CN219386680U - 基于bim的高铁站房快速柱梁连接节点结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于BIM的高铁站房快速柱梁连接节点结构，包括立柱和横梁，立柱上端侧部固定连接有与横梁端部对接的型钢接头，型钢接头的腹板上开设有若干第一连接孔，横梁的腹板两端部开设有若干第二连接孔，型钢接头的腹板左侧和右侧分别设有一个合页，两个合页的固定板分别与型钢接头的腹板两侧贴合并通过至少两个第一快拆销轴组件连接，每个合页的活动板均通过上下间隔布置的两个第二快拆销轴组件连接有连接板，连接板上开设有分别与第一连接孔和第二连接孔一一对应贯通的第三连接孔。本实用新型与BIM技术相结合，原理科学、方便操作、施工快捷且安全性高，减少了吊车使用时间，立柱强度也大大提高，从而提升高铁站房的施工质量。

Description

基于BIM的高铁站房快速柱梁连接节点结构

技术领域

本实用新型属于建筑工程施工技术领域，具体涉及一种基于BIM的高铁站房快速柱梁连接节点结构。

背景技术

BIM（Building Information Modeling）技术已经在全球范围内得到业界的广泛认可，它可以帮助实现建筑信息的集成，从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中，设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等各方人员可以基于BIM进行协同工作，它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点，有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展。

近些年来，随着我国高速铁路的快速建设，高铁站房的建设也齐头并进，由于高架站房跨度较大，高架站房的基本框架通常采用钢结构搭建而成，高铁站房中柱梁（立柱和横梁）节点作为钢结构间的传力枢纽，它可传递柱梁之间的结构内力及为柱梁构件提供约束，对整个框架承载力具有重要作用。目前，立柱与横梁的连接节点在施工过程中，存在以下问题：

1）在施工横梁与立柱的连接节点时，需要大型汽车吊长时间吊着横梁，工人还要将连接板提到高空连接节点处，并且需要左右两侧的连接孔均一一对应后，才可穿入高强螺栓，直到横梁两端与对应的立柱采用高强螺栓连接完毕后，汽车吊才能对下一根横梁进行吊装作业，这样就占用较长汽车吊的时间，影响施工进度，增加施工成本。

2）立柱采用H型钢，由于无法浇筑混凝土，使得立柱的强度较弱，而且旅客在站房内行走不小心触碰到立柱的棱角，容易受伤。

因此，亟需将BIM技术应用到高铁站房柱梁连接节点结构上已解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、操作简便、施工快捷、立柱强度高、安全可靠的基于BIM的高铁站房快速柱梁连接节点结构。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：基于BIM的高铁站房快速柱梁连接节点结构，包括竖向设置的立柱和水平设置的横梁，立柱上端侧部固定连接有与横梁端部对接的型钢接头，型钢接头和横梁均为水平H型钢，型钢接头的腹板上开设有若干第一连接孔，横梁的腹板两端部开设有若干第二连接孔，型钢接头的腹板左侧和右侧分别设有一个合页，两个合页的固定板分别与型钢接头的腹板两侧贴合并通过至少两个第一快拆销轴组件连接，每个合页的活动板均通过上下间隔布置的两个第二快拆销轴组件连接有连接板，连接板上开设有分别与第一连接孔和第二连接孔一一对应贯通的第三连接孔。

第一快拆销轴组件包括一根第一销轴和一个第一剪式弹性卡，第一销轴一端外圆开设有第一环形槽，第一销轴另一端一体设有限位盖；

第二快拆销轴组件包括一根第二销轴和一个第二剪式弹性卡，第二销轴一端外圆开设有第二环形槽，第二销轴另一端外圆为螺纹杆结构；

第一剪式弹性卡和第二剪式弹性卡的结构相同，第一剪式弹性卡中部沿长度方向依次开设有连通的喇叭导向开口、过渡长孔、定位卡孔、伸缩缝和拉拔孔，喇叭导向开口外大内小，定位卡孔内径大于过渡长孔直径，定位卡孔内径小于或等于环形槽外径；

第一剪式弹性卡的定位卡孔卡接在第一环形槽内限定第一销轴的轴向位置，第一剪式弹性卡与合页的固定板之间设有套在第一销轴上的第一垫圈；

连接板上开设有螺纹孔，第二销轴的螺纹杆结构一端伸入并螺纹连接在螺纹孔内，第二剪式弹性卡的定位卡孔卡接在第二环形槽内，第二剪式弹性卡与合页的活动板之间设有套在第二销轴上的第二垫圈。

立柱包括外钢管和设在外钢管内部的竖向H型钢，竖向H型钢上下两端外侧分别与外钢管上下端口内圆焊接为一体，竖向H型钢将外钢管内部分隔为四个空腔，竖向H型钢自上而下设有若干连通相邻两个空腔的透浆孔，四个空腔内浇筑有混凝土砂浆；型钢接头穿过外钢管与竖向H型钢固定连接并预埋在混凝土砂浆内。

竖向H型钢上固定连接有伸入到四个空腔内的若干条锚固筋。

采用上述技术方案，本实用新型在工厂制作时，型钢接头预先与立柱固定连接为一体，并在型钢接头的腹板两侧面分别设置一套合页和连接板，连接板旋转到邻近立柱一侧，使用胶带将连接板与型钢接头临时固定。本实用新型的施工过程具体为：先在预定的位置施工立柱，立柱竖立后，通过外钢管上端口向内部浇注混凝土砂浆，混凝土砂浆凝固后，外钢管和竖向H型钢结合为整体。接着在相邻两根立柱之间连接横梁，吊车将横梁起吊到预定高度，骑坐在型钢接头上的工人微调横梁的方向，使横梁两端分别与相邻的型钢接头对接，然后揭掉左右两侧的胶带，分别转动两块连接板，使两块连接板旋转到与横梁的腹板相贴合后， 此时连接板上的第三连接孔分别与第一连接孔和第二连接孔一一对应贯通，接着在对应贯通的连接孔内穿入高强螺栓并使用扳手拧紧螺母，直到所有高强螺栓均紧固连接，横梁安装完成，吊车的吊绳松开横梁，吊车继续吊装下一根横梁。此时，工人使用工具（拉钩）钩住第二剪式弹性卡上的拉拔孔，稍用力即可将第二剪式弹性卡的定位卡孔与第二销轴上的第二环形槽脱离，取下第二剪式弹性卡和第二垫圈，旋转第二销轴，使第二销轴的螺纹杆结构脱离连接板上的螺纹孔，合页的活动板脱离连接板；接着按照使用工具（拉钩）钩住第一剪式弹性卡上的拉拔孔，稍用力即可将第一剪式弹性卡的定位卡孔与第一销轴上的第一环形槽脱离，取下第一剪式弹性卡和第一垫圈，然后将第一销轴抽出，合页的固定板与型钢接头的腹板分离，自此完成立柱与横梁的节点连接施工。将拆卸下来的合页、销轴、剪式弹性卡和垫圈收集到一起，以备下次复用。

本实用新型通过在型钢接头上设置合页及连接板，不用现场吊装及调节连接板的位置保证各个连接孔均一一对应，操作简便、减轻了劳动强度、提高了工作效率，提高了高空作业的安全性。通过合页设置的位置，旋转连接板可精准将连接板旋转对应到与型钢接头和横梁对接的位置。在高强螺栓连接紧固到位后，将第一快拆销轴组件和第二快拆销轴组件拆卸，可重复使用。

可根据剪式弹性卡与合页之间的间隙大小来更换不同厚度的第一垫圈和第二垫圈。当然也可不使用第一垫圈和第二垫圈。剪式弹性卡的结构简单，采用弹簧钢片制成，喇叭导向开口方便安装到销轴的环形槽内，由于伸缩缝和拉拔孔的设置，剪式弹性卡形成夹紧销轴的两片结构，这样可确保卡接的可靠性，确保对销轴的轴向定位。

外钢管的设置，将竖向H型钢包裹住，形成圆柱状的立柱，表面没有棱角，即使旅客不小心触碰到也不会有严重的伤害。更重要的是外钢管进一步提高了立柱的支撑强度，外钢管为竖向H型钢提供了浇注混凝土的外模板，并且浇注后不再拆卸，竖向H型钢通过与混凝土砂浆的结合，强度和刚度大大提升，从而保障高铁站房的安全可靠性。锚固筋的设置，可提高竖向H型钢与混凝土砂浆的结合强度；透浆孔的设置，使四个空腔内部贯通，混凝土砂浆通过透浆孔相互贯通结合，进一步提升混凝土凝固后的强度。

综上所述，本实用新型与BIM技术相结合，原理科学、方便操作、施工快捷且安全性高，减少了吊车使用时间，立柱强度也大大提高，从而提升高铁站房的施工质量，本实用新型实用性强，易于推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图；

图2是图1中合页与连接板的平面放大图；

图3是图2中第一剪式弹性卡和第二剪式弹性卡的放大图；

图4是立柱的横断面示意图。

具体实施方式

如图1-图4所示，本实用新型的基于BIM的高铁站房快速柱梁连接节点结构，包括竖向设置的立柱1和水平设置的横梁2，立柱1上端侧部固定连接有与横梁2端部对接的型钢接头3，型钢接头3和横梁2均为水平H型钢，型钢接头3的腹板上开设有若干第一连接孔，横梁2的腹板两端部开设有若干第二连接孔，型钢接头3的腹板左侧和右侧分别设有一个合页4，两个合页4的固定板分别与型钢接头3的腹板两侧贴合并通过至少两个第一快拆销轴组件5连接，每个合页4的活动板均通过上下间隔布置的两个第二快拆销轴组件6连接有连接板7，连接板7上开设有分别与第一连接孔和第二连接孔一一对应贯通的第三连接孔8。

第一快拆销轴组件5包括一根第一销轴9和一个第一剪式弹性卡10，第一销轴9一端外圆开设有第一环形槽，第一销轴9另一端一体设有限位盖；

第二快拆销轴组件6包括一根第二销轴11和一个第二剪式弹性卡12，第二销轴11一端外圆开设有第二环形槽，第二销轴11另一端外圆为螺纹杆结构；

第一剪式弹性卡10和第二剪式弹性卡12的结构相同，第一剪式弹性卡10中部沿长度方向依次开设有连通的喇叭导向开口13、过渡长孔14、定位卡孔15、伸缩缝16和拉拔孔17，喇叭导向开口13外大内小，定位卡孔15内径大于过渡长孔14直径，定位卡孔15内径小于或等于环形槽外径；

第一剪式弹性卡10的定位卡孔15卡接在第一环形槽内限定第一销轴9的轴向位置，第一剪式弹性卡10与合页4的固定板之间设有套在第一销轴9上的第一垫圈18；

连接板7上开设有螺纹孔，第二销轴11的螺纹杆结构一端伸入并螺纹连接在螺纹孔内，第二剪式弹性卡12的定位卡孔15卡接在第二环形槽内，第二剪式弹性卡12与合页4的活动板之间设有套在第二销轴11上的第二垫圈19。

立柱1包括外钢管20和设在外钢管20内部的竖向H型钢21，竖向H型钢21上下两端外侧分别与外钢管20上下端口内圆焊接为一体，竖向H型钢21将外钢管20内部分隔为四个空腔，竖向H型钢21自上而下设有若干连通相邻两个空腔的透浆孔22，四个空腔内浇筑有混凝土砂浆23；型钢接头3穿过外钢管20与竖向H型钢21固定连接并预埋在混凝土砂浆23内。竖向H型钢21上固定连接有伸入到四个空腔内的若干条锚固筋24。

本实用新型在工厂制作时，型钢接头3预先与立柱1固定连接为一体，并在型钢接头3的腹板两侧面分别设置一套合页4和连接板7，连接板7旋转到邻近立柱1一侧，使用胶带将连接板7与型钢接头3临时固定。本实用新型的施工过程具体为：先在预定的位置施工立柱1，立柱1竖立后，通过外钢管20上端口向内部浇注混凝土砂浆23，混凝土砂浆23凝固后，外钢管20和竖向H型钢21结合为整体。接着在相邻两根立柱1之间连接横梁2，吊车将横梁2起吊到预定高度，骑坐在型钢接头3上的工人微调横梁2的方向，使横梁2两端分别与相邻的型钢接头3对接，然后揭掉左右两侧的胶带，分别转动两块连接板7，使两块连接板7旋转到与横梁2的腹板相贴合后， 此时连接板7上的第三连接孔8分别与第一连接孔和第二连接孔一一对应贯通，接着在对应贯通的连接孔内穿入高强螺栓并使用扳手拧紧螺母，直到所有高强螺栓均紧固连接，横梁2安装完成，吊车的吊绳松开横梁2，吊车继续吊装下一根横梁2。此时，工人使用工具（拉钩）钩住第二剪式弹性卡12上的拉拔孔17，稍用力即可将第二剪式弹性卡12的定位卡孔15与第二销轴11上的第二环形槽脱离，取下第二剪式弹性卡12和第二垫圈19，旋转第二销轴11，使第二销轴11的螺纹杆结构脱离连接板7上的螺纹孔，合页4的活动板脱离连接板7；接着按照使用工具（拉钩）钩住第一剪式弹性卡10上的拉拔孔17，稍用力即可将第一剪式弹性卡10的定位卡孔15与第一销轴9上的第一环形槽脱离，取下第一剪式弹性卡10和第一垫圈18，然后将第一销轴9抽出，合页4的固定板与型钢接头3的腹板分离，自此完成立柱1与横梁2的节点连接施工。将拆卸下来的合页4、销轴、剪式弹性卡和垫圈收集到一起，以备下次复用。

本实用新型通过在型钢接头3上设置合页4及连接板7，不用现场吊装及调节连接板7的位置保证各个连接孔均一一对应，操作简便、减轻了劳动强度、提高了工作效率，提高了高空作业的安全性。通过合页4设置的位置，旋转连接板7可精准将连接板7旋转对应到与型钢接头3和横梁2对接的位置。在高强螺栓连接紧固到位后，将第一快拆销轴组件5和第二快拆销轴组件6拆卸，可重复使用。

可根据剪式弹性卡与合页4之间的间隙大小来更换不同厚度的第一垫圈18和第二垫圈19。当然也可不使用第一垫圈18和第二垫圈19。剪式弹性卡的结构简单，采用弹簧钢片制成，喇叭导向开口13方便安装到销轴的环形槽内，由于伸缩缝16和拉拔孔17的设置，剪式弹性卡形成夹紧销轴的两片结构，这样可确保卡接的可靠性，确保对销轴的轴向定位。

外钢管20的设置，将竖向H型钢21包裹住，形成圆柱状的立柱1，表面没有棱角，即使旅客不小心触碰到也不会有严重的伤害。更重要的是外钢管20进一步提高了立柱1的支撑强度，外钢管20为竖向H型钢21提供了浇注混凝土的外模板，并且浇注后不再拆卸，竖向H型钢21通过与混凝土砂浆23的结合，强度和刚度大大提升，从而保障高铁站房的安全可靠性。锚固筋24的设置，可提高竖向H型钢21与混凝土砂浆23的结合强度；透浆孔22的设置，使四个空腔内部贯通，混凝土砂浆23通过透浆孔22相互贯通结合，进一步提升混凝土凝固后的强度。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.基于BIM的高铁站房快速柱梁连接节点结构，包括竖向设置的立柱和水平设置的横梁，立柱上端侧部固定连接有与横梁端部对接的型钢接头，其特征在于：型钢接头和横梁均为水平H型钢，型钢接头的腹板上开设有若干第一连接孔，横梁的腹板两端部开设有若干第二连接孔，型钢接头的腹板左侧和右侧分别设有一个合页，两个合页的固定板分别与型钢接头的腹板两侧贴合并通过至少两个第一快拆销轴组件连接，每个合页的活动板均通过上下间隔布置的两个第二快拆销轴组件连接有连接板，连接板上开设有分别与第一连接孔和第二连接孔一一对应贯通的第三连接孔。

2.根据权利要求1所述的基于BIM的高铁站房快速柱梁连接节点结构，其特征在于：第一快拆销轴组件包括一根第一销轴和一个第一剪式弹性卡，第一销轴一端外圆开设有第一环形槽，第一销轴另一端一体设有限位盖；

第二快拆销轴组件包括一根第二销轴和一个第二剪式弹性卡，第二销轴一端外圆开设有第二环形槽，第二销轴另一端外圆为螺纹杆结构；

第一剪式弹性卡和第二剪式弹性卡的结构相同，第一剪式弹性卡中部沿长度方向依次开设有连通的喇叭导向开口、过渡长孔、定位卡孔、伸缩缝和拉拔孔，喇叭导向开口外大内小，定位卡孔内径大于过渡长孔直径，定位卡孔内径小于或等于环形槽外径；

第一剪式弹性卡的定位卡孔卡接在第一环形槽内限定第一销轴的轴向位置，第一剪式弹性卡与合页的固定板之间设有套在第一销轴上的第一垫圈；

连接板上开设有螺纹孔，第二销轴的螺纹杆结构一端伸入并螺纹连接在螺纹孔内，第二剪式弹性卡的定位卡孔卡接在第二环形槽内，第二剪式弹性卡与合页的活动板之间设有套在第二销轴上的第二垫圈。

3.根据权利要求1或2所述的基于BIM的高铁站房快速柱梁连接节点结构，其特征在于：立柱包括外钢管和设在外钢管内部的竖向H型钢，竖向H型钢上下两端外侧分别与外钢管上下端口内圆焊接为一体，竖向H型钢将外钢管内部分隔为四个空腔，竖向H型钢自上而下设有若干连通相邻两个空腔的透浆孔，四个空腔内浇筑有混凝土砂浆；型钢接头穿过外钢管与竖向H型钢固定连接并预埋在混凝土砂浆内。

4.根据权利要求3所述的基于BIM的高铁站房快速柱梁连接节点结构，其特征在于：竖向H型钢上固定连接有伸入到四个空腔内的若干条锚固筋。