CN112323979A - 一种无支撑悬挑结构施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑施工技术领域，公开了一种无支撑悬挑结构施工方法，包括钢材下料、钢材除锈、组合拼装、吊装、衔接拼装、焊接各连接处节点。本发明的无支撑悬挑结构施工方法，适用于所有的悬挑结构施工，尤其适用于有较大跨度且处于较高位置的悬挑结构，无需利用临时支撑架支撑悬挑构件的悬挑端，只需在悬挑构件的尾部设置拉结装置，以利用简易固定架代替了临时支撑架，从而完成对悬挑构件的紧箍固定，能使悬挑结构保持平面内及平面外的平衡稳定，不仅极大地降低施工难度，减少施工措施的所需费用，并提高施工效率。

Description

一种无支撑悬挑结构施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种无支撑悬挑结构施工方法。

背景技术

随着国内钢结构建筑工程技术的不断发展，秉着钢材具有强度高、稳定性好等诸多优势，受到了建筑界设计师们的亲睐。越来越多的大跨度，超高度，异造型的各种钢结构工程随之产生，同时大型悬挑结构在各类地表性建筑中越来越多被建筑师使用。

按传统施工方式对于悬挑结构的施工安装，如若悬挑结结构的重心在悬挑构件支座点的外侧，则一般采用在悬挑构件的端部上设置临时支撑架(如图1所示)，等桁架安装完毕后再拆除临时支撑架以进行卸载。这种施工方法非常成熟，但该施工方法在施工过程中会产生大量的临时支撑架，使安装措施所需的费用较高。尤其是当悬挑结构的高度较高时，考虑到临时支撑架自身的稳定性和承载力，施工措施的所需费用会更高，并且还会影响施工效率。

发明内容

为解决了现有技术中的悬挑结构施工方法所需临时支撑架用量庞大，使得施工措施的所需费用较高、施工效率低下，且当悬挑结构的高度较高时，临时支撑架自身的稳定性和承载力也会限制其对悬挑构件支撑效果的技术问题，本发明提供一种无支撑悬挑结构施工方法。

本发明采用以下技术方案实现：一种无支撑悬挑结构施工方法，其包括如下步骤：

1)钢材下料：将钢材区分为拉杆一、拉杆二、连接杆，并在数控切割机上进行下料；

2)钢材除锈：对拉杆一、拉杆二、连接杆表面的锈迹进行除锈处理；

3)组合拼装：将一根拉杆一的两端分别与两根拉杆二的一端垂直固定，并使两根拉杆二之间相对平行；

将该拉杆一搭接在悬挑桁架的两根上弦上，并保证拉杆一与上弦之间相互垂直；同时使两根拉杆二分别位于两根上弦的外侧，并保证拉杆二与上弦之间相垂直；

将另一根拉杆一垂直穿置在悬挑桁架的上弦与下弦之间，并使该拉杆一的两端分别垂直固定在两根拉杆二的相对侧上；

4)吊装：将悬挑桁架起吊至指定位置，通过悬挑桁架的下弦将悬挑桁架衔接支撑在相应的支座上，并使悬挑桁架的结构重心位于支座的外侧；

5)衔接拼装：将两根连接杆的一端分别固定在两根拉杆二另一端的内侧，并位于拉杆一的下方；将两根拉杆二的另一端朝着悬挑桁架的悬挑端方向向下倾斜，再向中心靠拢后固定在支座的两侧；

6)焊接各连接处节点。

作为上述方案的进一步改进，在所述步骤3)中，所述拉杆一的杆体上预留有供所述上弦穿插的衔接槽一。

作为上述方案的更进一步改进，在所述步骤4)中，所述支座上相应预留有供所述下弦穿插的衔接槽二。

作为上述方案的更进一步改进，在所述步骤6)中各连接处节点包括拉杆一与上弦的连接处、支座与下弦的连接处、拉杆一与拉杆二的连接处、拉杆二与连接杆的连接处、连接杆与支座的连接处。

本发明还提供一种打磨设备，采用该打磨设备用于上述任意一种所述的无支撑悬挑结构施工方法中步骤2)中进行除锈处理；所述打磨设备包括支撑架，所述支撑架上设置有斜板，沿所述斜板远离所述支撑架一侧的倾斜方向上依次垂直设置有两个支撑板，两个所述支撑板的相对侧上均设置有用于夹持固定一杆件的三爪卡盘；位于两个所述支撑板之间的所述斜板上垂直设置有固定板，所述固定板上设置有用于打磨所述杆件的打磨装置。

作为上述方案的更进一步改进，所述打磨装置包括摆套，所述摆套的中部通过销轴一与固定板转动相连，所述摆套的一端沿其轴线方向开设有滑槽，所述滑槽内滑动连接有滑块，所述滑块与所述滑槽之间通过弹簧连接，所述滑块远离所述弹簧的一侧固定有摆杆，所述摆杆的另一端转动设置有打磨组件。

作为上述方案的更进一步改进，所述打磨组件包括活动块，所述活动块的一端设置有支撑杆，所述支撑杆的另一端通过销轴二与所述摆杆的另一端转动相连，所述活动块的另一端开设有供所述杆件穿过的杆孔，所述杆孔内相对设置有两个呈弧形的接触板，两个所述接触板的相对侧上均设置有磨砂层。

作为上述方案的更进一步改进，所述活动块上螺纹穿插有两根螺杆，每根所述螺杆的一端伸入所述杆孔内、并与相应接触板的板体转动相连，每个所述接触板远离所述磨砂层的一侧与相邻所述杆孔内壁之间通过伸缩杆连接。

作为上述方案的更进一步改进，所述摆套的另一端设置有配重块，所述配重块远离所述摆套的一侧具有弧面，所述弧面上等间距设置有多个轮齿；所述斜板上安装有电机，所述电机的输出轴上转动连接有与所述轮齿相配合的缺齿齿轮。

作为上述方案的更进一步改进，所述缺齿齿轮的中心同轴设置有锥齿一；所述斜板上设置有与所述支撑板相平行的限位块，所述限位块上转动穿插有与所述斜板相平行的传动轴，所述传动轴的一端设置有与所述锥齿一相啮合的锥齿二；

所述传动轴的另一端设置有带轮一；其中位于较高处的所述支撑板的板体上转动设置有带轮二，所述带轮二靠近杆件的一侧与相邻所述三爪卡盘的盘体固定相连；所述带轮一与所述带轮二之间通过皮带传动相连。

本发明的有益效果为：

1、本发明的无支撑悬挑结构施工方法，适用于所有的悬挑结构施工，尤其适用于有较大跨度且处于较高位置的悬挑结构，无需利用临时支撑架支撑悬挑构件的悬挑端，只需在悬挑构件的尾部设置拉结装置，以利用简易固定架代替了临时支撑架，从而完成对悬挑构件的紧箍固定，能使悬挑结构保持平面内及平面外的平衡稳定，不仅极大地降低施工难度，减少施工措施的所需费用，并提高施工效率。

2、本发明的无支撑悬挑结构施工方法，解决了传统施工方案所需临时支撑架用量庞大的问题，在施工过程中，免除了临时支撑架的安装和拆卸过程，从而缩短施工工期，同时也节省由于临时支撑架拆装过程所产生的大量措施费。

3、本发明的简易固定架利用天平平衡的原理，在悬挑结构的尾部(如图2所示)设置的拉结装置，使悬挑结构在安装过程中的受力状态发生改变，从而方便现场安装，提高工作效率，降低项目造价。

4、通过打磨设备可在拉结装置拼装前，高效、彻底地去除杆件表面的锈痕，以提高拉结装置在悬挑桁架上安装时的可靠稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的传统施工方式对于悬挑结构施工安装的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的无支撑悬挑结构施工方法的流程示意图；

图3为本发明实施例1提供的采用无支撑悬挑结构施工方法的悬挑结构施工安装的结构示意图；

图4为图3中拉结装置连接悬挑桁架与支座的侧视结构示意图；

图5为图4中拉结装置另一视角的立体结构示意图；

图6为本发明实施例2提供的打磨设备的结构示意图；

图7为图6中打磨组件的侧视结构示意图；

图8为图7中A处放大的结构示意图；

图9为图6中打磨装置局部的剖面结构示意图；

图10为图6中B处放大的结构示意图。

主要符号说明：

1、拉杆一；2、拉杆二；3、连接杆；4、悬挑桁架；5、上弦；6、下弦；7、腹杆；8、支座；9、衔接槽一；10、衔接槽二；11、支撑架；12、斜板；13、支撑板；14、三爪卡盘；15、活动块；16、支撑杆；17、接触板；18、螺杆；19、磨砂层；20、伸缩杆；21、摆套；22、摆杆；23、滑块；24、弹簧；25、固定板；26、销轴一；27、销轴二；28、配重块；29、轮齿；30、电机；31、缺齿齿轮；32、锥齿一；33、传动轴；34、锥齿二；35、限位块；36、带轮一；37、带轮二；38、临时支撑架。

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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

请结合图2至图5，无支撑悬挑结构施工方法，包括如下步骤：

钢材下料：将钢材区分为拉杆一1、拉杆二2、连接杆3，并在数控切割机上进行下料；

2)钢材除锈：对拉杆一1、拉杆二2、连接杆3表面的锈迹进行除锈处理；

3)组合拼装：将一根拉杆一1的两端分别与两根拉杆二2的一端垂直固定，并使两根拉杆二2之间相对平行；

将该拉杆一1搭接在悬挑桁架4的两根上弦5上，并保证拉杆一1与上弦5之间相互垂直；同时使两根拉杆二2分别位于两根上弦5的外侧，并保证拉杆二2与上弦5之间相垂直；

将另一根拉杆一1垂直穿置在悬挑桁架4的上弦5与下弦6之间，并使该拉杆一1的两端分别垂直固定在两根拉杆二2的相对侧上；

4)吊装：将悬挑桁架4起吊至指定位置，通过悬挑桁架4的下弦6将悬挑桁架4衔接支撑在相应的支座8上，并使悬挑桁架4的结构重心位于支座8的外侧；

5)衔接拼装：将两根连接杆3的一端分别固定在两根拉杆二2另一端的内侧，并位于拉杆一1的下方；将两根拉杆二2的另一端朝着悬挑桁架4的悬挑端方向向下倾斜，再向中心靠拢后固定在支座8的两侧；

6)焊接各连接处节点。

在步骤3)中，拉杆一1的杆体上预留有供上弦5穿插的衔接槽一9，通过衔接槽一9可方便上弦5与拉杆一1之间的衔接，使两者之间的连接更加紧密可靠，同时方便后续对两者连接处的焊接。

在步骤4)中，支座8上相应预留有供下弦6穿插的衔接槽二10，通过衔接槽二10可方便下弦6与支座8之间的衔接，使两者之间的连接更加紧密可靠，同时方便后续对两者连接处的焊接。

在步骤6)中各连接处节点包括拉杆一1与上弦5的连接处、支座8与下弦6的连接处、拉杆一1与拉杆二2的连接处、拉杆二2与连接杆3的连接处、连接杆3与支座8的连接处。通过对各连接处节点的焊接，可使各结构支架连接更加稳固，有效提高悬挑桁架4在支座8上的稳定可靠性。

在本实施例中，拉杆一1、拉杆二2、连接杆3共同连接组成拉结装置以替代传统的临时支撑架38，具体为拉杆一1、拉杆二2组合形成呈矩形的框体，该框体框设在悬挑桁架4的外侧，并通过连接杆3连接支座8，以为悬挑桁架4的悬挑端在支座8上提供有效支撑。此外本实施例中的悬挑桁架4主要由上弦5、下弦6以及腹杆7连接组成。

实施例2

本实施例2提供一种打磨设备，采用该打磨设备用于上述任意一种的无支撑悬挑结构施工方法中步骤2)中进行除锈处理。

请结合图6至图10，打磨设备包括支撑架11，支撑架11上设置有斜板12。沿斜板12远离支撑架11一侧的倾斜方向上依次垂直设置有两个支撑板13，两个支撑板13的相对侧上均设置有用于夹持固定一杆件(未标示)的三爪卡盘14。三爪卡盘14与支撑板13之间转动相连。

本实施例中的杆件包含但不限于拉杆一1、拉杆二2以及连接杆3，通过打磨设备可去除拉杆一1、拉杆二2以及连接杆3表面的锈迹，以提高拉结装置安装在悬挑桁架4上的可靠稳定性。本实施例中的三爪卡盘14可对杆件进行有效夹持，以方便后续对杆件的加工处理，在其他实施例中还可根据实际使用需要，选用相对应的夹持件以实现对不同种类杆件的夹持固定。

位于两个支撑板13之间的斜板12上垂直设置有固定板25，固定板25的两端分别与两个支撑板13的相对侧固定相连。固定板25上设置有用于打磨所述杆件的打磨装置。

打磨装置包括摆套21，摆套21的中部通过销轴一26与固定板25转动相连，销轴一26的一端垂直穿插固定在固定板25上，摆套21的中部与销轴一26的另一端转动连接，则摆套21可相对销轴一26转动。

摆套21的一端沿其轴线方向开设有滑槽(未标示)，滑槽内滑动连接有滑块23，滑块23与滑槽之间通过弹簧24连接，滑块23远离弹簧24的一侧固定有摆杆22，摆杆22的另一端转动设置有打磨组件。滑块23可在滑槽内滑动，摆杆22与滑块23保持同步运动。

打磨组件包括活动块15，活动块15的一端设置有支撑杆16，支撑杆16的另一端通过销轴二27与摆杆22的另一端转动相连，活动块15的另一端开设有供杆件穿过的杆孔(未标示)，杆孔内相对设置有两个呈弧形的接触板17，两个接触板17的相对侧上均设置有磨砂层19。两个接触板17之间形成用于打磨杆件表面的打磨空间。

活动块15上螺纹穿插有两根螺杆18，活动块15上开设有与螺杆18螺纹配合的螺纹孔(图未示)。每根螺杆18的一端伸入杆孔内、并与相应接触板17的板体转动相连，每个接触板17远离磨砂层19的一侧与相邻杆孔内壁之间通过伸缩杆20连接。通过伸缩杆20可限制接触板17在杆孔内的移动方向与斜板12相互平行。。

摆套21的另一端设置有配重块28，配重块28远离摆套21的一侧具有弧面(未标示)，弧面上等间距设置有多个轮齿29。斜板12上安装有电机30，电机30的输出轴上转动连接有与轮齿29相配合的缺齿齿轮31。

当活动块15位于杆件上的较高处时，通过电机30的输出轴驱使缺齿齿轮31顺时针转动，当缺齿齿轮31转动至与配重块28上的轮齿29啮合时，可使配重块28带动摆套21同步运动，使摆套21围绕销轴一26逆时针转动一定角度，以使摆套21通过摆杆22、支撑杆16带动活动块15在杆件的表面移动，以通过接触板17上的磨砂层19去除杆件在活动块15位移方向上的锈痕。在此过程中滑槽内弹簧24先压缩后释放，带动摆杆22从摆套21中先收缩后伸出，以为活动块15的移动提供必要的行程距离。

而当缺齿齿轮31转动至与配重块28上的轮齿29分离时，配重块28会在重力作用下带动摆套21作逆时针运动，使摆套21围绕销轴一26顺时针转动至初始位置，以使摆套21通过摆杆22、支撑杆16带动活动块15在杆件的表面上反向移动，以通过接触板17上的磨砂层19去除杆件在活动块15的相反位移方向上的锈痕。在此过程中，滑槽内弹簧24会收缩后再次释放，以带动摆杆22在摆套21中先收缩后再次伸出，以为活动块15的移动提供必要的行程距离。

随着电机30的转动，此过程不断往复，从而实现了活动块15在杆件轴线方向上的往复运动，使接触板17的磨砂层19对杆件的打磨更彻底。

缺齿齿轮31的中心同轴设置有锥齿一32。斜板12上设置有与支撑板13相平行的限位块35。限位块35上转动穿插有与斜板12相平行的传动轴33，限位块35上开设有供传动轴33穿过的转孔(图未示)，传动轴33可在转孔内相对转动。传动轴33的一端设置有与锥齿一32相啮合的锥齿二34。

传动轴33的另一端设置有带轮一36。其中位于较高处的支撑板13的板体上转动设置有带轮二37，带轮二37与相应支撑板13之间可通过轴承转动相连，则带轮二37可相对支撑板13转动。带轮二37靠近杆件的一侧与相邻三爪卡盘14的盘体固定相连，该三爪卡盘14可跟随带轮二37同步转动。带轮一36与带轮二37之间通过皮带传动相连。

本实施例的工作原理具体为，使用时，先将待打磨杆件的两端分别夹持固定在两个三爪卡盘14上，再将活动块15的杆孔套在杆件外侧，分别旋拧两根螺杆18使两根螺杆18分别与相应支撑板13上的螺纹孔相互螺纹作用，使两个接触板17均在相应伸缩杆20的限位作用下相互靠近，以将杆件的外侧进行夹抱，使接触板17的磨砂层19与杆件的表面接触。此时活动块15位于杆件轴线方向上的较高处，通过控制电机30的输出轴驱使缺齿齿轮31顺时针转动，当缺齿齿轮31转动至与配重块28上的轮齿29啮合时，可使配重块28带动摆套21同步运动，使摆套21围绕销轴一26逆时针转动一定角度，以使摆套21通过摆杆22、支撑杆16带动活动块15在杆件的表面移动，以通过接触板17上的磨砂层19去除杆件在活动块15位移方向上的锈痕。在此过程中滑槽内弹簧24先压缩后释放，并带动摆杆22从摆套21中先收缩后伸出，以为活动块15的移动提供必要的行程距离。而当缺齿齿轮31转动至与配重块28上的轮齿29分离时，配重块28会在重力作用下带动摆套21作逆时针运动，使摆套21围绕销轴一26顺时针转动至初始位置，以使摆套21通过摆杆22、支撑杆16带动活动块15在杆件的表面上反向移动，以通过接触板17上的磨砂层19去除杆件在活动块15的相反位移方向上的锈痕。在此过程中，滑槽内弹簧24会收缩后再次释放，以带动摆杆22在摆套21中先收缩后再次伸出，以为活动块15的移动提供必要的行程距离。随着电机30的转动，此过程不断往复，从而实现了活动块15在杆件轴线方向上的往复运动，使接触板17的磨砂层19对杆件的锈迹充分打磨。

与此同时，电机30输出轴的转动可带动锥齿一32同步转动，锥齿一32通过锥齿二34带动传动轴33同步转动，传动轴33通过带轮一36、带轮二37同步转动，带轮二37通过与其相邻的三爪卡盘14带动杆件轴向转动，使接触板17的磨砂层19与杆件接触更加彻底，进一步提高打磨效果。

以上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 (10)

1.一种无支撑悬挑结构施工方法，其特征在于，其包括如下步骤：

1)钢材下料：将钢材区分为拉杆一、拉杆二、连接杆，并在数控切割机上进行下料；

2)钢材除锈：对拉杆一、拉杆二、连接杆表面的锈迹进行除锈处理；

3)组合拼装：将一根拉杆一的两端分别与两根拉杆二的一端垂直固定，并使两根拉杆二之间相对平行；

将该拉杆一搭接在悬挑桁架的两根上弦上，并保证拉杆一与上弦之间相互垂直；同时使两根拉杆二分别位于两根上弦的外侧，并保证拉杆二与上弦之间相垂直；

将另一根拉杆一垂直穿置在悬挑桁架的上弦与下弦之间，并使该拉杆一的两端分别垂直固定在两根拉杆二的相对侧上；

4)吊装：将悬挑桁架起吊至指定位置，通过悬挑桁架的下弦将悬挑桁架衔接支撑在相应的支座上，并使悬挑桁架的结构重心位于支座的外侧；

5)衔接拼装：将两根连接杆的一端分别固定在两根拉杆二另一端的内侧，并位于拉杆一的下方；将两根拉杆二的另一端朝着悬挑桁架的悬挑端方向向下倾斜，再向中心靠拢后固定在支座的两侧；

6)焊接各连接处节点。

2.如权利要求1所述的无支撑悬挑结构施工方法，其特征在于，在所述步骤3)中，所述拉杆一的杆体上预留有供所述上弦穿插的衔接槽一。

3.如权利要求2所述的无支撑悬挑结构施工方法，其特征在于，在所述步骤4)中，所述支座上相应预留有供所述下弦穿插的衔接槽二。

4.如权利要求3所述的无支撑悬挑结构施工方法，其特征在于，在所述步骤6)中各连接处节点包括拉杆一与上弦的连接处、支座与下弦的连接处、拉杆一与拉杆二的连接处、拉杆二与连接杆的连接处、连接杆与支座的连接处。

5.一种打磨设备，采用该打磨设备用于如权利要求1至4任意一项所述的无支撑悬挑结构施工方法中步骤2)中进行除锈处理；所述打磨设备包括支撑架，所述支撑架上设置有斜板，沿所述斜板远离所述支撑架一侧的倾斜方向上依次垂直设置有两个支撑板，两个所述支撑板的相对侧上均设置有用于夹持固定一杆件的三爪卡盘；位于两个所述支撑板之间的所述斜板上垂直设置有固定板，所述固定板上设置有用于打磨所述杆件的打磨装置。

6.如权利要求5所述的打磨设备，其特征在于，所述打磨装置包括摆套，所述摆套的中部通过销轴一与固定板转动相连，所述摆套的一端沿其轴线方向开设有滑槽，所述滑槽内滑动连接有滑块，所述滑块与所述滑槽之间通过弹簧连接，所述滑块远离所述弹簧的一侧固定有摆杆，所述摆杆的另一端转动设置有打磨组件。

7.如权利要求6所述的打磨设备，其特征在于，所述打磨组件包括活动块，所述活动块的一端设置有支撑杆，所述支撑杆的另一端通过销轴二与所述摆杆的另一端转动相连，所述活动块的另一端开设有供所述杆件穿过的杆孔，所述杆孔内相对设置有两个呈弧形的接触板，两个所述接触板的相对侧上均设置有磨砂层。

8.如权利要求7所述的打磨设备，其特征在于，所述活动块上螺纹穿插有两根螺杆，每根所述螺杆的一端伸入所述杆孔内、并与相应接触板的板体转动相连，每个所述接触板远离所述磨砂层的一侧与相邻所述杆孔内壁之间通过伸缩杆连接。

9.如权利要求8所述的打磨设备，其特征在于，所述摆套的另一端设置有配重块，所述配重块远离所述摆套的一侧具有弧面，所述弧面上等间距设置有多个轮齿；所述斜板上安装有电机，所述电机的输出轴上转动连接有与所述轮齿相配合的缺齿齿轮。

10.如权利要求9所述的打磨设备，其特征在于，所述缺齿齿轮的中心同轴设置有锥齿一；所述斜板上设置有与所述支撑板相平行的限位块，所述限位块上转动穿插有与所述斜板相平行的传动轴，所述传动轴的一端设置有与所述锥齿一相啮合的锥齿二；

所述传动轴的另一端设置有带轮一；其中位于较高处的所述支撑板的板体上转动设置有带轮二，所述带轮二靠近杆件的一侧与相邻所述三爪卡盘的盘体固定相连；所述带轮一与所述带轮二之间通过皮带传动相连。

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