1.本发明涉及钢桁架制造技术领域，具体涉及一种大载荷无柱弧形顶板模架及其施工方法。


背景技术：

2.钢桁架被广泛用于建构筑物的顶部支撑。传统钢桁架为整体结构或者焊接结构，需要现场制作安装，安装难度大，并且当有部分损坏时便需要整体更换，这无疑提升了建筑成本。基于上述问题，现有技术中公开了拼装型钢桁架，其能够有效解决安装难的问题。
3.在实现本发明过程中，申请人发现现有技术中至少存在如下问题：但是现有的钢桁架是在水平方向上将原有的整体式钢桁架分割成数块，对竖直方向的钢桁架则并未进行必要的合理分割，这使整体顶板不能够完全符合理论计算的力学要求，造成了材料的浪费，同时大载荷的无柱弧形顶板，其易损位置需要针对性加强，而前述拼装结构的钢桁架不能对顶板竖直方向需要加强的部位进行单独制作，基于前述问题，提出本发明。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种大载荷无柱弧形顶板模架及其施工方法，其采用的拼装钢桁架拱结构，通过水平方向与竖直方向的拼装结构，无需现场焊接作业，钢桁架拱结构更符合理论计算的力学要求，减少对材料的浪费，由于对所述拱结构的竖直方向的钢桁架进行了必要分割，从而能够针对某一区域的竖向支撑进行单独制作或者替换，维护成本及制作成本低。
5.为达上述目的，本发明提供一种大载荷无柱弧形顶板模架，包括拼装钢桁架拱结构，所述拼装钢桁架拱结构具有弧形顶壁，所述弧形顶壁上间隔固定设置有多个防滑块，所述防滑块具有止位空间，多个所述防滑块分别具有的止位空间中一一对应设置有支撑块，所述支撑块远离所述弧形顶壁的一侧设有顶板模板。
6.优选地，所述拼装钢桁架拱结构包括对应于顶板中间区域的第一拱架组件、对应于顶板第一边侧区域的第二拱架组件、对应于顶板第二边侧区域的第三拱架组件，所述第二拱架组件与所述第三拱架组件分别拼装连接于所述第一拱架组件的两侧以架空所述第一拱架组件，所述第一拱架组件、第二拱架组件、第三拱架组件的顶面形成的形状与顶板的预定形状一致，所述的第二拱架组件至少包括沿高度方向相邻设置的第一拱单元、第二拱单元，所述第二拱单元处于所述第一拱单元与所述第一拱架组件之间，所述第三拱架组件与所述第二拱架组件结构相同且关于所述第一拱架组件的处于高度方向的中心对称面对称。
7.优选地，所述第一拱架组件至少包括沿水平方向依次拼装的第一水平组件、第二水平组件，所述第一水平组件与所述第二水平组件的结构相同且关于所述中心对称面对称。
8.优选地，所述第一水平组件包括沿水平方向依次拼接的第三拱单元、第四拱单元、
第五拱单元、第六拱单元，其中所述第三拱单元处于所述第二拱单元与所述第四拱单元之间，所述第六拱单元处于所述第五拱单元与所述第二水平组件中的第六拱单元之间。
9.优选地，所述第一水平组件中还包括第七拱单元，所述第七拱单元处于所述第四拱单元的下方且其同时与所述第三拱单元及第四拱单元形成拼装连接。
10.优选地，所述第三拱单元包括对应于所述顶板的第三弧板、处于水平方向的第三水平板、处于高度方向上的第三竖板，所述第三弧板、第二水平板、第三竖板三者焊接形成三角框架结构；和/或，所述第四拱单元包括对应于所述顶板的第四弧板、处于水平方向的第四水平板、处于高度方向上的第四左竖板、第四右竖板，所述第四弧板、第四左竖板、第四水平板、第四右竖板焊接形成四边框架结构；和/或，所述第五拱单元包括对应于所述顶板的第五弧板、处于水平方向的第五水平板、处于高度方向上的第五竖板，所述第五弧板、第五水平板、第五竖板三者焊接形成三角框架结构；和/或，所述第六拱单元包括对应于所述顶板的第六弧板、处于水平方向的第六水平板、处于高度方向上的第六左竖板、第六右竖板，所述第六弧板、第六左竖板、第六水平板、第六右竖板焊接形成四边框架结构；和/或，所述第七拱单元包括对应于所述顶板的第七上水平板、处于水平方向的第七下水平板、处于高度方向上的第七左竖板、第七右竖板，所述第七上水平板、第七左竖板、第七下水平板、第七右竖板焊接形成四边框架结构。
11.优选地，所述第三弧板的一端与所述第二弧板拼装连接，所述第三弧板的另一端与所述第四弧板拼装连接；和/或，所述第四右竖板与所述第七右竖板处于同一竖直线上且拼装连接；和/或，所述第三水平板与所述第七下水平板处于同一水平线上且拼装连接。
12.优选地，所述顶板模板为复合板；和/或，所述防滑块由角钢制作；和/或，所述支撑块采用方木制作。
13.本发明还提供一种顶板模架结构施工方法，所述顶板模架结构为上述的顶板模架，包括如下步骤：
14.依据预设间距安装底部可调托座；
15.由顶板跨中位置向两侧位置依次安装支撑立柱，所述支撑立柱与所述底部可调托座一一对应；
16.安装弧形拱结构至支撑立柱顶端的u型托槽中；
17.在所述弧形拱结构的顶壁上侧焊接多个防滑块，多个所述防滑块按照预设位置间隔设置；
18.将多个支撑块一一对应的放置于所述防滑块的止位区域；
19.将顶板模板定位置于所述支撑块上。
20.优选地，所述支撑立柱施工有上下多层，上层与下层的支撑立柱处于同一竖向中心线上。
21.上述技术方案具有如下有益效果：所述拼装钢桁架拱结构中的第一拱架组件通过处于其两侧第二拱架组件以及第三拱架组件实现无柱弧形顶板支撑，三者之间通过拼装的方式实现可拆卸的连接，旨在对大跨度的拱结构进行水平方向的合理分割，同时所述第二拱架组件以及第三拱架组件则通过沿高度方向设置的第一拱单元及第二拱单元实现对竖直方向的钢桁架的合理分割，无需现场焊接作业，所述拼装钢桁架拱结构更符合理论计算的力学要求，减少对材料的浪费，由于对所述拱结构的竖直方向的钢桁架进行了必要分割，
从而能够针对某一区域的竖向支撑进行单独制作或者替换，维护成本及制作成本低。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本发明实施例中用于大载荷无柱弧形顶板的拼装钢桁架拱结构的总体结构示意图；
24.图2为图1中的第一拱单元结构示意图；
25.图3为图1中的第二拱单元结构示意图；
26.图4为图1中的第三拱单元结构示意图；
27.图5为图1中的第四拱单元结构示意图；
28.图6为图1中的第五拱单元结构示意图；
29.图7为图1中的第六拱单元结构示意图；
30.图8为图1中的第七拱单元结构示意图。
31.附图标记表示为：
32.11、第一拱单元；111、第一弧板；112、第一水平板；113、第一竖板；114、顶水平板；12、第二拱单元；121、第二弧板；122、第二水平板；123、第二竖板；13、第三拱单元；131、第三弧板；132、第三水平板；133、第三竖板；14、第四拱单元；141、第四弧板；142、第四水平板；143、第四左竖板；144、第四右竖板；15、第五拱单元；151、第五弧板；152、第五水平板；153、第五竖板；16、第六拱单元；161、第六弧板；162、第六水平板；163、第六左竖板；164、第六右竖板；17、第七拱单元；171、第七上水平板；172、第七下水平板；173、第七左竖板；174、第七右竖板；18、斜撑加强筋；100、弧形顶壁。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.根据本发明的实施例，提供一种用于大载荷无柱弧形顶板的拼装钢桁架拱结构，其特征在于，包括对应于顶板中间区域的第一拱架组件、对应于顶板第一边侧区域的第二拱架组件、对应于顶板第二边侧区域的第三拱架组件，所述第二拱架组件与所述第三拱架组件分别拼装连接于所述第一拱架组件的两侧以架空所述第一拱架组件，所述第一拱架组件、第二拱架组件、第三拱架组件的顶面形成的形状与顶板的预定形状一致，所述的第二拱架组件至少包括沿高度方向相邻设置的第一拱单元11、第二拱单元12，所述第二拱单元12处于所述第一拱单元11与所述第一拱架组件之间，所述第三拱架组件与所述第二拱架组件结构相同且关于所述第一拱架组件的处于高度方向的中心对称面对称。该技术方案中，所述拼装钢桁架拱结构中的第一拱架组件通过处于其两侧第二拱架组件以及第三拱架组件
实现无柱弧形顶板支撑，三者之间通过拼装的方式实现可拆卸的连接，旨在对大跨度的拱结构进行水平方向的合理分割，同时所述第二拱架组件以及第三拱架组件则通过沿高度方向设置的第一拱单元11及第二拱单元12实现对竖直方向的钢桁架的合理分割，无需现场焊接作业，所述拼装钢桁架拱结构更符合理论计算的力学要求，减少对材料的浪费，由于对所述拱结构的竖直方向的钢桁架进行了必要分割，从而能够针对某一区域的竖向支撑进行单独制作或者替换，维护成本及制作成本低。
35.为了进一步提升所述拱结构的力学合理性，优选地，所述第一拱架组件至少包括沿水平方向依次拼装的第一水平组件、第二水平组件，所述第一水平组件与所述第二水平组件的结构相同且关于所述中心对称面对称。
36.作为所述第一水平组件的一种具体实施方式，优选地，所述第一水平组件包括沿水平方向依次拼接的第三拱单元13、第四拱单元14、第五拱单元15、第六拱单元16，其中所述第三拱单元13处于所述第二拱单元12与所述第四拱单元14之间，所述第六拱单元16处于所述第五拱单元15与所述第二水平组件中的第六拱单元16之间。
37.进一步的，所述第一水平组件中还包括第七拱单元17，所述第七拱单元17处于所述第四拱单元14的下方且其同时与所述第三拱单元13及第四拱单元14形成拼装连接，该技术方案中，所述第七拱单元17与所述第四拱单元14在竖向上形成了支撑分割，能够通过对所述第七拱单元17的优化进一步提升所述拱结构的力学性能。
38.具体的，所述第一拱单元11具有对应于所述顶板的第一弧板111、处于水平方向的第一水平板112、处于高度方向上的第一竖板113、与所述第一水平板112平行设置的顶水平板114，所述顶水平板114与所述第一水平板112处于所述第一弧板111与所述第一竖板113之间焊接形成四边框架结构；和/或，所述第二拱单元12包括对应于所述顶板的第二弧板121、处于水平方向的第二水平板122、处于高度方向上的第二竖板123，所述第二弧板121、第二水平板122、第二竖板123三者焊接形成三角框架结构。为了保证所述第一竖板113与所述第二竖板123的竖向支撑效果，优选地，所述第一竖板113与所述第二竖板123处于同一竖直线上且拼装连接。进一步的，所述第三拱单元13包括对应于所述顶板的第三弧板131、处于水平方向的第三水平板132、处于高度方向上的第三竖板133，所述第三弧板131、第二水平板132、第三竖板133三者焊接形成三角框架结构；和/或，所述第四拱单元14包括对应于所述顶板的第四弧板141、处于水平方向的第四水平板142、处于高度方向上的第四左竖板143、第四右竖板144，所述第四弧板141、第四左竖板143、第四水平板142、第四右竖板144焊接形成四边框架结构；和/或，所述第五拱单元15包括对应于所述顶板的第五弧板151、处于水平方向的第五水平板152、处于高度方向上的第五竖板153，所述第五弧板151、第五水平板152、第五竖板153三者焊接形成三角框架结构；和/或，所述第六拱单元16包括对应于所述顶板的第六弧板161、处于水平方向的第六水平板162、处于高度方向上的第六左竖板163、第六右竖板164，所述第六弧板161、第六左竖板163、第六水平板162、第六右竖板164焊接形成四边框架结构；和/或，所述第七拱单元17包括对应于所述顶板的第七上水平板171、处于水平方向的第七下水平板172、处于高度方向上的第七左竖板173、第七右竖板174，所述第七上水平板171、第七左竖板173、第七下水平板172、第七右竖板174焊接形成四边框架结构。
39.最好的，所述第三弧板131的一端与所述第二弧板121拼装连接，所述第三弧板131
的另一端与所述第四弧板141拼装连接；和/或，所述第四右竖板144与所述第七右竖板174处于同一竖直线上且拼装连接；和/或，所述第三水平板132与所述第七下水平板172处于同一水平线上且拼装连接。
40.此时可以理解的是，所述第一弧板111、第二弧板112、第三弧板113、第四弧板114、第五弧板115、第六弧板116的首尾沿着顶板的预设下轮廓依次首尾拼接，同样道理的，处于所述中心对称面的另外一侧的第一弧板111、第二弧板112、第三弧板113、第四弧板114、第五弧板115、第六弧板116的首尾沿着顶板的预设下轮廓依次首尾拼接，从而最终形成所述弧形顶壁。
41.为了进一步提升所述拱单元的支撑性能，优选地，所述第一拱单元11、第二拱单元12、第三拱单元13、第四拱单元14、第五拱单元15、第六拱单元16、第七拱单元17中至少一个的框架结构内具有斜撑加强筋18，所述斜撑加强筋18在对应的拱单元中可以设置一根，也可以根据实际情况设置多根，其将拱单元的前述三角框架结构、四边框架结构的内部分割成为三角形与多边形的组合。
42.所述第一拱单元11、第二拱单元12、第三拱单元13、第四拱单元14、第五拱单元15、第六拱单元16、第七拱单元17中任意两个之间的拼装连接采用螺栓栓接实现。
43.作为一种更为具体的实施方式，上述的各个顶板(包括第一顶板111至第六顶板161)采用12.6工字钢、所述水平板(包括第一水平板112至第七下水平板172)采用100*100方钢、所述竖板(包括第一竖板113等)采用40*80方钢、所述加强板采用40*80方钢。
44.优选地，所述顶板采用12.6工字钢、所述水平板采用40*80方钢、所述竖板采用40*80方钢、所述斜撑加强筋18采用40*80方钢。
45.根据本发明的实施例，还提供一种大载荷无柱弧形顶板模架，包括拼装钢桁架拱结构，所述拼装钢桁架拱结构具有弧形顶壁100，所述弧形顶壁上间隔固定设置有多个防滑块(图中未示出)，所述防滑块具有止位空间，多个所述防滑块分别具有的止位空间中一一对应设置有支撑块(图中未示出)，所述支撑块远离所述弧形顶壁的一侧设有顶板模板(图中未示出)，此处的拼装钢桁架拱结构即为上述的一种用于大载荷无柱弧形顶板的拼装钢桁架拱结构，此处不做赘述。而可以理解的是，由于采用了相同的结构，此处所公开的大载荷无柱弧形顶板模架也具有与所述用于大载荷无柱弧形顶板的拼装钢桁架拱结构相同的技术效果。
46.前述顶板模板为复合板；和/或，所述防滑块由角钢制作；和/或，所述支撑块采用方木制作，所述复合板、角钢、方木皆为建筑过程中的常用材料，采用这些材料一方面能够提高施工效率，另一方面则能够有效控制施工成本。
47.根据本发明的实施例，还提供一种顶板模架结构施工方法，所述顶板模架结构为上述的顶板模架，包括如下步骤：
48.依据预设间距安装底部可调托座，所述可调托座能够对安装于其上的支撑立柱进行位置的调整，所述预设间距即为相关施工图纸上的相应设计；
49.由顶板跨中位置向两侧位置依次安装支撑立柱，所述支撑立柱与所述底部可调托座一一对应；
50.安装弧形拱结构至支撑立柱顶端的u型托槽中；
51.在所述弧形拱结构的顶壁上侧焊接多个防滑块，多个所述防滑块按照预设位置间
隔设置；
52.将多个支撑块一一对应的放置于所述防滑块的止位区域，当所述防滑块采用角钢时，可以理解的，所述止位区域即为所述角钢的三角空间；
53.将顶板模板定位置于所述支撑块上，从而最终形成所述大载荷无柱弧形顶板模架。
54.最好的，所述支撑立柱施工有上下多层，上层与下层的支撑立柱处于同一竖向中心线上。
55.根据本发明的实施例，还提供一种大载荷无柱弧形顶板结构的施工方法，包括如下步骤：
56.施工形成无柱弧形顶板模架；
57.在所述无柱弧形顶板模架的顶板模板之上依据顶部具有的弧度捆绑钢筋；
58.对捆绑了钢筋的无柱弧形顶板模架进行形变检测；
59.当所述无柱弧形顶板模架的形变量达到预设值后，浇筑混凝土；
60.待浇筑的混凝土固化成型后，拆除所述无柱弧形顶板模架。
61.具体的，所述无柱弧形顶板模架采用如下方式施工形成：
62.依据预设间距安装底部可调托座；
63.由顶板跨中位置向两侧位置依次安装支撑立柱，所述支撑立柱与所述底部可调托座一一对应；
64.安装弧形拱结构至支撑立柱顶端的u型托槽中；
65.在所述弧形拱结构的顶壁上侧焊接多个防滑块，多个所述防滑块按照预设位置间隔设置；
66.将多个支撑块一一对应的放置于所述防滑块的止位区域；
67.将顶板模板定位置于所述支撑块上。
68.优选地，所述支撑立柱施工有上下多层，上层与下层的支撑立柱处于同一竖向中心线上。
69.优选地，在浇筑混凝土之前，采用铅锤线间隔第一时间测量所述无柱弧形顶板模架的竖向形变，所述铅锤线的顶端设置于所述无柱弧形顶板模架的顶部；和/或，在浇筑混凝土的过程中，采用铅锤线间隔第二时间测量所述无柱弧形顶板模架的竖向形变，所述铅锤线的顶端设置于所述钢筋的马镫上；和/或，在浇筑混凝土之后，采用铅锤线间隔第三时间测量已经浇筑形成的顶板的竖向形变，所述铅锤线的顶端设置于所述顶板的弧顶拱底位置。该技术方案中，在不同的施工阶段通过所述铅锤线在不同位置的设置对相应部件的竖向形变进行检测，使每个阶段的形变检测更加准确。
70.优选地，对捆绑了钢筋的无柱弧形顶板模架进行形变检测包括进行竖向形变检测和横向形变检测，所述竖向形变检测采用纵向形变检测装置获取，所述横向形变检测采用横向收敛检测装置获取。所述纵向形变检测装置包括铅锤线、钢尺、电子水准仪，所述横向收敛检测装置包括检测引线、数字式收敛计；所述铅锤线竖直设置，一端固定在监测点上，另一端安装竖直安装钢尺，在钢尺相平位置设置所述电子水准仪，利用所述电子水准仪观察其对准的钢尺刻度变化，来测定竖直方向的形变；所述数字式收敛计两端分别通过检测引线与横向监测点相连，通过所述数字式收敛计读数变化测定横向形变。
71.所述纵向形变检测装置还包括纵向报警仪，所述纵向报警仪与所述电子水平仪电连接，电子水平仪读数超过设定值时报警；所述横向收敛检测装置还包括横向报警仪，所述横向报警仪与所述数字式收敛计电连接，数字式收敛计读数超过设定值时报警。
72.所述无柱弧形顶板模架即为上述的大载荷无柱弧形顶板模架，其包括拼装钢桁架拱结构，所述拼装钢桁架拱结构即为上述的一种用于大载荷无柱弧形顶板的拼装钢桁架拱结构，此处不做赘述。而可以理解的是，由于采用了相同的结构，此处所公开的大载荷无柱弧形顶板模架也具有与所述用于大载荷无柱弧形顶板的拼装钢桁架拱结构相同的技术效果。
73.应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
74.在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
75.为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本技术公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
76.上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
77.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。