CN112935873B - 一种异型钢结构弯扭构件用辅助定位系统及其定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异型钢结构弯扭构件用辅助定位系统及其定位方法，属于钢结构用具领域。本发明的辅助定位系统，包括夹持单元和胎架单元，夹持单元用于夹持在弯扭构件的外面板和内面板两侧，胎架单元用于从底部支撑弯扭构件的下面板；沿弯扭构件的长度延伸方向，分别间隔设置有多组夹持单元和胎架单元。本发明克服现有技术中针对异型钢弯扭构件缺乏有效定位支撑的问题，利用本发明的辅助定位系统可以进行有效支撑定位，解决弯扭构件壁板的组装定位问题，消除加工误差，提高加工精度，且本发明的定位方法操作简便，易于推广，成本较低。

Description

一种异型钢结构弯扭构件用辅助定位系统及其定位方法

技术领域

本发明涉及钢结构用具技术领域，更具体地说，涉及一种异型钢结构弯扭构件用辅助定位系统及其定位方法。

背景技术

大型场馆或其他公共类异形建筑，多采用异形钢结构，设计师为实现其绚丽多彩的设计创意，多采用异形钢结构弯扭构件。如滁州市奥体中心项目设计创意为锦绣青花，为凸显青花瓷的设计创意。该项目以钢结构弯扭构件为立面受力结构，由于弯扭构件轴线在空间弯曲的同时，截面同时沿轴线旋转，且每个杆件均不相同，因此加工难度极大，弯扭构件的加工精度要求极高，弯扭构件四块壁板在组装过程中，由于每块壁板均为扭曲的曲面，有一定的加工误差，因此需要在组装过程中对上面及侧面壁板进行固定和校核，以确保弯扭构件的加工精度，解决壁板组装过程中固定定位问题，消除壁板加工误差。如何对这种特殊结构的弯扭构件进行有效定位支撑，行业内尚缺乏相关设计。

经检索，中国专利申请号：2012105788163，发明创造名称为：一种组合弓形夹，包括支板和弓形夹，多个弓形夹依次固定在支板上；弓形夹包括夹体和与夹体螺纹配合的螺杆，螺杆两端分别设有夹头和手杆。中国专利申请号：2019209397240，发明创造名称为：一种夹持激振器的弓形夹，包括上横梁、上侧梁、竖梁、夹头、下横梁、下侧梁、螺杆和手杆，上横梁、竖梁和下横梁构成弓形夹的夹体，夹头、上侧梁、下侧梁、螺杆和手杆构成弓形夹的夹持部，螺杆一端穿过下侧梁另一端与夹头一端连接，另一端与手杆连接，夹头另一端正对上侧梁朝下的自由端，上侧梁和下侧梁均与上横梁、竖梁和下横梁垂直，且上侧梁和下侧梁位于夹体同一侧并朝向相同。

如中国专利申请号：2020103175022，发明创造名称为：一种轻型钢筋笼支撑胎架及支撑系统，支撑胎架包括枕片、夹板和垫板；枕片具有相对设置的支撑端和连接端；支撑端设置有用于匹配钢筋笼外形的弧形槽，连接端与夹板固定连接；弧形槽的两侧设置有吊装孔；夹板远离枕片的一端固定连接垫板。如中国专利申请号：2016101225406，发明创造名称为：一种用于弯扭箱型构件拼装用胎架及其制作方法，包括支架、支承板、卡槽板和卡板，支承板上分别开有若干与卡槽板对应的卡槽孔，卡槽板的侧边设有一支撑块，且卡槽板上开有若干卡槽，卡槽板焊接在卡槽孔上，卡板安装在卡槽上。以上申请案均涉及目前行业内一些常规的支撑或夹持部件，但针对上述异型钢弯扭构件的有效定位支撑，仍缺乏合理的系统化设计。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中针对异型钢弯扭构件缺乏有效定位支撑的问题，拟提供一种异型钢结构弯扭构件用辅助定位系统及其定位方法，利用本发明的辅助定位系统可以进行有效支撑定位，解决弯扭构件壁板的组装定位问题，消除加工误差，提高加工精度，且本发明的定位方法操作简便，易于推广，成本较低。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种异型钢结构弯扭构件用辅助定位系统，包括夹持单元和胎架单元，夹持单元用于夹持在弯扭构件的外面板和内面板两侧，胎架单元用于从底部支撑弯扭构件的下面板；沿弯扭构件的长度延伸方向，分别间隔设置有多组夹持单元和胎架单元。

更进一步地，还包括支撑于外面板和内面板之间的中撑杆，沿弯扭构件的长度延伸方向，分别间隔设置有多组中撑杆，中撑杆的两端位置与夹持单元的两端夹持位置内外对应。

更进一步地，外面板和内面板的上部和下部的两侧均间隔设有夹持单元，且沿外面板和内面板的两端向中间区域靠近的长度延伸方向，夹持单元的数量逐渐增多。

更进一步地，夹持单元包括用于环绕在外面板和内面板外侧的U形架，U形架的开口两端位置分别设有外靠座和固定座，固定座内螺纹配合穿过有调节螺杆，调节螺杆靠近外靠座的端部对应设有内靠座，外靠座和内靠座用于夹紧在外面板和内面板外侧。

更进一步地，外靠座和内靠座相对的壁面上分别开设有呈十字形分布的安装槽；调节螺杆远离外靠座的端部设有连接头，该连接头用于与驱动杆的配合接头相配合安装。

更进一步地，胎架单元包括中套筒，以及分别与中套筒螺纹配合连接的上支撑杆和下支撑杆，上支撑杆端部设有耳架，该耳架用于与下面板底部设置的耳板配合安装连接。

更进一步地，相邻两组胎架单元之间通过连接单元连接，连接单元包括中间的连接盘，以及绕连接盘呈X形分布的连接杆，连接杆的端部与下支撑杆相连接。

更进一步地，下支撑杆上转动配合安装有多组转套，每组转套上设有连接支架，连接支架用于与连接杆的端部相连。

更进一步地，多组胎架单元在下面板下方呈非均匀性分布，沿下面板两端向中部区域靠近的长度延伸方向，胎架单元的数量逐渐减少，相邻胎架单元之间的间距逐渐增大。

本发明的一种异型钢结构弯扭构件用定位方法，采用多组夹持单元、胎架单元和中撑杆进行配合定位，设置多组胎架单元后首先固定下面板，然后安装两侧的外面板和内面板，在外面板和内面板之间间隔设置中撑杆进行支撑，利用夹持单元从上方和下方分别对外面板和内面板进行夹持收紧和固定。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种异型钢结构弯扭构件用辅助定位系统，专门针对特殊的异型钢弯扭构件施工，利用多组胎架单元相配合实现对下面板的稳定支撑，并能够根据实际施工需求，灵活调整胎架单元的支撑高度，利用上下配合的多组夹持单元实现对弯曲延伸的外面板和内面板的定点夹持紧固，充分保障了弯扭构件整体的定位精度和稳定性，防止其在组装过程中变形，确保弯扭构件的加工精度及质量，使其满足特殊造型结构。

(2)本发明的一种异型钢结构弯扭构件用辅助定位系统，其中的胎架单元结构可快速拆除及搭设，提高了材料周转率及拼装速度，且采用耳板和耳架固定连接方式，具有一定的变形余量，避免刚性连接造成面板变形而影响弯扭构件加工精度。

(3)本发明的一种异型钢结构弯扭构件用定位方法，采用多组夹持单元、胎架单元和中撑杆进行配合定位，操作简单，成本较低，且施工质量较好。

附图说明

图1为本发明的一种异型钢结构弯扭构件用辅助定位系统的应用状态示意图；

图2为本发明中夹持单元的结构示意图；

图3为本发明中胎架单元的结构示意图。

示意图中的标号说明：

100、外面板；101、内面板；102、下面板；200、夹持单元；300、胎架单元；400、连接单元；401、连接盘；402、连接杆；500、中撑杆；

201、U形架；202、外靠座；203、安装槽；204、内靠座；205、调节螺杆；206、固定座；207、连接头；208、配合接头；209、驱动杆；

301、底盘；302、连接支架；303、转套；304、下支撑杆；305、中套筒；306、把手；307、上支撑杆；308、耳架；309、耳板。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种异型钢结构弯扭构件用辅助定位系统，包括夹持单元200和胎架单元300，夹持单元200用于夹持在弯扭构件的外面板100和内面板101两侧，胎架单元300用于从底部支撑弯扭构件的下面板102；沿弯扭构件的长度延伸方向，分别间隔设置有多组夹持单元200和胎架单元300。本实施例的异型钢弯扭构件如图1中所示，包括呈弧形弯曲延伸的下面板102，以及对应设置在下面板102内外两侧、同样呈弧形弯曲延伸的内面板101和外面板100，这样弯扭形状造型美观独特，但实际安装时定位精度和难度较大，本实施例利用夹持单元200和胎架单元300相配合，从内外两侧对内面板101和外面板100进行夹持收紧，从底部对下面板102进行固定支撑，保持其弯曲延伸方向稳定，经实践施工验证，具有较高的定位精度，施工效果显著，安装质量较高。具体地，本实施例中沿外面板100和内面板101的高度延伸方向，在其上部和下部分别间隔设有多组夹持单元200，充分保障夹持的位置精度和稳定性。

具体地，如图2所示，夹持单元200包括用于环绕在外面板100和内面板101外侧的U形架201，U形架201的开口两端位置分别设有外靠座202和固定座206，固定座206内螺纹配合穿过有调节螺杆205，调节螺杆205通过旋转能够在固定座206内进退伸缩，调节螺杆205靠近外靠座202的端部对应设有内靠座204，外靠座202和内靠座204用于夹紧在外面板100和内面板101外侧，并通过调节螺杆205的调节能够控制外靠座202和内靠座204之间的夹持间距，即精确控制外面板100和内面板101的安装间距。

具体地，如图3所示，胎架单元300包括中套筒305，以及分别与中套筒305螺纹配合连接的上支撑杆307和下支撑杆304，中套筒305内开设有螺纹空腔，且中套筒305的外侧设有把手306，上支撑杆307的下部和下支撑杆304的上部对应设有相配合的螺纹段区域，通过转动中套筒305即可控制上支撑杆307和下支撑杆304的高度伸缩，实现整体支撑高度的调节控制。上支撑杆307顶端部设有耳架308，该耳架308用于与下面板102底部设置的耳板309配合安装连接。即实际安装时，在下面板102底部对应位置临时安装耳板309，耳板309和耳架308上均对应开设有安装孔，通过螺栓或销轴紧固并配合紧固螺母和垫片即可将耳板309和耳架308连接固定，实现胎架单元300对下面板102的稳定支撑，下支撑杆304的底部还设有底盘301。该胎架单元300结构可快速拆除及搭设，提高了材料周转率及拼装速度，且采用耳板309和耳架308固定连接方式，具有一定的变形余量，避免刚性连接造成面板变形而影响弯扭构件加工精度。

本实施例的辅助定位系统，专门针对特殊的异型钢弯扭构件施工，通过简单的结构设计，利用多组胎架单元300相配合实现对下面板102的稳定支撑，并能够根据实际施工需求，灵活调整胎架单元300的支撑高度，利用上下配合的多组夹持单元200实现对弯曲延伸的外面板100和内面板101的定点夹持紧固，充分保障了弯扭构件整体的定位精度和稳定性，防止其在组装过程中变形，确保弯扭构件的加工精度及质量，使其满足特殊造型结构。

实施例2

本实施例的一种异型钢结构弯扭构件用辅助定位系统，基本同实施例1，更进一步地，本实施例中还包括支撑于外面板100和内面板101之间的中撑杆500，如图1所示，沿弯扭构件的长度延伸方向，分别间隔设置有多组中撑杆500，中撑杆500的两端位置与夹持单元200的两端夹持位置内外对应。中撑杆500的两端设有与外面板100和内面板101内壁形状相适应贴合的贴板，可以有效增加两端稳定支撑面积，更进一步地，中撑杆500上还设有沿外面板100和内面板101高度方向延伸的中间支撑板，图1中并未画出；上下方的中间支撑板相对应相接对外面板100和内面板101的高度方向区域进行有效支撑，并与外部对应位置的外靠座202和内靠座204夹持相配合，实现全面夹持与定位支撑。

对应地，本实施例中外靠座202和内靠座204相对的壁面上分别开设有呈十字形分布的安装槽203；该安装槽203上用于卡接安装贴合板，贴合板同样与外面板100和内面板101外壁形状相适应贴合，有效增大夹持面积，保证夹持稳定。

更进一步地，本实施例中调节螺杆205端部可以直接设置把柄用于转动调节，亦可在远离外靠座202的端部设有连接头207，该连接头207用于与驱动杆209的配合接头208相配合安装。驱动杆209可采用如电机等多种动力部件驱动转动，从而驱动调节螺杆205的转动调节，操作更加方便快捷。

实施例3

本实施例的一种异型钢结构弯扭构件用辅助定位系统，基本同上述实施例，更进一步地，如图1所示，本实施例中相邻两组胎架单元300之间通过连接单元400连接，连接单元400包括中间的连接盘401，以及绕连接盘401呈X形分布的连接杆402，连接杆402的端部与下支撑杆304相连接。通过设置连接单元400可有效增强多组胎架单元300的安装支撑稳定性。

更进一步地，如图3所示，下支撑杆304上转动配合安装有多组转套303，每组转套303上设有连接支架302，连接支架302用于与连接杆402的端部相连。通过转套303的转动配合可以灵活调节连接杆402的连接安装方向，使其适应弯扭构件的弯曲延伸方向，满足使用需求。更进一步地，连接杆402可采用如气缸或其他动力驱动的伸缩杆，能够灵活控制伸缩长度，使其与弯扭构件的结构相适应。

如图1所示，本实施例中沿下面板102的宽度方向两侧，共设有两排胎架单元300，每排沿长度延伸方向分布有多组，同一排的相邻两组胎架单元300之间，以及前后两排对应位置的相邻两组胎架单元300之间均分别通过连接单元400相连，形成支撑连接网络。

实施例4

本实施例的一种异型钢结构弯扭构件用辅助定位系统，基本同上述实施例，更进一步地，本实施例中沿外面板100和内面板101的两端向中间区域靠近的长度延伸方向，夹持单元200的数量逐渐增多。即越靠近外面板100和内面板101的弯曲中间区域，夹持单元200和对应的中撑杆500设置越密集，两端区域的设置数量则相对减少。

对应地，本实施例中多组胎架单元300在下面板102下方呈非均匀性分布，沿下面板102两端向中部区域靠近的长度延伸方向，胎架单元300的数量逐渐减少，相邻胎架单元300之间的间距逐渐增大。即越靠近下面板102的弯曲中间区域，胎架单元300的设置排数越少，同一排相邻胎架单元300之间间距越大，两端区域则胎架单元300的数量相对密集。经实践验证，采用此种排布方式，弯扭构件的定位精度和安装质量更佳。

本实施例的一种异型钢结构弯扭构件用定位方法，采用上述多组夹持单元200、胎架单元300和中撑杆500进行配合定位，设置多组胎架单元300首先固定下面板102，然后安装两侧的外面板100和内面板101，在外面板100和内面板101之间间隔设置中撑杆500进行支撑，利用夹持单元200从上方和下方分别对外面板100和内面板101进行夹持收紧和固定。具体地，首先根据下面板102的形状特点和安装高度要求，在相应的位置设置多组胎架单元300并确定其整体支撑高度，在下面板102底部的相应安装位置上临时安装或焊接耳板309，然后通过耳板309和耳架308的连接实现对下面板102的固定，然后安装外面板100和内面板101，并利用中撑杆500和夹持单元200进行夹持固定，操作简单，成本较低，且施工质量较好。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种异型钢结构弯扭构件用辅助定位系统，其特征在于：包括夹持单元（200）和胎架单元（300），夹持单元（200）用于夹持在弯扭构件的外面板（100）和内面板（101）两侧，胎架单元（300）用于从底部支撑弯扭构件的下面板（102）；沿弯扭构件的长度延伸方向，分别间隔设置有多组夹持单元（200）和胎架单元（300）；还包括支撑于外面板（100）和内面板（101）之间的中撑杆（500），沿弯扭构件的长度延伸方向，分别间隔设置有多组中撑杆（500），中撑杆（500）的两端位置与夹持单元（200）的两端夹持位置内外对应；外面板（100）和内面板（101）的上部和下部的两侧均间隔设有夹持单元（200），且沿外面板（100）和内面板（101）的两端向中间区域靠近的长度延伸方向，夹持单元（200）的数量逐渐增多；夹持单元（200）包括用于环绕在外面板（100）和内面板（101）外侧的U形架（201），U形架（201）的开口两端位置分别设有外靠座（202）和固定座（206），固定座（206）内螺纹配合穿过有调节螺杆（205），调节螺杆（205）靠近外靠座（202）的端部对应设有内靠座（204），外靠座（202）和内靠座（204）用于夹紧在外面板（100）和内面板（101）外侧；外靠座（202）和内靠座（204）相对的壁面上分别开设有呈十字形分布的安装槽（203）；调节螺杆（205）远离外靠座（202）的端部设有连接头（207），该连接头（207）用于与驱动杆（209）的配合接头（208）相配合安装；多组胎架单元（300）在下面板（102）下方呈非均匀性分布，沿下面板（102）两端向中部区域靠近的长度延伸方向，胎架单元（300）的数量逐渐减少，相邻胎架单元（300）之间的间距逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的一种异型钢结构弯扭构件用辅助定位系统，其特征在于：胎架单元（300）包括中套筒（305），以及分别与中套筒（305）螺纹配合连接的上支撑杆（307）和下支撑杆（304），上支撑杆（307）端部设有耳架（308），该耳架（308）用于与下面板（102）底部设置的耳板（309）配合安装连接。

3.根据权利要求2所述的一种异型钢结构弯扭构件用辅助定位系统，其特征在于：相邻两组胎架单元（300）之间通过连接单元（400）连接，连接单元（400）包括中间的连接盘（401），以及绕连接盘（401）呈X形分布的连接杆（402），连接杆（402）的端部与下支撑杆（304）相连接。

4.根据权利要求3所述的一种异型钢结构弯扭构件用辅助定位系统，其特征在于：下支撑杆（304）上转动配合安装有多组转套（303），每组转套（303）上设有连接支架（302），连接支架（302）用于与连接杆（402）的端部相连。

5.一种异型钢结构弯扭构件用定位方法，采用如权利要求1-4任一项所述的辅助定位系统实现，其特征在于：采用多组夹持单元（200）、胎架单元（300）和中撑杆（500）进行配合定位，设置多组胎架单元（300）后首先固定下面板（102），然后安装两侧的外面板（100）和内面板（101），在外面板（100）和内面板（101）之间间隔设置中撑杆（500）进行支撑，利用夹持单元（200）从上方和下方分别对外面板（100）和内面板（101）进行夹持收紧和固定。

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