CN108560928A - 一种可调式钢结构拼装夹具及其用于钢结构拼装的施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种可调节的钢结构拼装夹具：包括M组拼装夹具单元，每组拼装夹具单元是由分离结构的组件构成，包括上下连接板、上端连接板、下端连接板、顶升装置和连接螺栓；拼装夹具单元装配状态下，上端连接板垂直焊接于上端构件上；下端连接板垂直焊接于下端构件上，顶升装置置于下端连接板的卡位Ⅱ，上下连接板置于上端连接板与下端连接板之间，通过其上的螺栓固定连接孔Ⅰ及螺栓分别与上端连接板和下端连接板紧固连接，通过顶升装置顶升上、下端构件能实现上、下端构件之间位置的调节；通过M组拼装夹具单元共同作用，能实现构件的拼装和构件的调节；2≤M≤50。该可调节式钢结构拼装夹具体系操作稳定性好，安全可靠，拆卸方便，工效高，调节准确。
Description
技术领域
本发明涉及建筑建设施工技术领域的辅助施工设备，特别是应用于多高层钢构件拼装，分段对接的一种可调节式钢结构拼装夹具及其施工方法。
背景技术
随着建筑的不断发展，新技术、新工艺、新建筑不断出现，满足了对新型建筑的需求，随着新型建筑的高度不断高升、构件物体的体积越来越大、异型建筑的不断出现新构件，那么对构件进行预先分段再现场拼装的工艺要求就显得尤为重要。
随着我国经济技术的不断发展，高层、超高层建筑不断涌现，而这些高层建筑内部往往采用钢结构劲性柱核心筒，那么钢构件劲性柱的如何实现构件安装的高精度、高效率拼装就成了十分重要的技术；同时随装配式建筑的不断推广，那么多高层装配式钢结构建筑也在不断涌现，那么钢构件的高效高质量的拼装也成了建筑界越来越重视的技术。
目前传统的钢构件拼装夹具因为可调性差，施工不方便、效率低很难满足新技术的要求。主要存在以下突出问题：
1、传统拼装夹具设计简单，无法实现钢构件的垂直度的调节；并因为拼装夹具的不可调节导致了构建的安装精度和质量无法满足施工要求；
2、传统拼装夹具、设计功能单一，无法实现多功能与一体要求，不便操作；从而导致了构件拼装工作量增大，效率低，成本高，工期长；
3、操作不便，又大都属于高空作业，增大了高空作业的难度和危险系数。
发明内容
本发明的目的是提供一种可调节式钢结构拼装夹具，该可调节式钢结构拼装夹具体系具有操作稳定性好，安全可靠，操作方便、可精确控制等优点；夹具体系拆卸方便，工效高，调节准确，以解决已有技术存在的上述问题，本发明同时提供了该可调节式钢结构拼装夹具用于钢结构拼装的施工方法。
解决上述问题的技术方案是：一种可调节的钢结构拼装夹具：其特征在于：该可调节的钢结构拼装夹具包括M组拼装夹具单元，每组拼装夹具单元是由分离结构的组件构成，包括上下连接板、上端连接板、下端连接板、顶升装置和连接螺栓；
所述上下连接板上开设有螺栓固定连接孔Ⅰ；
所述上端连接板上开设有螺栓固定连接孔Ⅱ、支撑顶升千斤顶或其他装置顶升用的卡位Ⅰ；
所述下端连接板上开设有螺栓固定连接孔Ⅲ、支撑顶升千斤顶或其他顶升装置顶升用的卡位Ⅱ以及供下端构件起重吊装用的吊装孔；
拼装夹具单元装配状态下，上端连接板垂直焊接于上端构件上；下端连接板垂直焊接于下端构件上，顶升装置置于下端连接板的卡位Ⅱ，上下连接板置于上端连接板与下端连接板之间，通过其上的螺栓固定连接孔Ⅰ及螺栓分别与上端连接板和下端连接板紧固连接，通过顶升装置顶升上、下端构件能实现上、下端构件之间位置的调节；
通过M组拼装夹具单元共同作用，能实现构件的拼装和构件的调节；上述M的取值范围是：M为大于等于2小于等于50之间的任意整数。
所述的一种可调节的钢结构拼装夹具的进一步技术方案是：所述上下连接板是单块平板式或是与上端连接板和下端连接板平行双面设置的双夹板式。
所述上端连接板上的螺栓固定连接孔Ⅱ为长椭圆形。
所述下端连接板上的螺栓固定连接孔Ⅲ为圆形。
相关的另一技术方案是：一种钢结构拼装的施工方法，它是运用本发明上述的一种可调节的钢结构拼装夹具来实施钢结构拼装的施工方法，包括以下步骤：
A、施工前准备：选择拼装单元的规格和拼装单元的数量；
根据工程实际应用的钢构件的长度和钢构重量进行分析，结合吊装方案必须分段加工、现场拼装的，以实际施工荷载大小选择拼装单元的规格和拼装单元的数量；根据实际重量等根据受力计算得到在实际作用中的规格和板厚等数据；
B、拼装一组夹具单元：
B1、吊装下端构件：
B11、首先将下端连接板焊接固定在下端构件上，
B12、吊装下端构件：利用下端连接板上的吊装孔进行下端构件吊装，
B13、下端构件的矫正和复核：下端构件吊装到位后，立即进行下端构件的矫正和复核固定工作；
B2、吊装上端构件：
B21、预先将上端连接板焊接固定在上端构件上，
B22、吊装上端构件：待下端构件吊装到位并矫正和复核固定后进行上端构件的吊装；
B3、紧固施工：
B31、上端构件吊装到位后，利用上下连接板进行双夹板夹紧并且利用高强螺栓立即进行紧固施工，
B4、构件的垂直度和标高的矫正复核作用：
B41、使用顶升千斤顶进行构件的垂直度和标高的矫正复核，
B42、使用经纬仪或全站仪进行配合测量，进行精确的测量矫正工作；
C、拼装M组夹具单元：
重复步骤B，依次拼装下一组夹具单元，直至完成M组夹具单元拼装；
D、拆卸夹具单元：
在拼装完M组夹具单元、完成一个钢构件劲性柱的安装后，将分别连接上下连接板与上端连接板、下端连接板的连接螺栓松开，取下顶升千斤顶和上下连接板，再利用切割机将上端连接板从上端构件切割下、下端连接板从下端构件取下。
由于采用上述技术方案，本发明之一种可调节式钢结构拼装夹具及其用于钢结构拼装的施工方法与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.本发明之一种可调式钢结构拼装夹具设有可供高度方向调节的部位—顶升装置，通过顶升装置的实现顶升达到构件安装过程中的固定精确定位调节和钢构件的垂直度调节的作用；增加了拼装夹具的可调节性和灵活性、轻松实现调节的需要，从而保证了安装精度以及构件的安装质量。
2.本发明之一种可调式钢结构拼装夹具的下端连接板上开设有供下端构件起重吊装用的吊装孔，从功能上设计融合了钢构件吊装吊耳，减少了吊耳的焊接工作量，从而满足了一个部件多功能使用的要求。
3.本发明之可调式钢结构拼装夹具的组拼装夹具单元各组件之间通过连接螺栓连接、拆卸方便，工效高；每组拼装夹具单元通过主要构件实现工具式拼装，施工方便、组装速度快，拼装质量好，通过其可拆卸、可重复使用的功能实现了部件的多次利用，到达了充分利用已有资源，减少了资源浪费，从而减少材料的消耗和浪费，减低了施工成本。
4.本发明之一种可调式钢结构拼装夹具设计灵活操作简单，从而提高施工的工作效率，降低了人工用量，加快了施工进度，保证了施工质量。
5. 采用本发明之一种可调式钢结构拼装夹具，可根据构筑物的拼装要求和质量等随时改变夹具数量和板厚和螺栓规格等，以满足与不同构件的拼装要求
综上所述，采用本发明之一种可调式钢结构拼装夹具，可减少人、机、物、料的投入，缩短工期，提高经济效益，提高施工质量精度，满足与不同构件的拼装要求，具有较高的社会、经济效益。
下面结合附图和实施例对本发明之一种可调式钢结构拼装夹具及其用于钢结构拼装的施工方法的技术特征作进一步说明。
附图说明
图1～图3为本发明之一种可调式钢结构拼装夹具的一组拼装夹具单元各组件结构示意图：
图1为上下连接板的结构示意图；
图2为上端连接板的结构示意图；
图3为下端连接板的结构示意图；
图4为上端连接板焊接于上部构件的效果图；
图5为图4的A-A向视图；
图6为下端连接板焊接于下部构件的效果图；
图7为图6的B-B剖视图；
图8-图11是可调式钢结构拼装夹具的一组拼装夹具单元安装后的整体结构示意图:
图8：主视图，图9：图8的C-C向视图，
图10：图8的D-D向视图，
图11：图8的E-E向视图；
图12是拼装夹具单元的一种顶升装置——顶升千斤顶结构示意图；
图13是拼装夹具单元的连接螺栓结构示意图；
图14是1组可调式钢结构拼装夹具的使用状态示意图（立体图）。
图中：
1-上下连接板，11-螺栓固定连接孔Ⅰ；
2-上端连接板，21-螺栓固定连接孔Ⅱ，22-卡位Ⅰ；
3-下端连接板，31-螺栓固定连接孔Ⅲ，32-卡位Ⅱ，33-吊装孔
4-上端构件，5-下端构件，6-顶升装置/顶升千斤顶，7-连接螺栓。
具体实施方式
实施例一：
一种可调节的钢结构拼装夹具：该可调节的钢结构拼装夹具包括M组拼装夹具单元，每组拼装夹具单元是由分离结构的组件构成，包括上下连接板1、上端连接板2、下端连接板3、顶升装置6和连接螺栓7；
如图1所示，所述上下连接板1上开设有螺栓固定连接孔Ⅰ11；
如图2所示，所述上端连接板2上也开设有螺栓固定连接孔Ⅱ21以及供千斤顶或其他顶升装置顶升用的卡位Ⅰ22；
如图3所示，所述下端连接板3上开设有螺栓固定连接孔Ⅲ31、供千斤顶或其他顶升装置顶升用的卡位Ⅱ32以及供下端构件起重吊装用的吊装孔33；
拼装夹具单元装配状态下，上端连接板2垂直焊接于上端构件4上；下端连接板3垂直焊接于下端构件5上，顶升千斤顶6置于下端连接板3的卡位Ⅱ32，上下连接板1置于上端连接板2与下端连接板3之间，通过其上的螺栓固定连接孔Ⅰ11及连接螺栓7分别与上端连接板2和下端连接板3紧固连接，通过顶升千斤顶6顶升上、下端构件能实现上、下端构件之间位置的调节；
通过M组拼装夹具单元共同作用，能实现构件的拼装和构件垂直度和高度的调节；上述M的取值范围是：M为大于等于2小于等于50之间的任意整数；图中，仅画出1组。
本实施例中，所述上下连接板1是与上端连接板2和下端连接板3平行双面设置的双夹板式（参见图14），起到共同摩擦受荷作用。
作为本发明实施例的一种变换，所述上下连接板1也可以是单块平板式。
作为本发明实施例的一种变换，所述顶升千斤顶6也可以改用其他结构形式的顶升装置6。
所述的上端构件4、下端构件5是指钢构件劲性柱段，一般为方形或圆形。
为方便调节，所述上端连接板2上的螺栓固定连接孔Ⅱ21为长椭圆形。
所述下端连接板3上开设有螺栓固定的连接孔Ⅲ31为圆形。
实施例二：
一种钢结构拼装的施工方法：
它是采用实施例一所述可调式钢结构拼装夹具用于钢结构拼装的施工方法，包括以下步骤：
A、施工前准备：
A1、选择拼装单元的规格和拼装单元的数量；
根据工程实际应用的钢构件的长度和钢构重量进行重量计算，结合吊装方案选定必须分段加工、现场拼装的，以实际施工荷载大小选择拼装单元的规格和拼装单元的数量；
A2、制作合符施工要求的夹具单元组件：
A21、设计上下连接板1、上端连接板2、下端连接板3的规格和板厚：
根据步骤A1得出的实际重量等根据受力计算得到在实际运用中上下连接板1、上端连接板2、下端连接板3的规格和板厚等数据；
A22、制作上下连接板1、上端连接板2、下端连接板3,
A23、准备合符要求的顶升装置6和连接螺栓7，一般顶升装置6采用顶升千斤顶；
B、拼装一组夹具单元：
B1、吊装下端构件：
B11、首先将下端连接板3焊接固定在下端构件5上,
B12、吊装下端构件：利用下端连接板3上的吊装孔33进行下端构件吊装,
B13、下端构件的矫正和复核：下端构件吊装到位后，立即进行下端构件的矫正和复核固定工作；
B2、吊装上端构件：
B21、预先将上端连接板2焊接固定在上端构件4上,
B22、吊装上端构件：待下端构件吊装到位并矫正和复核固定后进行上端构件的吊装；
B3、紧固施工：
上端构件吊装到位后，利用上下连接板1进行双夹板夹紧并且利用高强螺栓立即进行紧固施工；
B4、构件的垂直度和标高的矫正复核作用：
B41、使用顶升千斤顶进行构件的垂直度和标高的矫正复核,
B42、使用经纬仪或全站仪进行配合测量，进行精确的测量矫正工作；
C、拼装M组夹具单元：
重复步骤B，依次拼装下一组夹具单元，直至完成M组夹具单元拼装；
D、拆卸夹具单元：
在拼装完M组夹具单元、完成一个钢构件劲性柱的安装后，将分别连接上下连接板1与上端连接板2、下端连接板3的连接螺栓7松开，取下顶升千斤顶6和上下连接板1，再利用切割机将上端连接板2从上端构件4切割下、下端连接板3从下端构件5取下。
取下的夹具单元各组件，包括上下连接板1、上端连接板2、下端连接板3、顶升装置6和连接螺栓7都可以再重复使用，其中上端连接板2、下端连接板3因为有焊接及切割损耗，为有限次的重复使用。
Claims (5)
1.一种可调节的钢结构拼装夹具：其特征在于：该可调节的钢结构拼装夹具包括M组拼装夹具单元，每组拼装夹具单元是由分离结构的组件构成，包括上下连接板（1）、上端连接板（2）、下端连接板（3）、顶升装置（6）和连接螺栓（7）；
所述上下连接板（1）上开设有螺栓固定连接孔Ⅰ（11）；
所述上端连接板（2）上开设有螺栓固定连接孔Ⅱ（21）、支撑顶升千斤顶或其他装置顶升用的卡位Ⅰ（22）；
所述下端连接板（3）上开设有螺栓固定连接孔Ⅲ（31）、支撑顶升千斤顶或其他顶升装置顶升用的卡位Ⅱ（32）以及供下端构件起重吊装用的吊装孔（33）；
拼装夹具单元装配状态下，上端连接板（2）垂直焊接于上端构件上；下端连接板（3）垂直焊接于下端构件上，顶升装置（6）置于下端连接板（3）的卡位Ⅱ（32），上下连接板（1）置于上端连接板（2）与下端连接板（3）之间，通过其上的螺栓固定连接孔Ⅰ（11）及螺栓分别与上端连接板（2）和下端连接板（3）紧固连接，通过顶升装置顶升上、下端构件能实现上、下端构件之间位置的调节；
通过M组拼装夹具单元共同作用，能实现构件的拼装和构件的调节；上述M的取值范围是：M为大于等于2小于等于50之间的任意整数。
2.根据权利要求1所述的一种可调节的钢结构拼装夹具，其特征在于：所述上下连接板（1）是单块平板式或是与上端连接板（2）和下端连接板（3）平行双面设置的双夹板式。
3.根据权利要求1所述的一种可调节的钢结构拼装夹具，其特征在于：所述上端连接板（2）上的螺栓固定连接孔Ⅱ（21）为长椭圆形。
4.根据权利要求1所述的一种可调节的钢结构拼装夹具，其特征在于：所述下端连接板（3）上的螺栓固定连接孔Ⅲ（31）为圆形。
5.一种钢结构拼装的施工方法，其特征在于：它是运用权利要求1所述的一种可调节的钢结构拼装夹具来实施钢结构拼装的施工方法，包括以下步骤：
A、施工前准备：选择拼装单元的规格和拼装单元的数量；
根据工程实际应用的钢构件的长度和钢构重量进行分析，结合吊装方案必须分段加工、现场拼装的，以实际施工荷载大小选择拼装单元的规格和拼装单元的数量；根据实际重量等根据受力计算得到在实际作用中的规格和板厚数据；
B、拼装一组夹具单元：
B1、吊装下端构件：
B11、首先将下端连接板（3）焊接固定在下端构件（5）上；
B12、吊装下端构件：利用下端连接板（3）上的吊装孔（33）进行下端构件吊装；
B13、下端构件的矫正和复核：下端构件吊装到位后，立即进行下端构件的矫正和复核固定工作；
B2、吊装上端构件：
B21、预先将上端连接板（2）焊接固定在上端构件（4）上；
B22、吊装上端构件：待下端构件吊装到位并矫正和复核固定后进行上端构件的吊装；
B3、紧固施工：
B31、上端构件吊装到位后，利用上下连接板（1）进行双夹板夹紧并且利用高强螺栓立即进行紧固施工；
B4、构件的垂直度和标高的矫正复核作用：
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B42、使用经纬仪或全站仪进行配合测量，进行精确的测量矫正工作；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180921 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |