CN113235987B - 一种滑动式开启的轻型拱顶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滑动式开启的轻型拱顶，属于建筑施工技术领域。该滑动式轻型拱顶包括：主承重结构、覆膜结构、膜骨架、行走机构和就位装置；主承重结构的外表面上设有膜骨架，覆膜结构设置于膜骨架的外侧，行走机构设置于主承重结构的两侧，就位装置与行走机构连接。本发明的轻型拱顶具有施工快、重量轻、保温效果好、强度高、形成承重结构速度快的特点，适用于各类环境，特别是沿海台风较多的地区，可在保证强度的情况下迅速完成施工；本发明的拱顶采用行走机构和就位装置，使得拱顶具有滑动式的特点，具有开关便捷、风险度低，在特殊工况下，可在无电力情况下轻松开启或关闭拱顶；且本发明滑动式开启的轻型拱顶具备可拆卸的特点。

Description

一种滑动式开启的轻型拱顶

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，具体地涉及一种滑动式开启的轻型拱顶。

背景技术

在目前已建或者正在建造的核电站施工中，核电站的顶盖一般采用的是整片式圆形顶盖钢模板或分段式拱形(圆形)钢模板。其中，分段式钢模板存在施工周期长、安装工艺繁杂、分段施工期间坠物风险大、占用工程关键施工路径时间长等缺点；分段式钢模板在所有分段施工完成前无法对下方施工区域形成有效防护，造成内部施工受天气影响极大；且以上两类顶盖一旦施工完成，材料倒运等工作均无法再从上部直接引入核岛内，造成施工难度大大增加。

滑动式开启的轻型拱顶为全覆膜双层管桁架结构，在核电站建造过程中作为核岛重要的防护结构及施工运输通道，对核电站建造过程中的建筑防护及施工的材料运输方式的简化发挥着非常重要的作用。但由于此类拱顶具有跨度大、宽度大、高度高、安装精度高的特点，且一般横跨核岛两边最外侧墙体，安装标高段一般在65.0m以上，同时其需具备随时可开启的特点造成了施工工序较复杂施工难度较大。

基于此，急需要一种工期短、质量可控、安全风险低、经济可行的滑动式开启的轻型拱顶来解决传统的拱顶安装过程中存在的问题与不足。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种滑动式开启的轻型拱顶。该滑动式开启的轻型拱顶可以有效控制并减少因顶盖的施工的整个过程对现场其他施工的影响，显著提高施工效率与施工质量、缩短内部结构施工工期以及降低安全风险。

本发明通过以下技术方案实现：一种滑动式开启的轻型拱顶，包括：主承重结构、覆膜结构、膜骨架、行走机构和就位装置；所述主承重结构的外表面上设有膜骨架，所述覆膜结构设置于膜骨架的外侧，所述行走机构设置于主承重结构的两侧，所述就位装置与行走机构连接。

进一步地，所述主承重结构为双层拱状管桁架结构，包括：主受力弯曲钢管、型钢传力框架、连系型钢和支撑立柱；上下两根主受力弯曲钢管之间设有组成交错排列的型钢传力框架，左右两根主受力弯曲钢管之间平行设置连系型钢，所述主受力弯曲钢管的两端端口处设有支撑立柱。

进一步地，所述主承重结构上设有吊耳，所述吊耳沿着垂直于轻型拱顶的跨度方向对称布置于主受力弯曲钢管上。

进一步地，所述覆膜结构包括：顶膜、底膜、侧膜、防水膜、张紧钢索；所述防水膜设置于顶膜的接缝处，所述侧膜的一端与顶膜连接，所述侧膜的另一端与张紧钢索连接，所述底膜的两端与主承重结构的下表面固定连接。

进一步地，所述顶膜设置于主承重结构的上表面上，与主承重结构上表面的膜骨架固定连接，所述底膜与主承重结构下表面上的膜骨架固定连接。

进一步地，所述膜骨架包括：固定板、固定支撑板和侧膜骨架；所述固定板通过固定支撑板分别与主承重结构的上表面、下表面固定连接，所述侧膜骨架设置于主承重结构的四周，所述侧膜骨架的一端与型钢传力框架固定连接，所述侧膜骨架的另一端与主受力弯曲钢管固定连接。

进一步地，所述行走机构包括：滑动平台、行走轨道，所述滑动平台设置于行走轨道上，所述滑动平台与支撑立柱通过球铰支座连接。

进一步地，所述就位装置包括：限位立柱、限位横梁及膜固定装置；所述限位立柱上设有限位横梁，所述膜固定装置设置于限位立柱、限位横梁的外侧。

进一步地，所述就位装置还包括可拆卸式限位块，所述限位块设置于滑动平台的两侧，所述限位块的一端与限位立柱连接，所述限位块的另一端设置于限位横梁上。

进一步地，所述限位横梁与滑动平台通过侧限位轮连接。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的拱顶在主承重结构上使用膜结构，构成膜-管桁架结构，与传统钢拱顶及混凝土拱顶相比，具有施工快、重量轻、保温效果好、强度高、形成承重结构速度快的特点，适用于各类环境，特别是沿海台风较多的地区，可在保证强度的情况下迅速完成施工；本发明的拱顶采用行走机构和就位装置，使得拱顶具有滑动式的特点，相比于其他拱顶的开启方式，具有开关便捷、风险度低，在特殊工况下，可在无电力情况下轻松开启或关闭拱顶；且本发明滑动式开启的轻型拱顶具备可拆卸的特点。

附图说明

图1为本发明滑动式开启的轻型拱顶整体结构示意图；

图2为本发明滑动式开启的轻型拱顶的截面示意图；

图3为本发明主承重结构的平面示意图；

图4为本发明膜骨架结构的示意图；

图5为本发明膜骨架的细节示意图；

图6为本发明覆膜结构的示意图；

图7为本发明吊耳的示意图；

图8为本发明行走机构结构的示意图；

图9为本发明轻型拱顶的吊装就位示意图；

图中，1-主承重结构、3-膜骨架、4-行走机构、11-主受力弯曲钢管、12-型钢传力框架、13-连系型钢、14-支撑立柱、15-吊耳、21-顶膜、22-底膜、23-侧膜、24-防水膜、25-压板、26-张紧拉锁、27-固定螺栓、31-通长固定板、32-固定支撑板、33-侧膜骨架、41-滑动平台、42-行走轨道、51限位立柱、52-限位横梁、53-限位块、411-球铰支座、412-顶部平台、413-侧限位轮、541-固定用方管、542-膜结构固定型钢。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1-2，本发明滑动式开启的轻型拱顶包括：主承重结构1、覆膜结构、膜骨架3、行走机构4和就位装置；主承重结构1的外表面上设有膜骨架3，覆膜结构设置于膜骨架3的外侧，行走机构4设置于主承重结构1的两侧，就位装置与行走机构4连接。本发明滑动式开启的轻型拱顶通过覆膜结构来减轻拱顶的整体质量以有效减少施工风险及施工工期，通过行走机构4和就位装置来实现拱顶两端的自由滑动及保证拱顶就位时的稳定可靠性。

如图3为本发明的主承重结构的平面示意图，该主承重结构1为双层拱状管桁架结构，包括：主受力弯曲钢管11、型钢传力框架12、连系型钢13和支撑立柱14；上下两根主受力弯曲钢管11之间设有组成交错排列的型钢传力框架12，左右两根主受力弯曲钢管11之间平行设置连系型钢13，主受力弯曲钢管11的两端端口处设有支撑立柱14，支撑立柱14通过焊接的方式固定在滑动式开启轻型拱顶的主受力弯曲钢管11上。如图7，主承重结构1上设有吊耳15，吊耳15沿着垂直于轻型拱顶的跨度方向对称布置于主受力弯曲钢管11上，使得吊耳15的方向与跨度方向相同，通过利用有限元分析软件计算拱顶吊装状态下的受力点，在主受力弯曲钢管11上设置拱顶翻身及吊装过程的吊耳15位置。双层拱状管桁架结构与传统钢拱顶大截面主次钢梁相比，大大减轻了拱顶的自重，同时，提高了强度。

如图6为本发明的覆膜结构示意图，该覆膜结构包括：顶膜21、底膜22、侧膜23、防水膜24、张紧钢索26；防水膜24设置于顶膜21的接缝处，侧膜23的一端与顶膜21连接，侧膜23的另一端与张紧钢索26连接，底膜22的两端与主承重结构1的下表面固定连接。顶膜21设置于主承重结构1的上表面上，与主承重结构1上表面的膜骨架3固定连接，防水膜24设置于顶膜21的接缝处，防水膜24与顶膜21的接缝下方设有压板25来固定顶膜21，防水膜24通过焊接的方式与两侧顶膜21的接缝位置固定连接，防止顶膜21接缝位置漏水。侧膜23的一端与顶膜21连接，连接位置覆盖防水膜24，侧膜23的另一端与膜固定装置连接，底膜22的两端通过固定螺栓27与主承重结构1的下表面上的膜骨架3固定连接。

如图4-5为膜骨架示意图，该膜骨架3包括：通长固定板31、固定支撑板32和侧膜骨架33；通长固定板31通过固定支撑板32分别与主承重结构1的上表面、下表面上的主受力弯曲钢管11通过焊接固定连接，顶膜21和底膜22均设置在通长固定板31上；侧膜骨架33设置于主承重结构1的四周，侧膜骨架33的一端与型钢传力框架12通过焊接固定连接，侧膜骨架33的另一端与主受力弯曲钢管11通过焊接固定连接，侧膜骨架33保证拱顶在锁定位置时，使得行走机构不会受天气影响。

如图8为行走机构结构的示意图，行走机构4用于滑动式开启的轻型拱顶的开启与闭合，该行走机构4包括：滑动平台41、行走轨道42，滑动平台41固定于主承重结构1的底部，与支撑立柱14的下部通过焊接连接，滑动平台41设置于行走轨道42上，滑动平台41与支撑立柱14通过球铰支座411连接。

本发明的就位装置包括：限位立柱51、限位横梁52及膜固定装置；限位立柱51上设有限位横梁52，限位横梁52与滑动平台41通过侧限位轮413连接，通过限位立柱51及限位横梁52限制滑动平台41侧向位移，从而保证了拱顶的跨度及拱高不发生较大变化。膜固定装置设置于限位立柱51、限位横梁52的外侧，膜固定装置用于滑动式开启的轻型拱顶在关闭状态时固定覆膜结构。该就位装置还包括可拆卸式限位块53，限位块53设置于滑动平台41的两侧，限位块53的一端与限位立柱51固定连接，限位块53的另一端设置于限位横梁52上，通过限位块53锁定滑动平台41，保证拱顶在静止状态时不会发生意外滑动。

如图9，将本发明滑动式开启的轻型拱顶通过吊耳15采用整体吊装的方式将主承重结构及覆膜结构整体组装到核电站的顶部，使得主承重结构1的支撑立柱14沿着滑动平台41上的球铰支座411上表面的限位块53进行就位；就位后采用全站仪及水准仪对可开启拱顶的定位控制网点进行测量，利用球铰支座411对拱顶的定位精度微调至符合设计要求，最后将支撑立柱14的底面与球铰支座411进行焊接加固，将侧膜23展开后通过固定用方管541与膜固定型钢542连接固定，固定用方钢管541上开槽，并穿过一颗螺丝，将固定用方钢管541固定在膜固定型钢542上并使得固定用方钢管541在预先留的槽内滑动。当滑动式顶盖开启时，侧膜23可通过固定用方钢管541直接在膜固定型钢542上滑动。若行进过程有障碍物，则可直接拆除固定用方钢管541，将侧膜23收起后开启拱顶。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种滑动式开启的轻型拱顶，其特征在于，包括：主承重结构（1）、覆膜结构、膜骨架（3）、行走机构（4）和就位装置；所述主承重结构（1）的外表面上设有膜骨架（3），所述覆膜结构设置于膜骨架（3）的外侧，所述行走机构（4）设置于主承重结构（1）的两侧，所述就位装置与行走机构（4）连接；

所述覆膜结构包括：顶膜（21）、底膜（22）、侧膜（23）、防水膜（24）、张紧钢索（26）；所述防水膜（24）设置于顶膜（21）的接缝处，所述侧膜（23）的一端与顶膜（21）连接，所述侧膜（23）的另一端与张紧钢索（26）连接，所述底膜（22）的两端与主承重结构（1）的下表面固定连接；

所述主承重结构（1）为双层拱状管桁架结构，包括：主受力弯曲钢管（11）、型钢传力框架（12）、连系型钢（13）和支撑立柱（14）；上下两根主受力弯曲钢管（11）之间设有组成交错排列的型钢传力框架（12），左右两根主受力弯曲钢管（11）之间平行设置连系型钢（13），所述主受力弯曲钢管（11）的两端端口处设有支撑立柱（14）；

所述行走机构（4）包括：滑动平台（41）、行走轨道（42），所述滑动平台（41）设置于行走轨道（42）上，所述滑动平台（41）与支撑立柱（14）通过球铰支座（411）连接；

所述就位装置包括：限位立柱（51）、限位横梁（52）及膜固定装置；所述限位立柱（51）上设有限位横梁（52），所述膜固定装置设置于限位立柱（51）、限位横梁（52）的外侧。

2.根据权利要求1所述滑动式开启的轻型拱顶，其特征在于，所述主承重结构（1）上设有吊耳（15），所述吊耳（15）沿着垂直于轻型拱顶的跨度方向对称布置于主受力弯曲钢管（11）上。

3.根据权利要求1所述滑动式开启的轻型拱顶，其特征在于，所述顶膜（21）设置于主承重结构（1）的上表面上，与主承重结构（1）上表面的膜骨架（3）固定连接，所述底膜（22）与主承重结构（1）下表面上的膜骨架（3）固定连接。

4.根据权利要求1所述滑动式开启的轻型拱顶，其特征在于，所述膜骨架（3）包括：通长固定板（31）、固定支撑板（32）和侧膜骨架（33）；所述通长固定板（31）通过固定支撑板（32）分别与主承重结构（1）的上表面、下表面固定连接，所述侧膜骨架（33）设置于主承重结构（1）的四周，所述侧膜骨架（33）的一端与型钢传力框架（12）固定连接，所述侧膜骨架（33）的另一端与主受力弯曲钢管（11）固定连接。

5.根据权利要求1所述滑动式开启的轻型拱顶，其特征在于，所述就位装置还包括可拆卸式限位块（53），所述限位块（53）设置于滑动平台（41）的两侧，所述限位块（53）的一端与限位立柱（51）连接，所述限位块（53）的另一端设置于限位横梁（52）上。

6.根据权利要求1所述滑动式开启的轻型拱顶，其特征在于，所述限位横梁（52）与滑动平台（41）通过侧限位轮（413）连接。

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