CN111441596A - 用于空间异型桁架施工的无支撑胎架万向装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于空间异型桁架施工的无支撑胎架万向装置及其施工方法，包括钢板底座、钢板顶盖、弹簧、螺杆、螺母及杆件支托架，钢板底座设有螺杆和球形凸缘，钢板底座上方通过螺杆和螺母安装钢板顶盖，其的底面与球形凸缘对应位置处设有球形凹槽，球形凹槽的深度小于球形凸缘的高度且球形凹槽开口处的宽度大于球形凸缘的直经，使钢板底座与钢板顶盖之间留有空间，钢板底座与钢板顶盖之间的螺杆上套接弹簧，钢板顶盖上固定有支撑异形桁架杆件的杆件支托架。本发明解决了异形桁架空间任意角度、任意方向转动调整的难题，借助桁架结构的摇摆柱构件实现无临时支撑台架的体系，减少临时支撑安装和拆除的施工程序，降低施工成本，提高效率。

Description

用于空间异型桁架施工的无支撑胎架万向装置及其施工方法

技术领域

本发明属于空间异型桁架施工技术领域，尤其涉及一种用于空间异型桁架施工的无支撑胎架万向装置及其施工方法。

背景技术

随着我国智慧型城市的发展以及建筑工业信息化进程的不断加快，钢结构得到了积极的推广应用，促使建筑钢结构快速发展。近年来，随着钢结构技术的突飞猛进和建筑钢结构形式的不断突破，建筑除了满足使用功能外，还需要不断满足人们的审美和个性化需求。因此，许多突破传统的异型建筑出现，空间异型钢结构建筑层出不穷，成为建筑行业新的热点，但其施工技术难度也相应增大。经过近年的钢结构施工技术积累，空间异型钢结构建筑施工技术有所进步，但是可借鉴的经验不多，有些技术领域还存在空白，需在施工方法上不断研究、创新，以适应时代发展需求，使各种复杂的异型的空间结构能被广泛应用于各地建筑中。

空间异形桁架安装时通常采用胎架支撑形式，在施工中需要沿纵向调整任意方向的支撑，这就加大了空间异形桁架建筑的施工难度，增加胎架制作与加工的成本，另外，同一结构的胎架支撑无法适用于不同结构的空间异形桁架的安装，重复使用性低，为了满足工程要求，需要不断地对胎架支撑的结构进行改进，大大增加施工成本。

发明内容

针对上述背景技术中指出的不足，本发明提供了一种用于空间异型桁架施工的无支撑胎架万向装置及其施工方法，既解决了空间异形桁架纵向不同角度的施工难题，又能提高施工精度，降低施工成本，在建筑施工中具有很强的实用性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于空间异型桁架施工的无支撑胎架万向装置，包括钢板底座、钢板顶盖、弹簧、螺杆、螺母及杆件支托架，所述钢板底座的顶面固定有多个螺杆且顶面设有球形凸缘，所述钢板顶盖上开设有与螺杆对应的安装孔，且钢板顶盖的底面设有球形凹槽，所述钢板顶盖通过安装孔安装于钢板底座的螺杆上，且使所述球形凹槽置于球形凸缘上，所述球形凹槽的深度小于球形凸缘的高度且球形凹槽开口处的宽度大于球形凸缘的直经，使钢板底座与钢板顶盖之间留有空间，所述螺杆伸出安装孔后通过螺母固定，所述钢板底座与钢板顶盖之间的螺杆上套接弹簧，所述钢板顶盖上固定有支撑异形桁架杆件的杆件支托架。

优选地，所述球形凸缘设置于钢板底座顶面的中心位置处，所述球形凹槽设置于钢板顶盖底面的中心位置处，所述螺杆和安装孔分别设有四个，四个螺杆分别设置于球形凸缘的四周，四个安装孔分别设置于球形凹槽的四周。

优选地，所述螺杆焊接固定于钢板底座上。

优选地，所述杆件支托架包括支托基底和支托钢板，所述支托基底的顶部呈V字形凹槽，所述V字形凹槽的两侧内壁固定支托钢板。

优选地，所述支托钢板的长度大于V字形凹槽的长度。

优选地，所述支托钢板上设有可拆卸的内支架，所述内支架包括弧形钢板和支撑钢板，所述支撑钢板垂直焊接于弧形钢板的底部，所述支撑钢板的底边呈V字形，与杆件支托架的V字形凹槽底部相匹配。

本发明进一步提供了一种用于空间异型桁架施工的无支撑胎架万向装置的施工方法，该方法包括以下步骤：

(1)在待调整纵向角度的空间异型桁架下方搭设脚手架，调整脚手架的高度，脚手架与空间异型桁架之间留有安装无支撑胎架万向装置的空间，将无支撑胎架万向装置的钢板底座固定在脚手架上，无支撑胎架万向装置的杆件支托架支撑于空间异型桁架杆件上；

(2)根据空间异型桁架需要调整的纵向角度，调节钢板顶盖上的螺母，通过钢板底座与钢板顶盖之间螺杆上弹簧的伸缩来调节钢板顶盖的纵向倾斜角度，从而调整支撑杆件支托架上的空间异型桁架杆件的纵向角度；

(3)调整好空间异型桁架杆件的纵向角度后，固定螺母，进行空间异型桁架的施工，施工完成后将无支撑胎架万向装置从脚手架上拆除。

相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明利用空间弹簧位移可实现异形桁架空间转动的任意角度，通过钢板底座上的球形凸缘与钢板顶盖上的球形凹槽的配合，实现万向转动，既提高施工精度，减少施工成本，又保证钢结构施工的准确性。

(2)本发明通过借助桁架结构的摇摆柱构件实现无临时支撑台架的体系，减少临时支撑安装和拆除的施工程序，提高施工效率。

(3)无支撑胎架万向装置的位置可根据需要适当调节跨度，并可考虑空间变位的协调，使用灵活，可以用于多种结构的多点支撑，满足不同空间位置变化的需要。

附图说明

图1是本发明实施例提供的无支撑胎架万向装置的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的无支撑胎架万向装置部分的结构示意图。

图3是本发明实施例提供的无支撑胎架万向装置的侧视图。

图4是图3中A-A处的剖面图。

图5是本发明实施例提供的钢板顶盖的结构示意图。

图6是本发明实施例提供的杆件支托架的结构示意图。

图7是本发明实施例提供的内支架的结构示意图。

图8是本发明实施例提供的无支撑胎架万向装置的使用状态示意图。

图9是本发明实施例提供的应用无支撑胎架万向装置施工的巴中市体育场的结构分解图。

图10是本发明实施例提供的巴中市体育场入口桁架西立面图。

图中：1-钢板底座，2-钢板顶盖，3-弹簧，4-螺杆，5-螺母，6-杆件支托架，601-支托基底，602-支托钢板，7-异形桁架杆件，8-球形凸缘，9-球形凹槽，10-安装孔，11-内支架，111-弧形钢板，112-支撑钢板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1-图6，一种用于空间异型桁架施工的无支撑胎架万向装置，包括钢板底座1、钢板顶盖2、弹簧3、螺杆4、螺母5及杆件支托架6，钢板底座1的顶面固定有四个螺杆4，固定方式可采用焊接，钢板底座1的顶面中心位置处设有球形凸缘8，四个螺杆4设置于球形凸缘8的四周。钢板顶盖2上开设有与四个螺杆4位置对应的安装孔10，钢板顶盖2的底面中心位置处设有球形凹槽9，钢板顶盖2通过安装孔10安装于钢板底座1的螺杆4上，螺杆4伸出安装孔10后通过螺母固定，使球形凹槽9置于球形凸缘8上。其中，球形凹槽9的深度应小于球形凸缘8的高度，并且球形凹槽9开口处的宽度大于球形凸缘8的直经，使钢板底座1与钢板顶盖2之间留有空间。在钢板底座1与钢板顶盖2之间的螺杆4上套接弹簧3，弹簧3能随着钢板底座1与钢板顶盖2之间距离的变化而伸缩。钢板顶盖2上固定有支撑异形桁架杆件7的杆件支托架6，杆件支托架6也可通过焊接的方式固定，杆件支托架6的具体结构采用图6所示结构，包括支托基底601和支托钢板602，支托基底601固定在钢板顶盖2上，由于异形桁架通常是矩形截面呈空间扭转形式的钢架，为增加杆件支托架6与异形桁架杆件7的接触面积，提高支撑稳定性，将支托基底601的顶部制作为V字形凹槽，V字形凹槽的两侧内壁固定支托钢板602，可将支托钢板602焊接在V字形凹槽上，为提高支托钢板602的支撑效果，采用支托钢板602的长度大于V字形凹槽长度的钢板。此外，为了使本发明能够更好地适用于一些特殊情况中使用的圆形截面的异形桁架，可在支托钢板602上增设内支架11，其结构参照图7，包括弧形钢板111和支撑钢板112，支撑钢板112垂直焊接于弧形钢板111的底部，支撑钢板112的底边也呈V字形，与杆件支托架6的V字形凹槽底部相匹配，且弧形钢板111的两侧与V字形凹槽侧壁的支托钢板602接触，使弧形钢板111上可有效支撑截面为圆形的异形桁架杆件。使用时，将内支架11置于杆件支托架6上，弧形钢板111底部与V字形凹槽处紧密接触，使用后将内支架11取下即可。

本发明提供的无支撑胎架万向装置的施工方法如下：

(1)在待调整纵向角度的空间异型桁架下方搭设脚手架，调整脚手架的高度，脚手架与空间异型桁架之间留有安装无支撑胎架万向装置的空间，将无支撑胎架万向装置的钢板底座1固定在脚手架上，无支撑胎架万向装置的杆件支托架6支撑于空间异型桁架杆件上，参照图8。

(2)根据空间异型桁架需要调整的纵向角度，调节钢板顶盖2上的螺母5，通过钢板底座1与钢板顶盖2之间螺杆4上弹簧3的伸缩来调节钢板顶盖2的纵向倾斜角度，从而调整支撑杆件支托架6上的空间异型桁架杆件的纵向角度。

(3)调整好空间异型桁架杆件的纵向角度后，固定螺母5，进行空间异型桁架的施工，施工完成后将无支撑胎架万向装置从脚手架上拆除，再进行下一处异型桁架杆件的安装。

本发明实现了异形桁架空间任意角度、任意方向的转动调整，利用桁架结构的摇摆柱构件实现无临时支撑台架的体系，减少临时支撑安装和拆除的施工程序，降低施工成本，节约时间；操作简单，安拆方便，很容易掌握其加载方法。

应用实例：

位于四川省巴中市经济开发区兴文镇的巴中市体育中心建设项目中应用了本发明的无支撑胎架万向装置。

该体育场看台为混凝土框架结构，东西看台为双层看台，南北看台为单层看台；体育场屋盖为类椭圆形的环形空间结构，呈马鞍形曲面造型(参照图9)。

体育场东、西入口采用钢结构桁架形式，跨度为173m，桁架截面为760mm×550mm×20mm箱型。桁架高为24.700m，桁架水平方向宽度3.800m，斜侧方向宽度为6.200m，桁架支撑柱间距为10.651m，如图10所示。该项目建设中，省去了临时支架的制作与安装、施工后拆除等费用，预计减少施工成本可达15-25％，同时也减少了施工周期，综合经济效益显著。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.用于空间异型桁架施工的无支撑胎架万向装置，其特征在于，包括钢板底座、钢板顶盖、弹簧、螺杆、螺母及杆件支托架，所述钢板底座的顶面固定有多个螺杆且顶面设有球形凸缘，所述钢板顶盖上开设有与螺杆对应的安装孔，且钢板顶盖的底面设有球形凹槽，所述钢板顶盖通过安装孔安装于钢板底座的螺杆上，且使所述球形凹槽置于球形凸缘上，所述球形凹槽的深度小于球形凸缘的高度且球形凹槽开口处的宽度大于球形凸缘的直经，使钢板底座与钢板顶盖之间留有空间，所述螺杆伸出安装孔后通过螺母固定，所述钢板底座与钢板顶盖之间的螺杆上套接弹簧，所述钢板顶盖上固定有支撑异形桁架杆件的杆件支托架。

2.如权利要求1所述的用于空间异型桁架施工的无支撑胎架万向装置，其特征在于，所述球形凸缘设置于钢板底座顶面的中心位置处，所述球形凹槽设置于钢板顶盖底面的中心位置处，所述螺杆和安装孔分别设有四个，四个螺杆分别设置于球形凸缘的四周，四个安装孔分别设置于球形凹槽的四周。

3.如权利要求2所述的用于空间异型桁架施工的无支撑胎架万向装置，其特征在于，所述螺杆焊接固定于钢板底座上。

4.如权利要求1所述的用于空间异型桁架施工的无支撑胎架万向装置，其特征在于，所述杆件支托架包括支托基底和支托钢板，所述支托基底的顶部呈V字形凹槽，所述V字形凹槽的两侧内壁固定支托钢板。

5.如权利要求4所述的用于空间异型桁架施工的无支撑胎架万向装置，其特征在于，所述支托钢板的长度大于V字形凹槽的长度。

6.如权利要求4所述的用于空间异型桁架施工的无支撑胎架万向装置，其特征在于，所述支托钢板上设有可拆卸的内支架，所述内支架包括弧形钢板和支撑钢板，所述支撑钢板垂直焊接于弧形钢板的底部，所述支撑钢板的底边呈V字形，与杆件支托架的V字形凹槽底部相匹配。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的用于空间异型桁架施工的无支撑胎架万向装置的施工方法，包括以下步骤：

(1)在待调整纵向角度的空间异型桁架下方搭设脚手架，调整脚手架的高度，脚手架与空间异型桁架之间留有安装无支撑胎架万向装置的空间，将无支撑胎架万向装置的钢板底座固定在脚手架上，无支撑胎架万向装置的杆件支托架支撑于空间异型桁架杆件上；

(2)根据空间异型桁架需要调整的纵向角度，调节钢板顶盖上的螺母，通过钢板底座与钢板顶盖之间螺杆上弹簧的伸缩来调节钢板顶盖的纵向倾斜角度，从而调整支撑杆件支托架上的空间异型桁架杆件的纵向角度；

(3)调整好空间异型桁架杆件的纵向角度后，固定螺母，进行空间异型桁架的施工，施工完成后将无支撑胎架万向装置从脚手架上拆除。

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