大跨度钢结构拱的无外支护施工方法及拼装焊接胎架与流程

本发明涉及一种大跨度钢结构拱的无外支护施工方法及拼装焊接胎架，属于大跨度钢结构拱的施工技术领域。

背景技术：

随着建筑功能的多元化发展，钢结构越来越多的融合于房屋建筑设计中。钢结构拱主要用于大空间上盖、钢-混结构转换层等部位，这也决定了其跨度大、自重大的特点。大跨度要求钢结构加工精度要高，稍有偏差就会导致钢拱无法准确下放；自重大要求钢拱分段合理，要有足够的焊接长度来确保吊装安全，吊点位置应设置合理。实际操作中，仍有较多单位凭经验施工，不注重钢拱吊装过程控制。吊装至指定位置才发现无法就位，只得花费更多精力修正。此外，在现有技术中，在用吊装设备进行吊装大跨度钢结构拱时，往往需要采用修筑外支护的方式进行吊装，这不仅增加了施工成本，而且还影响了施工进度。因此，现有的大跨度钢结构拱的施工方式还是不够理想，不能满足建筑的需要。

技术实现要素：

本发明的目的是：提供一种施工快捷方便、结构简单、施工质量好、成本低的大跨度钢结构拱的无外支护施工方法及拼装焊接胎架，以克服克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明的一种大跨度钢结构拱的无外支护施工方法为，该方法预先将大跨度钢结构拱制作成由弧形钢拱和拱下钢立柱组成的钢结构拱，弧形钢拱由至少2个弧形分段钢拱连接组成，将弧形分段钢拱与弧形分段钢拱相互连接的接头处制作成L型接头，使弧形分段钢拱与弧形分段钢拱相互连接时所形成的接缝为Z字型接缝，将弧形分段钢拱与拱下钢立柱相互连接的连接端面制作成平面，使弧形分段钢拱与拱下钢立柱相互连接时所形成的接缝为一字型接缝；在进行大跨度钢结构拱施工时，将预先制作好的弧形分段钢拱和拱下钢立柱运到需要安装大跨度钢结构拱的现场，然后将弧形分段钢拱拼装成弧形钢拱形状，将每个大跨度钢结构拱的拱下钢立柱分别垂直安装固定到位；在进行弧形钢拱拼装焊接时，在每一个弧形分段钢拱的Z字型接缝位置的下方都放置一个口字型胎架，并在弧形分段钢拱的其它位置下方根据需要放置一字型胎架，这样即可通过口字型胎架和一字型胎架将所要拼装的弧形分段钢拱都调整到处于同一个水平位置并形成一个完整的弧形钢拱形状，然后对Z字型接缝处进行焊接，完成所有的Z字型接缝焊接后，将通过拼装和焊接制作好的弧形钢拱用吊装设备将其吊到已经固定好的拱下钢立柱上端，使弧形钢拱的弧形分段钢拱与拱下钢立柱相互连接的端面贴合和对齐而形成一字型接缝，对该一字型接缝进行焊接后即完成整个大跨度钢结构拱的施工。

上述方法中，在用吊装设备将弧形钢拱吊到已经固定好的拱下钢立柱上端时，在弧形钢拱的弧形分段钢拱上焊接有用于吊装的钢板吊耳。

上述方法中，在对Z字型接缝或一字型接缝进行焊接时，其接缝的焊接口均加工成45°的坡口焊接口。

根据上述方法构建的本发明的一种大跨度钢结构拱的拼装焊接胎架为，所述拼装焊接胎架为口字型胎架或为一字型胎架；所述口字型胎架由两个支撑梁和两个连接梁相互连接成口字形的框架；所述一字型胎架由直梁和支撑脚组成，支撑脚分别连接在直梁的两端。

在口字型胎架每个支撑梁的两端都设有支腿，支撑梁的上平面高于连接梁的上平面。

在上述每个支撑梁的侧面都固定有1～3个斜支撑板。

在上述一字型胎架的直梁两侧面上分别固定有1～3个侧面斜支撑。

由于采用了上述技术方案，本发明对大跨度钢结构拱进行合理分段，不同位置设计不同类型接缝，其焊接长度满足完全能满足吊装安全要求。本发明通过专用的拼装焊接胎架来分担弧形钢拱重量，这不仅方便于对弧形分段钢拱对接两端形心位置的调整，而且还有效地保证了加工精度。采用本发明进行施工，可以完全抛弃传统的增加外支护的施工方式。因此，本发明与现有技术相比，本发明不仅具有不需要外支护的优点，而且还具有施工快捷方便、结构简单、施工质量好、成本低、稳定性好等优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为采用本发明的拼装焊接胎架拼装弧形钢拱时的结构示意图；

图3是本发明的口字型胎架结构示意图；

图4是图3的仰视结构示意图；

图5是图3的左视结构示意图；

图6是本发明的一字型胎架结构示意图；

图7是图6的仰视结构示意图；

图8是图6的左视结构示意图。

附图标记说明：1－弧形分段钢拱，1.1－Z字型接缝，1.2－一字型接缝，2－拱下钢立柱，3－口字型胎架，3.1－支撑梁，3.2－连接梁，3.3－斜支撑板，4－一字型胎架，4.1－直梁，4.2－支撑脚，4.3－侧面斜支撑，5－钢板吊耳，B－支撑梁的上平面，b－连接梁的上平面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的实施例：本发明的一种大跨度钢结构拱的无外支护施工方法，如图1和图2所示，该方法预先将大跨度钢结构拱制作成由弧形钢拱和拱下钢立柱2组成的钢结构拱，弧形钢拱由至少2个弧形分段钢拱1连接组成，将弧形分段钢拱1与弧形分段钢拱1相互连接的接头处制作成L型接头，使弧形分段钢拱1与弧形分段钢拱1相互连接时所形成的接缝为Z字型接缝1.1，将弧形分段钢拱1与拱下钢立柱2相互连接的连接端面制作成平面，使弧形分段钢拱1与拱下钢立柱2相互连接时所形成的接缝为一字型接缝1.2；在进行大跨度钢结构拱施工时，将预先制作好的弧形分段钢拱1和拱下钢立柱2运到需要安装大跨度钢结构拱的现场，然后将弧形分段钢拱1拼装成弧形钢拱形状，将每个大跨度钢结构拱的拱下钢立柱2分别垂直安装固定到位；在进行弧形钢拱拼装焊接时，在每一个弧形分段钢拱1的Z字型接缝1.1位置的下方都放置一个口字型胎架3，并在弧形分段钢拱1的其它位置下方根据需要放置一字型胎架4(如图2所示)，这样即可通过口字型胎架3和一字型胎架4将所要拼装的弧形分段钢拱1都调整到处于同一个水平位置并形成一个完整的弧形钢拱形状，然后对Z字型接缝1.1处进行焊接，完成所有的Z字型接缝1.1焊接后，将通过拼装和焊接制作好的弧形钢拱用吊装设备将其吊到已经固定好的拱下钢立柱2上端，使弧形钢拱的弧形分段钢拱1与拱下钢立柱2相互连接的端面贴合和对齐而形成一字型接缝1.2，对该一字型接缝1.2进行焊接后即完成整个大跨度钢结构拱的施工。在用吊装设备将弧形钢拱吊到已经固定好的拱下钢立柱2上端时，为吊装更加可靠和方便，在弧形钢拱的弧形分段钢拱1上对称焊接4个用于吊装的钢板吊耳5；为了焊接更加可靠，在对Z字型接缝1.1或一字型接缝1.2进行焊接时，将其接缝的焊接口均加工成45°的坡口焊接口。

根据上述方法构建的本发明的一种大跨度钢结构拱的拼装焊接胎架，如图3～图8所示，所述拼装焊接胎架为口字型胎架3或为一字型胎架4；所述口字型胎架3由两个支撑梁3.1和两个连接梁3.2相互焊接连接成口字形的框架；在口字型胎架3每个支撑梁3.1的两端都分别焊接有一个支腿3.4，支撑梁3.1的上平面B高于连接梁3.2的上平面b，为了使用更稳定，在每个支撑梁3.1的侧面都焊接固定1～3个斜支撑板3.3；所述一字型胎架4由直梁4.1和支撑脚4.2组成，支撑脚4.2分别焊接连接在直梁4.1的两端；在一字型胎架4的直梁4.1两侧面上分别焊接固定1～3个侧面斜支撑4.3即成。

上述支撑梁3.1、连接梁3.2或直梁4.1均可采用现有技术中的角钢、工字钢或槽钢等型钢制作。