CN105971307A - 框架式钢结构的组合式斜立柱的临时支撑装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种框架式钢结构的组合式斜立柱的临时支撑装置和施工方法，该装置包括与斜立柱单体(2)固定的轨道(1)，轨道(1)设小车(3)；斜立柱单体(2)铰接有斜支撑杆(4)；小车(3)设有电动机(6)，电动机(6)连接蜗杆(17)，车架上设与蜗杆(17)配合的涡轮(18)，涡轮(18)固定支承套筒(19)；车架侧部滑配合有用于与轨道(1)螺接的连接板(8)；该方法的关键在于，推移小车(3)靠拢斜立柱单体(2)，使得斜支撑杆(4)下部的受力卡环(5)与小车(3)的支承套筒(19)的开口抵靠，再将小车(3)与轨道(1)螺接。该装置和方法安装和拆卸均操作方便、能有效降低劳动强度。

Description

框架式钢结构的组合式斜立柱的临时支撑装置及施工方法

技术领域

本发明涉及建筑物框架式钢结构施工技术领域，具体讲是一种建筑物的框架式钢结构的组合式斜立柱的临时支撑装置和利用该临时支撑装置来施工框架式钢结构的组合式斜立柱的方法。

背景技术

随着我国钢结构建筑行业的飞速发展，各种复杂的异型空间结构被广泛应用于各种建筑中，为建筑物实现了各种特殊立面形状的视觉效果。然而，上述异型空间结构虽然形态各异，但一般都是基于常规的立柱横梁式框架结构再结合斜立柱来实现的，常规的立柱横梁式框架结构按照常规方式去施工即可，而本申请着重讨论斜立柱尤其是大型建筑物钢结构中的组合式斜立柱的施工问题。

在大型建筑物中，常规的单根斜立柱经常无法满足需要，所以将多根斜立柱单体从下往上连接构成组合式斜立柱。其具体的施工方法为：

先用吊机将第一层的斜立柱单体的上端吊起来，再将斜立柱单体的底端与地面固定，如在地面设有与地基固定的钢连接板，将斜立柱单体底端与钢连接板焊接或螺接固定，此时，斜立柱单体的上端是被多根吊绳吊住的，但吊绳毕竟是柔性连接不稳定，所以需要采用刚性的临时支撑装置进行临时的支撑固定；现有技术是采用从地面往上搭设灯笼式钢桁架的形式来实现临时支撑的，灯笼式钢桁架由多个桁架单体由下往上叠成，灯笼式钢桁架叠到与斜立柱单体顶部平齐的高度后，将斜立柱顶部与灯笼式钢桁架顶部固定以实现临时支撑，接着将斜立柱单体顶部与钢结构中已经施工好的横梁或楼板固定；再撤掉作为临时支撑的灯笼式钢桁架，这样，第一层的斜立柱单体固定完成。然后将第二层斜立柱单体悬吊到第一层斜立柱单体顶部，工人站在钢结构中已经施工好的横梁或楼板将上下两斜立柱单体固定，而第二层的斜立柱单体被吊绳悬吊，接着从地面往上搭设灯笼式钢桁架提供临时支撑，再将第二层的斜立柱单体顶部与钢结构中已经施工好的横梁或楼板固定；再撤掉作为临时支撑的灯笼式钢桁架，第二层斜立柱单体固定完成。依次往复，直到最上方一根斜立柱单体固定完成，则全部斜立柱单体共同构成了完整的组合式斜立柱。

现有技术的组合式斜立柱的临时支撑装置和施工方法存在以下缺陷：首先，灯笼式钢桁架的拼装和拆卸过程太麻烦，需要从地面往上一个单元一个单元的搭设，而且每两个相邻单元之间都需要螺接拼装固定，拆的时候也需要逐个拆除，劳动强度大，施工速度慢，效率低下；而且，灯笼式钢桁架需要大量的钢管扣件，材料耗费大，成本高；而且，每两根斜立柱单体的对接处就需要搭设一个灯笼式钢桁架，那么施工一个组合式斜立柱，需要搭设多个灯笼式钢桁架，劳动强度巨大、施工效率低下，而且要消耗海量的钢管和扣件；当然，也有人考虑到将上一根斜立柱单体施工后的桁架整体式挪动到下一根斜立柱单体的对接处，但整体式桁架的高度与下一根斜立柱单体不匹配，还是需要在顶部增加桁架单元来增加高度，这就属于高空作业，操作起来还是很麻烦，而且整体式的桁架太笨重，搬运移动很费力，非常不方便。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是，提供一种安装和拆卸均快速方便、且便于移动、能大幅度降低劳动强度、明显加快施工速度、提高效率、降低耗材量、节约成本的框架式钢结构的组合式斜立柱的临时支撑装置。

本发明的一个技术解决方案是，提供一种框架式钢结构的组合式斜立柱的临时支撑装置，它包括两条相互平行的搁置在地面上的轨道，两条轨道的一端均与第一层的斜立柱单体的底端固定，两条轨道上滑动配合有一辆小车；每根斜立柱单体的顶端铰接有一根斜支撑杆，每根斜支撑杆的侧壁下部设有一圈径向外凸的受力卡环；小车的车架上设有一个电动机，电动机输出轴连接一根蜗杆，车架上可转动安装有一个与蜗杆配合的涡轮，涡轮上固定一个用于支承斜支撑杆的受力卡环的支承套筒；车架侧部设有滑槽，滑槽上滑配合有一块连接板，连接板下部设有通孔，轨道上设有多个螺纹孔，车架上设有顶出气缸，顶出气缸的活塞杆上固定有用于插入滑槽与连接板之间缝隙的楔形插条。

本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种安装和拆卸均快速方便、且便于移动、能大幅度降低劳动强度、明显加快施工速度、提高效率、降低耗材量、节约成本的利用临时支撑装置来施工框架式钢结构的组合式斜立柱的方法。

本发明的另一个技术解决方案是，提供一种利用临时支撑装置来施工框架式钢结构的组合式斜立柱的方法，其步骤包括。

a、在每一层的斜立柱单体的顶端铰接一根斜支撑杆，层数越高铰接的斜支撑杆越长；将第一层的斜立柱单体的上端悬吊下端固定，然后在地面铺设两条轨道，且将两轨道的同一端与第一层的斜立柱单体下端固定；

b、将小车滚轮搁置在两轨道上，然后向上牵引第一层的斜立柱单体的斜支撑杆的底端，使得该斜支撑杆底部高于小车的支承套筒的开口；

c、向前推移小车，使得该斜支撑杆底部插入小车的支承套筒的开口，然后继续缓慢前推小车，并启动小车的电动机，经蜗杆带动涡轮，进而带动支承套筒摆动，同时也不断调整斜支撑杆的角度，使得支承套筒的轴线与斜支撑杆的轴线重合且斜支撑杆下部的受力卡环与小车的支承套筒的开口抵靠；

d、沿着滑槽推移连接板，使得连接板的通孔与轨道的螺纹孔正对，驱动顶出气缸，使得楔形插条插紧在滑槽与连接板之间的缝隙里，再将连接板与轨道螺接固定；此时，就完成了对第一层斜立柱单体的临时支撑；再拆掉第一层斜立柱单体顶部的吊绳；

e、将第一层斜立柱单体上端与钢结构中已经施工完毕的横梁或楼板固定；再拆掉小车连接板与轨道之间的螺钉，并拆掉第一层的斜支撑杆，将小车沿着轨道后退到第二层斜立柱单体的斜支撑杆的后端；

f、将后一层的斜立柱单体的上端悬吊，后一层的斜立柱单体的下端与前一层已经施工好的斜立柱单体的上端固定，然后向上牵引后一层的斜立柱单体的斜支撑杆的底端，使得该斜支撑杆底部高于小车的支承套筒的开口；

g、向前推移小车，使得该层斜支撑杆底部插入支承套筒的开口，然后继续缓慢前推小车，并同时调整支承套筒和斜支撑杆的角度，使两者轴线重合且斜支撑杆下部的受力卡环与支承套筒的开口抵靠；

h、再将小车的连接板通孔与轨道的螺纹孔正对，并驱动顶出气缸，使得连接板与滑槽锁死，再将连接板与轨道螺接固定，以完成后一层斜立柱单体的临时支撑；再拆掉后一层斜立柱单体顶部的吊绳；

i、将后一层斜立柱单体上端与钢结构中已经施工完毕的横梁或楼板固定；再拆掉小车连接板与轨道之间的螺钉，并拆掉该层的斜支撑杆，将小车沿着轨道后退到再后一层斜立柱单体的斜支撑杆的后端；

j、重复步骤f～i，直至最后一层斜立柱单体顶部与钢结构中已经施工完毕的横梁或楼板固定。

本发明框架式钢结构的组合式斜立柱的临时支撑装置和利用该临时支撑装置来施工框架式钢结构的组合式斜立柱的方法与现有技术相比，具有以下优点和效果。

首先，该支撑机构的斜立柱单体、斜支撑杆和轨道形成了最稳定的三角支撑结构，其支撑效果最稳固，支撑强度可靠，能有效保障安全性；上述设计还存在一个结构上的亮点，电动机经蜗轮蜗杆传动，这样，不仅实现了支承套筒摆角的精确调节，更重要的是，蜗轮蜗杆副具备自锁功能，能承载较大的压力，故当支承套筒和斜支撑杆的轴线重合且斜支撑杆下部的受力卡环与支承套筒的开口抵靠时，支承套筒能牢固支承住斜支撑杆，不会受压错动；而且，更重要的是，该结构装配过程非常简单，只需要将轨道与斜立柱固定，再小车推移到位并调节支承套筒和斜支撑杆的角度使两者轴线重合且斜支撑杆下部的受力卡环与支承套筒的开口抵靠，最后将小车与轨道螺接就能完成装配，相比现有技术从下往上将桁架单元逐个叠加固定成灯笼式桁架，本技术方案的操作方便，劳动强度明显降低、速度显著加快、施工效率高、而且耗材量小、成本明显降低；同样，只需要拆掉小车与轨道之间的螺接再后退小车就能完成拆卸，故拆卸过程也方便省力、快速高效；而且，拆卸后能轻便快捷的滑移到下一个工位对下一层的斜立柱单体继续提供临时支撑，即该临时支撑结构的移动和再装配均非常快捷方便，相比现有技术需要对每两个斜立柱单体连接处搭设一个桁架，或者每次将桁架整体式移动到下一个工位再增加桁架单元来增大高度，本申请的技术方案无论在操作便捷性、移动灵活性、劳动强度、施工速度、耗材成本等各个方面均优势明显。

作为优选，连接板由竖主板、横滑板和竖限位板构成，通孔位于竖主板上，竖主板的上端与横滑板外端固定，横滑板内端与竖限位板的上端固定，滑槽的槽底设有一个向下的限位槽，横滑板与滑槽滑动配合，而竖限位板与限位槽滑动配合，车架上设有凸出车架侧部的安装架，顶出气缸的缸体固定在安装架上，顶出气缸的活塞杆为水平向，楔形插条向内插入滑槽顶边与横滑板之间的缝隙；这样的结构，各个部件尤其是顶出气缸的布局合理，便于装配，限位板及限位槽的设计还能防止连接板从滑槽脱离，提高其工作稳定性。

附图说明

图1是本发明框架式钢结构的组合式斜立柱的临时支撑装置的正视结构示意图。

图2是本发明框架式钢结构的组合式斜立柱的临时支撑装置的轨道与斜立柱单体连接节点处的俯视放大结构示意图。

图3是本发明框架式钢结构的组合式斜立柱的临时支撑装置的小车的正视放大结构示意图。

图4是本发明框架式钢结构的组合式斜立柱的临时支撑装置的小车的局部放大侧剖视结构示意图。

图中所示1、轨道，2、斜立柱单体，3、小车，4、斜支撑杆，5、受力卡环，6、电动机，7、滑槽，8、连接板，8.1、竖主板，8.2、横滑板，8.3、竖限位板，9、通孔，10、螺纹孔，11、顶出气缸，12、楔形插条，13、限位槽，14、安装架，15、连杆，16、钢结构中已经施工完毕的横梁或楼板，17、蜗杆，18、蜗轮，19、支承套筒，20、支撑板，21、联动轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3、图4所示，本发明框架式钢结构的组合式斜立柱的临时支撑装置，它包括两条相互平行的搁置在地面上的轨道1，两条轨道1的一端均与第一层的斜立柱单体2的底端固定。具体的说，该临时支撑机构还包括两根与轨道1垂直的连杆15，两根连杆15的两端分别与两根轨道1固定以形成口字型框架，第一层的斜立柱单体2的底端箍紧在框架内。

两条轨道1上滑动配合有一辆小车3；每根斜立柱单体2的顶端铰接有一根斜支撑杆4，具体的说，斜立柱单体2的顶端及斜支撑杆4的顶端均设有耳板，两块耳板相互铰接。每根斜支撑杆4的侧壁下部设有一圈径向外凸的受力卡环5。

小车3的车架上设有一个电动机6，电动机6为伺服电动机，电动机6输出轴经减速器连接一根蜗杆17，车架上可转动安装有一个与蜗杆17配合的涡轮18，涡轮18上固定一个供斜支撑杆4底端插入且用于支承斜支撑杆4的受力卡环5的支承套筒19。具体的说，车架上设有左右两块带轴孔的支撑板20，支承套筒19两侧固定两根联动轴21，两根联动轴21可转动配合在两侧支撑板20的轴孔内，而蜗轮18与一根联动轴21为一体。

车架侧部设有滑槽7，滑槽7上滑配合有一块连接板8，连接板8下部设有通孔9，轨道1上设有多个螺纹孔10。车架上设有顶出气缸11，顶出气缸11的活塞杆上固定有用于插入滑槽7与连接板8之间缝隙的楔形插条12。更具体的说，连接板8由竖主板8.1、横滑板8.2和竖限位板8.3构成，通孔9位于竖主板8.1上，竖主板8.1的上端与横滑板8.2外端固定，横滑板8.2内端与竖限位板8.3的上端固定；滑槽7的槽底设有一个向下的限位槽13，横滑板8.2与滑槽7滑动配合，而竖限位板8.3与限位槽13滑动配合；车架上设有凸出车架侧部的安装架14，顶出气缸11的缸体固定在安装架14上，顶出气缸11的活塞杆为水平向，楔形插条12向内插入滑槽7顶边与横滑板8.2顶面之间的缝隙。

如图1、图2、图3、图4所示，利用本发明临时支撑装置来施工框架式钢结构的组合式斜立柱的方法，它包括以下步骤。

a、在每一层的斜立柱单体2的顶端铰接一根斜支撑杆4，上述两个部件可以是在水平状态下铰接，更便于操作。层数越高铰接的斜支撑杆4越长。用吊机经吊绳将第一层的斜立柱单体2的上端悬吊固定，再按照常规现有技术将第一层的斜立柱单体2的下端与地面固定，然后在地面铺设两条轨道1，且将两轨道1的同一端与第一层的斜立柱单体2下端固定。

b、将小车3滚轮5搁置在两轨道1上，然后用牵引绳向上牵引第一层的斜立柱单体2的斜支撑杆4的底端，使得该斜支撑杆4底部高于小车3的支承套筒19的开口。

c、向前推移小车3，使得该斜支撑杆4底部插入小车3的支承套筒19的开口，然后继续缓慢前推小车3，并启动小车3的电动机6，经蜗杆17带动涡轮18，进而带动支承套筒19摆动，同时也不断用牵引绳调整斜支撑杆4的角度，使得支承套筒19的轴线与斜支撑杆4的轴线重合且斜支撑杆4下部的受力卡环5与小车3的支承套筒19的开口抵靠；再松掉牵引绳。

d、沿着滑槽7推移连接板8，使得连接板8的通孔9与轨道1的螺纹孔10正对，驱动顶出气缸11，使得楔形插条12插紧在滑槽7与连接板8之间的缝隙里，再将连接板8与轨道1螺接固定；此时，就完成了对第一层斜立柱单体2的临时支撑；再拆掉第一层斜立柱单体2顶部的吊绳。

e、将第一层斜立柱单体2上端与钢结构中已经施工完毕的横梁或楼板16固定；再拆掉小车3连接板8与轨道1之间的螺钉，并拆掉第一层的斜支撑杆4，将小车3沿着轨道1后退到第二层斜立柱单体2的斜支撑杆4的后端；此步骤中第二层斜立柱单体2的斜支撑杆4还没安装到位，但可以预先估计其位置。

f、将后一层也就是第二层的斜立柱单体2的上端悬吊，后一层的斜立柱单体2的下端与前一层也就是第一层已经施工好的斜立柱单体2的上端固定，工人是站在钢结构中已经施工完毕的横梁或楼板16上固定上下两根斜立柱单体2的；然后向上牵引后一层也就是第二层的斜立柱单体2的斜支撑杆4的底端，使得该斜支撑杆4底部高于小车3的支承套筒19的开口。

g、向前推移小车3，使得该层斜支撑杆4底部插入支承套筒19的开口，然后继续缓慢前推小车3，并同时调整支承套筒19和斜支撑杆4的角度，使两者轴线重合且斜支撑杆4下部的受力卡环5与支承套筒19的开口抵靠。

h、回收顶出气缸11的楔形插条12使连接板8从滑槽7解锁，再将小车3的连接板8滑移到通孔9与轨道1的螺纹孔10正对，并驱动顶出气缸11，使得连接板8与滑槽7重新锁死，再将连接板8与轨道1螺接固定，以完成后一层也就是第二层斜立柱单体2的临时支撑；再拆掉后一层斜立柱单体2顶部的吊绳。

i、将后一层也就是第二层斜立柱单体2上端与钢结构中已经施工完毕的横梁或楼板16固定；再拆掉小车3连接板8与轨道1之间的螺钉，并拆掉该层的斜支撑杆4，将小车3沿着轨道1后退到再后一层也就是第三层斜立柱单体2的斜支撑杆4的后端；

j、重复步骤f～i，直至最后一层也就是位置最高的一层斜立柱单体2顶部与钢结构中已经施工完毕的横梁或楼板16固定。

Claims (3)

1.一种框架式钢结构的组合式斜立柱的临时支撑装置，其特征在于：它包括两条相互平行的搁置在地面上的轨道(1)，两条轨道(1)的一端均与第一层的斜立柱单体(2)的底端固定，两条轨道(1)上滑动配合有一辆小车(3)；每根斜立柱单体(2)的顶端铰接有一根斜支撑杆(4)，每根斜支撑杆(4)的侧壁下部设有一圈径向外凸的受力卡环(5)；小车(3)的车架上设有一个电动机(6)，电动机(6)输出轴连接一根蜗杆(17)，车架上可转动安装有一个与蜗杆(17)配合的涡轮(18)，涡轮(18)上固定一个用于支承斜支撑杆(4)的受力卡环(5)的支承套筒(19)；车架侧部设有滑槽(7)，滑槽(7)上滑配合有一块连接板(8)，连接板(8)下部设有通孔(9)，轨道(1)上设有多个螺纹孔(10)，车架上设有顶出气缸(11)，顶出气缸(11)的活塞杆上固定有用于插入滑槽(7)与连接板(8)之间缝隙的楔形插条(12)。

2.根据权利要求1所述的框架式钢结构的组合式斜立柱的临时支撑装置，其特征在于：连接板(8)由竖主板(8.1)、横滑板(8.2)和竖限位板(8.3)构成，通孔(9)位于竖主板(8.1)上，竖主板(8.1)的上端与横滑板(8.2)外端固定，横滑板(8.2)内端与竖限位板(8.3)的上端固定，滑槽(7)的槽底设有一个向下的限位槽(13)，横滑板(8.2)与滑槽(7)滑动配合，而竖限位板(8.3)与限位槽(13)滑动配合，车架上设有凸出车架侧部的安装架(14)，顶出气缸(11)的缸体固定在安装架(14)上，顶出气缸(11)的活塞杆为水平向，楔形插条(12)向内插入滑槽(7)顶边与横滑板(8.2)之间的缝隙。

3.一种利用权利要求1所述的临时支撑装置来施工框架式钢结构的组合式斜立柱的方法，其特征在于：其步骤包括：

a、在每一层的斜立柱单体(2)的顶端铰接一根斜支撑杆(4)，层数越高铰接的斜支撑杆(4)越长；将第一层的斜立柱单体(2)的上端悬吊下端固定，然后在地面铺设两条轨道(1)，且将两轨道(1)的同一端与第一层的斜立柱单体(2)下端固定；

b、将小车(3)滚轮(5)搁置在两轨道(1)上，然后向上牵引第一层的斜立柱单体(2)的斜支撑杆(4)的底端，使得该斜支撑杆(4)底部高于小车(3)的支承套筒(19)的开口；

c、向前推移小车(3)，使得该斜支撑杆(4)底部插入小车(3)的支承套筒(19)的开口，然后继续缓慢前推小车(3)，并启动小车(3)的电动机(6)，经蜗杆(17)带动涡轮(18)，进而带动支承套筒(19)摆动，同时也不断调整斜支撑杆(4)的角度，使得支承套筒(19)的轴线与斜支撑杆(4)的轴线重合且斜支撑杆(4)下部的受力卡环(5)与小车(3)的支承套筒(19)的开口抵靠；

d、沿着滑槽(7)推移连接板(8)，使得连接板(8)的通孔(9)与轨道(1)的螺纹孔(10)正对，驱动顶出气缸(11)，使得楔形插条(12)插紧在滑槽(7)与连接板(8)之间的缝隙里，再将连接板(8)与轨道(1)螺接固定；此时，就完成了对第一层斜立柱单体(2)的临时支撑；再拆掉第一层斜立柱单体(2)顶部的吊绳；

e、将第一层斜立柱单体(2)上端与钢结构中已经施工完毕的横梁或楼板(16)固定；再拆掉小车(3)连接板(8)与轨道(1)之间的螺钉，并拆掉第一层的斜支撑杆(4)，将小车(3)沿着轨道(1)后退到第二层斜立柱单体(2)的斜支撑杆(4)的后端；

f、将后一层的斜立柱单体(2)的上端悬吊，后一层的斜立柱单体(2)的下端与前一层已经施工好的斜立柱单体(2)的上端固定，然后向上牵引后一层的斜立柱单体(2)的斜支撑杆(4)的底端，使得该斜支撑杆(4)底部高于小车(3)的支承套筒(19)的开口；

g、向前推移小车(3)，使得该层斜支撑杆(4)底部插入支承套筒(19)的开口，然后继续缓慢前推小车(3)，并同时调整支承套筒(19)和斜支撑杆(4)的角度，使两者轴线重合且斜支撑杆(4)下部的受力卡环(5)与支承套筒(19)的开口抵靠；

h、再将小车(3)的连接板(8)通孔(9)与轨道(1)的螺纹孔(10)正对，并驱动顶出气缸(11)，使得连接板(8)与滑槽(7)锁死，再将连接板(8)与轨道(1)螺接固定，以完成后一层斜立柱单体(2)的临时支撑；再拆掉后一层斜立柱单体(2)顶部的吊绳；

i、将后一层斜立柱单体(2)上端与钢结构中已经施工完毕的横梁或楼板(16)固定；再拆掉小车(3)连接板(8)与轨道(1)之间的螺钉，并拆掉该层的斜支撑杆(4)，将小车(3)沿着轨道(1)后退到再后一层斜立柱单体(2)的斜支撑杆(4)的后端；

j、重复步骤f～i，直至最后一层斜立柱单体(2)顶部与钢结构中已经施工完毕的横梁或楼板(16)固定。