水平连接件上。

进一步地，所述顶部转换结构包括转换梁以及H型钢柱，所述转换梁下端与所述格构架顶端固定连接，所述转换梁上端与所述H型钢柱固定连接。

进一步地，并列设置的两个顶部转换结构之间通过若干横梁固定连接，所述横梁的两端分别连接在所述H型钢柱的竖杆上。

进一步地，所述顶部转换结构还包括L型角钢斜撑，所述L型角钢斜撑的两端部与所述转换梁固定连接，所述L型角钢斜撑的顶角部与所述H型钢柱的横杆固定连接。

进一步地，所述转换梁与所述格构架，所述转换梁与所述H型钢柱均为焊接连接。

一种重型格构式支撑系统的使用方法，包括如下步骤：

步骤一，标准节的拼装：采用卧拼方式，用所述联系组件将两个所述框架单元固定连接；

步骤二，格构架的组装：将若干步骤一所述的标准节沿纵向依次首尾拼接，并通过法兰使得相邻的两个所述标准节螺栓连接；

步骤三，在步骤二所述格构架的顶端安装顶部转换结构，并将所述H形钢柱与所述桁架固定连接；

步骤四，所述桁架施工结束，拆除所述重型格构式支撑系统。

进一步地，所述步骤三包括：

第一步，在所述格构架的顶端固定安装转换梁；

第二步，在所述转换梁的上端固定安装H型钢柱；

第三步，在相邻两个所述H型钢柱之间固定安装横梁。

进一步地，所述标准节的高度为6m、8m或12m。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明的重型格构式支撑系统，用于大跨度桁架的竖向临时支撑中，该支撑系统由至少一个标准节组成的格构架以及顶部转换结构组成，能够分段运输支撑系统的组成部件，根据工程需要，在现场组装完成格构架，再焊接其顶部的转换结构，形成完整的支撑系统。该支撑系统相邻的标准节之间通过法兰螺栓连接，组装便捷。此外，在桁架施工结束后，拆除该支撑系统，所拆除的组成部件可重复周转使用，有利于节约工程成本。

2、本发明的重型格构式支撑系统，可根据现场实际桁架截面调整支撑系统的顶部转换结构，可适用于各种截面的桁架支撑系统中。

3、本发明的重型格构式支撑系统的使用方法，格构架采用若干高度为6m、8m或12m的标准节叠置而成，相邻的标准节之间采用法兰螺栓连接，操作简便，提高了现场组装的装配效率，经济实用。

附图说明

本发明的重型格构式支撑系统由以下的实施例及附图给出。

图1是本发明一实施例重型格构式支撑系统的结构示意图；

图2是本发明一实施例重型格构式支撑系统中标准节的结构示意图；

图3是图2的侧视图；

图4是图2的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的重型格构式支撑系统及其使用方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

结合图1至图4，详细说明本发明一种重型格构式支撑系统的结构组成。

如图1所示，一种重型格构式支撑系统，用于大跨度桁架的临时支撑，包括由至少一个标准节组成的格构架10，以及顶部转换结构20，顶部转换结构20与格构架10的顶端固定连接；格构架10中相邻的两个标准节通过法兰螺栓连接，每个标准节由并列设置的两个框架单元(11,12)，以及连接在两个框架单元(11,12)之间的联系组件13组成。

继续参考图1和图2，具体来说，在大跨度桁架施工过程中，需要设置钢结构的临时支撑，以满足桁架的施工要求。而现有技术中设置桁架的临时支撑系统时，大多采用在施工现场焊接形成格构架的形式，装配效率低，而且施工工艺复杂。本实施例的临时支撑系统主要由格构架10和顶部转换结构20两大部分组成，其中顶部转换结构20与格构架10的顶端通过焊接固定连接。特别地，格构架10是由依次固定连接的标准节组成的，相邻的两个标准节通过法兰螺栓连接，组装便捷。每个标准节由并列设置的两个框架单元(11,12)，以及连接在两个框架单元之间的联系组件13组成。因此，可以选择运送框架单元(11,12)、联系组件13以及法兰等相关连接件到桁架施工现场，在施工现场装配形成格构架10。采用现场组装形成格构架的装配方式，不仅方便组成部件的运输，而且组装效率高，减少了现场焊接工序。此外，采用这种方式，临时支撑系统拆除后还可以用于下一次桁架施工的支撑系统中，组成部件可以重复使用，有利于节约工程成本。

参考图3，框架单元11是由两根并列设置的立柱(111,112)及连接在两根立柱(111,112)之间的横杆113组成的矩形框架结构，两根立柱(111,112)之间连接有至少一根斜杆114。框架单元12的结构组成与框架单元11相同，此处不再赘述。

参考图4，联系组件13包括联系组件一131和联系组件二132，联系组件一131包括两根平行且并列设置的横向支撑杆，以及位于两者之间的至少一根斜向支撑杆，横向支撑杆与斜向支撑杆的两端分别连接在两个框架单元(11,12)的立柱上。联系组件二132包括两根平行且并列设置的水平连接件，以及位于两者之间的X型连接组件，水平连接件的两端分别连接在联系组件一131的横向支撑杆上，X型连接组件的一端也连接在横向支撑杆上，X型连接组件的另一端连接在水平连接件上。当然，X型连接组件的个数根据框架单元的尺寸大小而确定。因此，框架单元(11,12)形成格构架10的核心支撑部分，框架单元(11,12)以及与之相匹配的联系组件13形成一个完整的标准节。若干所述标准节沿纵向首尾拼接并通过法兰螺栓连接直至形成符合预定高度的格构架10。

继续参考图1，顶部转换结构20包括转换梁21以及H型钢柱22，转换梁21下端与格构架10顶端固定连接，转换梁21上端与H型钢柱固定连接。顶部转换机构20直接用于支撑桁架，H型钢柱22的上端与桁架的上弦杆和下弦杆均采用焊接形式固定连接，H型钢柱22与转换梁21也是焊接连接。顶部转换结构20具体构造根据大跨度桁架的截面不同结构体系进行调整，H型钢柱22的高度、H型钢柱22的柱间距均需要根据桁架上弦杆和下弦杆直接的间距而确定。一般来说，根据施工规范要求，H型钢柱高度＝桁架弦杆下点标高-格构架高度-转换梁高度；H型钢柱中心间距＝桁架弦杆中心间距。

特别地，并列设置的两个顶部转换结构20之间通过若干横梁23固定连接，横梁23的两端分别连接在H型钢柱22的竖杆上。进一步地，为了增加顶部转换结构20的受力稳定性，顶部转换结构20还包括L型角钢斜撑24，L型角钢斜撑24的两端部与转换梁21固定连接，L型角钢斜撑24的顶角部与H型钢柱22的横杆23固定连接。

继续参考图1和图2，本实施例的重型格构式支撑系统的使用方法包括如下步骤：

步骤一，标准节的拼装：采用卧拼方式，用联系组件13将两个框架单元

(11,12)固定连接。将框架单元11或框架单元12卧倒放置在地面上，再将联系组件13与之形成固定连接，接着安装框架单元12或框架单元11，直至完成一个完整的标准节。为了满足桁架施工对格构架10的高度要求，标准节的高度选择6m、8m或12m。

步骤二，格构架10的组装：将若干步骤一所述的标准节沿纵向依次首尾拼接，并通过法兰使得相邻的两个标准节螺栓连接。根据桁架高度、截面等参数预先计算出格构架10的高度。将步骤一安装完成的标准节扳起，使之竖向放置，然后使用塔吊等吊装工具依次垂直叠置，同时通过法兰将竖向相邻的两个标准节固定连接，直至形成预定高度的格构架10。

具体来说，格构架10的计算过程如下：

1、支撑应力计算

Ψ＝N/A1<f；N为支撑受到的竖向力，A1为支撑组合截面的有效面积，f为设计许用应力。

2、长细比计算

λ＝l0/ix<150。λ为长细比，l0为计算长度，ix为回转半径。

3、支撑稳定计算

查表得ψ值。N/(ψA1)<f。Ψ为稳定系数。

本实施例中选用长宽为5.2m×3.2m组合式四肢格构架，计算长度60000mm，各肢受力200KN。

格构架组合截面参数如下：

A＝104678mm2，ix＝2608，iy＝1613，N＝200X4＝800KN。

Ψ＝N/A＝800*1000N/104678mm2＝7.64Mpa<f＝315Mpa。满足设计要求。

λ＝l0/iy＝60000mm/1613＝37<150。l0取最大高度60000mm。支撑长细比满足要求。

查表得ψ＝0.91。N/(ψA1)＝8.4Mpa<f＝315Mpa。满足设计稳定要求。

步骤三，在步骤二所述格构架10的顶端安装顶部转换结构20，并将H形钢柱22与桁架固定连接。

顶部转换结构20是分步骤安装的，具体步骤如下：

第一步，在格构架10的顶端焊接安装转换梁21；

第二步，在转换梁21的上端焊接安装H型钢柱22；

第三步，在相邻两个H型钢柱22之间固定安装横梁24，以使得相邻两个H型钢柱22之间形成连接，从而满足桁架的受力稳定性。

顶部转换结构20根据空间倒三角桁架体系设计，相邻两个H型钢柱22柱间距选择4.5m。

步骤四，桁架施工结束，拆除重型格构式支撑系统。

桁架施工结束后，形成了稳定的受力体系，此时，用于临时支撑的重型格构式支撑系统被拆除。

综上所述，本发明的重型格构式支撑系统，用于大跨度桁架的竖向临时支撑，该支撑系统由至少一个标准节组成的格构架以及顶部转换结构组成，相邻的标准节之间通过法兰螺栓连接。采用这样的设计，能够分段运输支撑系统的组成部件，根据工程需要，在现场组装完成格构架，再焊接其顶部的转换结构，形成完整的支撑系统。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定。本领域的技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种重型格构式支撑系统，用于大跨度桁架的临时支撑，其特征在于，包括：

由至少一个标准节组成的格构架，以及顶部转换结构，所述顶部转换结构与所述格构架的顶端固定连接；

所述格构架中相邻的两个所述标准节通过法兰螺栓连接，每个所述标准节由并列设置的两个框架单元，以及连接在两个所述框架单元之间的联系组件组成。

2.如权利要求1所述的重型格构式支撑系统，其特征在于，所述框架单元是由两根并列设置的立柱及连接在两根立柱之间的横杆组成的矩形框架结构，所述矩形框架结构内连接有至少一根斜杆。

3.如权利要求1所述的重型格构式支撑系统，其特征在于，所述联系组件包括联系组件一和联系组件二，所述联系组件一包括两根平行且并列设置的横向支撑杆，以及位于两者之间的至少一根斜向支撑杆，所述横向支撑杆与所述斜向支撑杆的两端分别连接在两个所述框架单元的立柱上；所述联系组件二包括两根平行且并列设置的水平连接件，以及位于两者之间的X型连接组件，所述水平连接件的两端分别连接在所述联系组件一的横向支撑杆上，所述X型连接组件的一端连接在所述横向支撑杆上，所述X型连接组件的另一端连接在所述水平连接件上。

4.如权利要求1所述的重型格构式支撑系统，其特征在于，所述顶部转换结构包括转换梁以及H型钢柱，所述转换梁下端与所述格构架顶端固定连接，所述转换梁上端与所述H型钢柱固定连接。

5.如权利要求4所述的重型格构式支撑系统，其特征在于，并列设置的两个顶部转换结构之间通过若干横梁固定连接，所述横梁的两端分别连接在所述H型钢柱的竖杆上。

6.如权利要求4所述的重型格构式支撑系统，其特征在于，所述顶部转换结构还包括L型角钢斜撑，所述L型角钢斜撑的两端部与所述转换梁固定连接，所述L型角钢斜撑的顶角部与所述H型钢柱的横杆固定连接。

7.如权利要求4所述的重型格构式支撑系统，其特征在于，所述转换梁与所述格构架，所述转换梁与所述H型钢柱均为焊接连接。

8.如权利要求1至7任一项所述的重型格构式支撑系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，标准节的拼装：采用卧拼方式，用所述联系组件将两个所述框架单元固定连接；

步骤二，格构架的组装：将若干步骤一所述的标准节沿纵向依次首尾拼接，并通过法兰使得相邻的两个所述标准节螺栓连接；

步骤三，在步骤二所述格构架的顶端安装顶部转换结构，并将所述H形钢柱与所述桁架固定连接；

步骤四，所述桁架施工结束，拆除所述重型格构式支撑系统。

9.如权利要求8所述的重型格构式支撑系统的使用方法，其特征在于，所述步骤三包括：

第一步，在所述格构架的顶端固定安装转换梁；

第二步，在所述转换梁的上端固定安装H型钢柱；

第三步，在相邻两个所述H型钢柱之间固定安装横梁。

10.如权利要求8或9所述的重型格构式支撑系统的使用方法，其特征在于，所述标准节的高度为6m、8m或12m。