CN111733968A - 拱形网架节点球转动固定装置及拱形网架安装系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拱形网架节点球转动固定装置及拱形网架安装系统，涉及建筑工程技术领域，主要目的是降低拱形网架安装施工的危险系数。本发明的主要技术方案为：拱形网架节点球转动固定装置，该装置包括：底座、固定部和转动部；固定部包括凹槽体、第一立板和第二立板，凹槽体、第一立板和第二立板分别连接于底座，凹槽体的槽口倾斜朝上，第一立板和第二立板分别位于凹槽体的相对侧，第一立板设有第一通孔，第二立板设有第二通孔，第一通孔和第二通孔相对设置；转动部包括依次固定连接的第一杆件、转动球和第二杆件，转动球放置于凹槽体内，第一杆件转动连接于第一通孔，第二杆件转动连接于第二通孔。

Description

拱形网架节点球转动固定装置及拱形网架安装系统

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种拱形网架节点球转动固定装置及拱形网架安装系统。

背景技术

在拱形网架制作安装工程中，由于网架拱度较大，通常最高点离地面有10-20米，该网架用常规方法安装，安装作业过程将在高空进行，人员施工危险性较大，且施工进度慢，所以影响施工工期。

在网架安装的过程中，也有采用整体安装的，先将网架在地面上错位拼装成整体(即拼装位置同安装轴线错开一定距离，避开基础位置)，然后用多台起重设备将其吊装至设计位置。这种方法组焊起步跨网架到跨度中部位置时，也需要在高空进行作业，而且起步跨网架在地面整体拼装完成后重量较大，需要四台大型吊车将其吊装至设计位置，即四台吊车分别站位于起步跨的对角处，先将网架起步跨垂直吊装至高空后，吊车臂再同时回转完成网架空中位移直至到达设计位置，此时四台起重机起吊速度必须保持一致，否则会引起个别起重机超负荷、网架受损的情况发生，危险系数也比较高。特别是拱形网架如果使用上述方法安装危险系数更大，不能使用上述方法安装。

综上所述，需要提供一种用于拱形网架安装的装置，以提高拱形网架安装的安全系数。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种拱形网架节点球转动固定装置及拱形网架安装系统，主要目的是降低拱形网架安装施工的危险系数。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种拱形网架节点球转动固定装置，该装置包括：底座、固定部和转动部；

所述固定部包括凹槽体、第一立板和第二立板，所述凹槽体、所述第一立板和所述第二立板分别连接于所述底座，所述凹槽体的槽口倾斜朝上，所述第一立板和所述第二立板分别位于所述凹槽体的相对侧，所述第一立板设有第一通孔，所述第二立板设有第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔相对设置；

所述转动部包括依次固定连接的第一杆件、转动球和第二杆件，所述转动球放置于所述凹槽体内，所述第一杆件转动连接于所述第一通孔，所述第二杆件转动连接于所述第二通孔。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

可选的，所述凹槽体包括侧十字筋板和底十字筋板，所述侧十字筋板和所述底十字筋板分别连接于所述底座，所述侧十字筋板和所述底十字筋板沿垂直于所述第一杆件和所述第二杆件的平面依次拼接，用于形成吻合于所述转动球球面的凹槽。

可选的，所述第一立板和所述第二立板之间的距离略大于所述转动球的直径。

可选的，所述转动球的球心位于所述第一杆件的中心轴延长线和所述第二杆件的中心轴延长线上。

可选的，所述底座的上端设有竖立面和水平面，所述侧十字筋板连接于所述竖立面，所述底十字筋板连接于所述水平面。

另一方面，本发明还提供一种拱形网架安装系统，该系统包括：拱形网架、顶升机构和前述任一项所述的拱形网架节点球转动固定装置，所述转动球位于所述拱形网架下弦面的轴向一侧，所述顶升机构顶接于所述拱形网架下弦面的轴向另一侧的节点球。

可选的，所述顶升机构的上端连接于承载体，所述承载体设有半球槽，用于吻合所述节点球的球面。

借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：

因为拱形网架整体重量较大、长度较长、跨度较宽。所以先在地面上组焊一段三品网架(起步网架)，多个转动球沿该段三品网架下弦面的轴向一侧依次排列，每一个转动球处组装焊接一套拱形网架节点球转动固定装置。并沿所要搭设的拱形网架的轴向依次浇铸多个混凝土基础，每一个混凝土基础上端固定一个拱形网架节点球转动固定装置的底座，以使每一个混凝土基础上端安装一个拱形网架节点球转动固定装置。通过上述组装，该段三品网架的轴向一侧同时转动连接于多个混凝土基础的上端，该段三品网架的轴向另一侧自由搭接于临时支撑架上。

这时，先完成顶升机构调试、检查、试运转，在三品网架下弦面的轴向另一侧的多个节点球(每一个节点球对应一个转动球)的下方分别放置顶升机构。因为转动球放置于凹槽体内，所以转动球可以在凹槽体内转动，所以可以通过顶升机构顶起该段三品网架的轴向另一侧，以使该段三品网架的轴向另一侧距离地面适宜高度，便于该段三品网架的轴向另一侧的多个节点球同时焊接第四品网架。通过上述方法可以调整该适宜高度，以便于施工人员在地面上焊接节点球和第四品网架；然后顶升四品网架的轴向另一侧的多个节点球，并焊接节点球和第五品网架。

其中，顶升三品网架时，三品网架面积、重量较小，可以沿三品网架轴向另一侧设置较少数量的顶升机构(例如，轴向九十米长的三品网架设7个顶升机构足以满足施工要求)；随着拱形网架跨度的增加，拱形网架的顶升拼装面积、重量逐渐增加，同时顶升网架的顶升机构数量逐渐增加(轴向九十米长的拱形网架所使用的顶升机构最终增加为12个)。

按照上述方式，依次顶升和焊接，最终完成整个拱形网架完整跨度的组装焊接。

在上述过程中，凹槽体的槽口朝向完成跨度组装焊接后的拱形网架的顶端，转动球在凹槽体内转动，第一杆件在第一通孔内转动，第二杆件在第二通孔内转动，顶升机构停止顶升节点球时，转动球、第一杆件和第二杆件也分别停止转动。第一杆件被限位于第一通孔中，第二杆件被限位于第二通孔中，以使转动球被限位于凹槽体中，避免转动球沿垂直于第一杆件或者第二杆件的方向脱离凹槽体的槽口。因为第一立板和第二立板也分别固定焊接于底座，第一立板、第二立板和凹槽体相互配合，固定转动球球心的位置不发生偏移。

当拱形网架完成整个跨度的组装焊接，并将最后一品网架固定于转动焊接于转动球对面的混凝土基础上时，将转动球和凹槽体的边缘焊接在一起，以固定转动球和凹槽体的位置关系，这时转动球和凹槽体之间就有了固定的机械强度，然后割除第一立板和第二立板，转动球也不会脱离凹槽体，以保证拱形网架整体受到混凝土基础的稳定支撑。

因为现场施工人员在地面完成拱形网架的整体跨度组装焊接过程，避免了高空焊接作业，降低了施工的危险系数，保证了人员生命财产安全。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种拱形网架节点球转动固定装置正视图；

图2为本发明实施例提供的一种拱形网架节点球转动固定装置的侧视图；

图3为本发明实施例提供的一种拱形网架安装系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的完整跨度的拱形网架安装完毕时的结构示意图。

说明书附图中的附图标记包括：底座1、顶升机构2、第一立板3、第二立板4、第一杆件5、转动球6、第二杆件7、侧十字筋板8、底十字筋板9、拱形网架10、混凝土基础11、承载体12、节点球13、顶升架14。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1、图2所示，一方面，本发明的一个实施例提供的一种拱形网架节点球转动固定装置，其包括：底座1、固定部和转动部；

固定部包括凹槽体、第一立板3和第二立板4，凹槽体、第一立板3和第二立板4分别连接于底座1，凹槽体的槽口倾斜朝上，第一立板3和第二立板4分别位于凹槽体的相对侧，第一立板3设有第一通孔，第二立板4设有第二通孔，第一通孔和第二通孔相对设置；

转动部包括依次固定连接的第一杆件5、转动球6和第二杆件7，转动球6放置于凹槽体内，第一杆件5转动连接于第一通孔，第二杆件7转动连接于第二通孔。

如图1、图2、图3、图4所示，拱形网架节点球转动固定装置的工作过程如下:

因为拱形网架10整体重量较大，长度较长，跨度较宽。所以先在地面上组焊一段三品网架(起步网架)，多个转动球6沿该段三品网架下弦面的轴向一侧依次排列，每一个转动球6处组装焊接一套拱形网架节点球转动固定装置。并沿所要搭设的拱形网架10的轴向依次浇铸多个混凝土基础11，每一个混凝土基础11上端固定一个拱形网架节点球转动固定装置的底座1，以使每一个混凝土基础11上端安装一个拱形网架节点球转动固定装置。通过上述组装，该段三品网架的轴向一侧同时转动连接于多个混凝土基础11的上端，该段三品网架的轴向另一侧自由搭接于地面。

这时，先完成顶升机构调试、检查、试运转，在三品网架下弦面的轴向另一侧的多个节点球13(每一个节点球13对应一个转动球6)的下方分别放置顶升机构2。因为转动球6放置于凹槽体内，所以转动球6可以在凹槽体内转动，所以三品网架可以混凝土基础11的上端为中心转动，所以通过顶升机构2顶起该段三品网架的轴向另一侧，以使该段三品网架的轴向另一侧距地面适宜高度，便于该段三品网架的轴向另一侧的多个节点球13同时焊接第四品网架。通过调整顶升机构2可以调整该适宜高度，以便于施工人员在地面上焊接节点球13和第四品网架；然后再次顶升四品网架的轴向另一侧的多个节点球13，并焊接节点球13和第五品网架。

其中，顶升三品网架时，三品网架面积、重量较小，可以沿三品网架轴向另一侧设置较少数量的顶升机构(例如，轴向九十米长的三品网架设7个顶升机构足以满足施工要求)；随着拱形网架跨度的增加，拱形网架的顶升拼装面积、重量逐渐增加，同时顶升网架的顶升机构数量逐渐增加(轴向九十米长的拱形网架所使用的顶升机构最终增加为12个)。

按照上述方式，依次顶升和焊接，最终完成整个拱形网架10完整跨度的组装焊接。

在上述过程中，凹槽体的槽口朝向完成跨度组装焊接后的拱形网架10的顶端，转动球6在凹槽体内转动，第一杆件5在第一通孔内转动，第二杆件7在第二通孔内转动，顶升机构2停止顶升节点球13时，转动球6、第一杆件5和第二杆件7也分别停止转动。第一杆件5被限位于第一通孔中，第二杆件7被限位于第二通孔中，以使转动球6被限位于凹槽体中，避免转动球6沿垂直于第一杆件5或者第二杆件7的方向脱离凹槽体的槽口。因为第一立板3和第二立板4也分别固定焊接于底座1，第一立板3、第二立板4和凹槽体相互配合，固定转动球6球心的位置不发生偏移。提高了转动球6在底座1上方的稳定性。

当拱形网架10完成整个跨度的组装焊接，并将最后一品网架固定焊接于转动球6对面的混凝土基础11上端时，将转动球6和凹槽体的边缘焊接在一起，以固定转动球6和凹槽体的位置关系，这时转动球6和凹槽体之间就有了固定的机械强度，然后割除第一立板3和第二立板4，转动球6也不会脱离凹槽体，以保证拱形网架10整体受到混凝土基础11的稳定支撑。

在本发明的技术方案中，因为现场施工人员在地面完成拱形网架10的整体跨度组装焊接过程，避免了高空焊接作业，降低了施工的危险系数，保证了人员生命财产安全。

具体的,顶升机构2采用液压顶升机构，通过PLC数控技术控制液压缸升降的速度和高度。顶升机构2具体采用1150型液压顶升机(配650KN液压千斤顶)。顶升机构2安装于顶升架14中，顶升架14由多个标准节上下叠加而成。当顶升机构顶升时，顶升点处将产生水平位移，顶升架14自身最大水平位移调节量为200mm(左右各100mm)，当水平位移超出此位移量时，需要通过置换顶升架14来调节。具体方法为：顶升架14初始安装时，预先将顶升架14向水平位移相反方向放置100mm，然后通过顶升架14中的顶升机构2的升降并配合增加顶升架14的标准节来调节水平位移，即通过顶升架14偏心受压来调节水平位移；顶升架14置换的原则是利用增加顶升架14来替换原顶升架14，原顶升架14卸载后水平移动，重新顶升受力，利用两组顶升架14来回换顶将水平位移消除掉。

顶升架14自身消除水平位移的步骤如下：

(1)顶升机构2的液压缸伸出顶升架14，将拱形网架顶升大于一个顶升架标准节的高度；

(2)增加一个标准节，顶升机构2的液压缸下落，使顶升上托架落在新增标准节的上部横杆上，并使上托架受力；

(3)顶升机构2的液压缸继续下落，将顶升下托架提升，此时顶升机构2不受力，将顶升机构2向水平位移方向移动；顶升机构2的液压缸向上顶起拱形网架，上托架不受力，将上托架向水平位移方向移动；

重复上述步骤，不停的边顶升拱形网架10，边消除水平位移，直至顶升架自身不能继续消除水平位移为止。

如图1和图2所示，在具体实施方式中，凹槽体包括侧十字筋板8和底十字筋板9，侧十字筋板8和底十字筋板9分别连接于底座1，侧十字筋板8和底十字筋板9沿垂直于第一杆件5和第二杆件7的平面依次拼接，用于形成吻合于转动球6球面的凹槽。

在本实施方式中，具体的，侧十字筋板8和底十字筋板9分别通过螺栓连接于底座1。当拱形网架10完成整体跨度组装，需要焊接固定转动球6和凹槽体的相对位置时，相对于其他形式的凹槽体，侧十字筋板8和第十字筋板分别与转动球6接触的面的轮廓线较长，即转动球6球面可以电焊焊接的缝隙较长，从而进一步保证转动球6、凹槽体、底座1和混凝土基础11稳定连接的机械结构的强度。

如图1所示，在具体实施方式中，第一立板3和第二立板4之间的距离略大于转动球6的直径。

在本实施方式中，具体的，第一立板3和第二立板4的间距略大于转动球6的直径。在转动球6转动过程中，避免转动球6沿其本身转动的轴线方向往复摆动，提高了拱形网架10被顶升时的稳定性。

如图1所示，在具体实施方式中，转动球6的球心位于第一杆件5的中心轴延长线和第二杆件7的中心轴延长线上。

在本实施方式中，具体的，转动球6、第一杆件5和第二杆件7同轴心转动，当转动球6转动的过程中，避免转动球6受到来自第一立板3和第二立板4的扭矩阻力。

如图1和图2所示，在具体实施方式中，底座1的上端设有竖立面和水平面，侧十字筋板8连接于竖立面，底十字筋板9连接于水平面。

在本实施方式中，具体的，侧十字筋板8通过螺栓连接于竖立面，底十字筋板9通过螺栓连接于水平面。侧十字筋板8受到竖立面的支撑力，对转动球6起到侧面支撑力，底十字筋板9受到水平面的支撑力，对转动球6起到竖直向上的支撑力，从而使转动球6所受到的合力方向和凹槽体槽口的方向始终保持一致，而凹槽体槽口的方向和顶升机构2对拱形网架10支撑力的方向倾斜相对，即凹槽体对拱形网架10的支撑力和顶升机构2对拱形网架10的支撑力的合力方向就竖直朝上了，符合拱形网架10安装施工的要求。

如图1至图3所示，另一方面，本发明的另一个实施例还提供一种拱形网架安装系统，该系统包括：拱形网架10、顶升机构2和如前述任一项拱形网架节点球转动固定装置，转动球6位于拱形网架10下弦面的轴向一侧，顶升机构2顶接于拱形网架10下弦面的轴向另一侧的节点球13。

在本实施方式中，具体的，顶升机构2和拱形网架节点球转动固定装置相互协同，顶升机构2沿拱形网架的跨度方向依次顶接节点球13，便于现场施工人员在地面上依次焊接单品网架和节点球13，最终完成拱形网架10的整体组装焊接。

如图3所示，在具体实施方式中，顶升机构2的上端连接于承载体12，承载体12设有半球槽，用于吻合节点球13的球面。

在本实施方式中，具体的，顶升机构2的液压缸的上端焊接于承载体12，承载体12的上端面凹设有半球槽，节点球13的下半球面凹嵌于半球槽内。在顶升机构2顶升节点球13的过程中，节点球13以转动球6为中心公转一定角度，所以节点球13的球面相对于半球槽滑动，但是节点球13不会脱离半球槽，保证顶升机构2持续顶升节点球13。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种拱形网架节点球转动固定装置，其特征在于，包括：

底座；

固定部，所述固定部包括凹槽体、第一立板和第二立板，所述凹槽体、所述第一立板和所述第二立板分别连接于所述底座，所述凹槽体的槽口倾斜朝上，所述第一立板和所述第二立板分别位于所述凹槽体的相对侧，所述第一立板设有第一通孔，所述第二立板设有第二通孔，所述第一通孔和所述第二通孔相对设置；

转动部，所述转动部包括依次固定连接的第一杆件、转动球和第二杆件，所述转动球放置于所述凹槽体内，所述第一杆件转动连接于所述第一通孔，所述第二杆件转动连接于所述第二通孔。

2.根据权利要求1所述的拱形网架节点球转动固定装置，其特征在于，所述凹槽体包括侧十字筋板和底十字筋板，所述侧十字筋板和所述底十字筋板分别连接于所述底座，所述侧十字筋板和所述底十字筋板沿垂直于所述第一杆件和所述第二杆件的平面依次拼接，用于形成吻合于所述转动球球面的凹槽。

3.根据权利要求1所述的拱形网架节点球转动固定装置，其特征在于，

所述第一立板和所述第二立板之间的距离略大于所述转动球的直径。

4.根据权利要求1至3任一项所述的拱形网架节点球转动固定装置，其特征在于，

所述转动球的球心位于所述第一杆件的中心轴延长线和所述第二杆件的中心轴延长线上。

5.根据权利要求2所述的拱形网架节点球转动固定装置，其特征在于，

所述底座的上端设有竖立面和水平面，所述侧十字筋板连接于所述竖立面，所述底十字筋板连接于所述水平面。

6.一种拱形网架安装系统，其特征在于，包括：

拱形网架、顶升机构和如权利要求1至5任一项所述的拱形网架节点球转动固定装置，所述转动球位于所述拱形网架下弦面的轴向一侧，所述顶升机构顶接于所述拱形网架下弦面的轴向另一侧的节点球。

7.根据权利要求6所述的拱形网架安装系统，其特征在于，

所述顶升机构的上端连接于承载体，所述承载体设有半球槽，用于吻合所述节点球的球面。

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