专利名称：多功能定位工装的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及建筑施工领域，特别是涉及一种钢结构施工中用于支撑钢构件的 多功能定位工装。
背景技术：
钢结构施工领域中关键的施工技术包括安装技术和卸载技术。任何形式的钢结构 都会包含节点安装和支撑卸载过程，并且会分别采用独立的两套支撑或设备完成这两个过 程，如设计一套临时工装辅助节点安装，待安装完毕，增加一套沙箱设备或者千斤顶等卸载 设备并同时拆除工装，完成替换过程后进行卸载施工。目前，节点安装过程中普遍采用的型钢工装是H型钢或者槽钢等刚性支撑。这种 支撑使用中虽然用时短，搭设简易，但实际节点吊装安装时间长，遇外形不规则的多分枝巨 型节点吊装，占用吊机时间可能长达4 5天，工效极差。结构卸载时，对工装作一次性火 焰切割，型钢工装只适用于卸载总位形小的结构，位形大的结构还需要重新找支承点更换 卸载装置，不仅耗时耗力，还给施工带来安全风险。现有钢结构项目，节点安装时采用的型钢工装多为H型钢组合而成的刚骨架，并 且没有仿形板设计。根据节点位置和大小，大体确定工装的骨架形状和H型钢大小，然后将 节点吊至工装上，利用吊机、倒链和各种测量方法进行节点的三维空间调整，同时修整工装 与节点接触位置的H型钢形状，直至达到安装要求，再作焊接固定。这个过程持续的时间可 能长达几天。结构卸载时，先采用千斤顶代替工装的承载作用，然后拆除工装更换卸载设 备，如沙箱或者特制千斤顶、垫片等设备。这种型钢工装适用于不需要额外临时支撑体系或 者结构构件为规则的几何形状的钢结构。现有技术中的工装至少存在下述问题(1)节点安装占用吊机等设备的时间长，需要长时间安排人力进行高空作业，对工 装进行修正；(2)安装期间，劳动力需求量大，费时长，不利于施工流水作业的迅速开展；(3)卸载时替换设备过程复杂，不可用机械替代人力，安全风险高，不利安全施工， 替换设备的过程受高空场地限制，不易找到可靠支承点，还需要另外进行计算和模拟；(4)同步性控制精度差，火焰切割飞溅火花容易损坏构件油漆，产生火灾隐患。
实用新型内容基于上述现有技术所存在的问题，本实用新型实施例提供一种多功能定位工装， 可用于钢结构施工中支撑钢构件，能同时辅助钢构件的安装和卸载，期间不需要更换支撑， 提高钢结构施工中支撑用工装使用的便利性，降低了钢结构施工成本。本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的本实用新型实施例提供一种多功能定位工装，包括底座、箱型支撑立柱、辅助支撑柱和仿形支撑架；所述箱型支撑立柱设置在底座上，所述箱型支撑立柱一侧的底座上设置辅助支撑柱；所述箱型支撑立柱上设置仿形支撑架，仿形支撑架的支撑面为弧形，与所支撑钢构件的 被支撑面相匹配。所述底座由两根平行设置的型钢构成。所述箱型支撑立柱为箱式结构，箱体的侧壁上设置开口。所述箱型支撑立柱为四根，四根箱型支撑立柱以一侧设置两根的方式分布设置在 底座上。所述辅助支撑柱为圆形或方形钢立柱，两根钢立柱之间通过横梁固定连接。所述两根钢立柱顶面为弧形斜面。所述仿形支撑架底面上设有垫块，仿形支撑架通过垫块设置在箱型支撑立柱的顶 面上。所述仿形支撑架由型钢底梁和仿形板构成，所述仿形板固定设置在所述型钢底梁上。所述仿形板由支撑钢板、加劲板和加固钢板焊接而成，所述支撑钢板上设有作为 支撑面的弧形凹槽，支撑钢板的板体上固定焊接加固钢板，加固钢板与支撑钢板的板体之
间呈直角。所述仿形支撑架为两个，分别设置在相对设置的箱型支撑立柱上，两个仿形支撑 架之间通过固定横梁连接。通过本实用新型实施例提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例通过底座、 箱型支撑立柱、辅助支撑柱和仿形支撑架配合，形成一种定位工装。由于，可将卸载的千斤 顶设备设置在箱型支撑立柱内，该定位工装能同时辅助钢构件的安装和卸载，特别是在箱 型支撑立柱上设置仿形支撑架，可通过仿形支撑架的支撑面与所支撑钢构件的被支撑面相 匹配，使两者外形契合，适用于对支撑复杂结构形式的钢构件进行安装和卸载，提高复杂结 构钢构件的安装与卸载效率。该定位工装结构简单，使用可靠，大大提高了复杂结构钢构件 的安装或卸载速度，可解决钢结构施工中对大变形结构高行程钢构件卸载操作的问题，避 免了高空作业的危险性。
图1为本实用新型实施例提供的定位工装的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的定位工装的仿形支撑架的结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的定位工装的使用状态示意图；图中各部件标号为1-座底；2-箱型支撑立柱；3-仿形支撑架；4-辅助支撑柱； 5-横梁；6-侧向支撑横梁；7-垫块；8-胎架顶部平台板；30-型钢底梁；31-仿形板；32-支 撑钢板；33-弧形凹槽；34-加劲板；35-加固钢板；9-钢构件。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。实施例本实施例提供一种多功能定位工装，用在钢结构施工中支撑钢构件，能同时辅助 钢构件的安装和卸载，如图1所示，该定位工装包括底座、箱型支撑立柱、辅助支撑柱和仿形支撑架；其中，底座1由两根平行设置的型钢构成，箱型支撑立柱2设置在底座1上，箱型 支撑立柱2为箱式结构，箱体的侧壁上设置开口，可通过该开口在箱体内设置千斤顶设备， 箱型支撑立柱2 —般为四根，以一侧两根的方式，分布设置在底座1的两根型钢上，箱型支 撑立柱2 —侧的底座1上设置辅助支撑柱4，辅助支撑柱4为两根，分别设置在底座1的两 根型钢上，两根辅助支撑柱4之间通过横梁5固定连接，两根辅助支撑柱4的钢立柱顶面可 以设置为弧形斜面，便于对钢构件支撑；箱型支撑立柱2上设置仿形支撑架3，仿形支撑架 3的支撑面为弧形，与所支撑钢构件9的被支撑面相匹配，两个仿形支撑架3之间设置工装 侧向支撑6。上述定位工装中的仿形支撑架3的结构如图2所示，仿形支撑架3底面上设有垫 块7，仿形支撑架3通过垫块7设置在箱型支撑立柱2的顶面上；仿形支撑架3由型钢底 梁30和仿形板31构成，仿形板31由支撑钢板32、加劲板34和加固钢板35构成，支撑钢板 32上设有作为支撑面的弧形凹槽33，支撑钢板32与加劲板32和加固钢板35固定焊接，加 劲板34和加固钢板35与支撑钢板32的板体之间均呈直角形成仿形板，仿形板整体固定焊 接在型钢底梁31上，通过采用这种仿形板31作为支撑面的支撑架，使得该定位工装可对异 形多分枝节点钢构件能快速完成设计位形的契合，提高异形多分枝节点钢构件的安装与卸 载效率。上述定位工装中的仿形支撑架为两个，分别设置在相对设置的箱型支撑立柱上， 两个仿形支撑架之间通过固定横梁连接。下面结合制作过程对上述定位工装作进一步说明本发明的定位工装在制作时，可按下述步骤进行可借助设计软件Xsteel，以1 1的比例建立钢结构以及临时支撑体系模型；两 者之间的空间用来设计一套可靠的定位工装，定位工装需要满足下述条件(1)满足施工期间任一阶段的承载力和稳定性要求；(2)不对支撑胎架承载力产生致命影响；(3)任一阶段不对钢构件节点产生局部过大的力学影响；(4)有足够空间和机构可以置入卸载设备。制作时，本发明实施例的定位工装由钢板焊接成可内置千斤顶的箱型支撑立柱， 上部由设有仿形板的仿形支撑架与节点作刚性连接，下部由钢梁式底座与支撑胎架作刚性 连接；其中的仿形板可通过专业软件把所支撑钢构件节点与工装接触面进行曲面模拟而生 成的形状完全契合的仿形板支撑面结构，与钢构件节点焊接，这样保证了在利用设置在箱 型支撑立柱内的千斤顶卸载期间不直接作用在所支撑的节点钢构件上。箱型支撑立柱中可 置入千斤顶，箱型支撑立柱个数可根据卸载吨位和千斤顶规格进行设计，如3图中所示为 深圳大运会体育场钢结构的背谷节点，卸载吨位达900多吨，需要设置4个千斤顶，其中两 个千斤顶的吨位达到320吨。根据安装需要可设置少许辅助支撑立柱帮助钢结构节点保持 稳定。仿形支撑架底面上设置的垫片，可根据卸载行程和级数确定规格和数量，一般可设计 为IOmm或20mm。在卸载前的施工期间可用销轴或者U型铁将垫片卡住，保持稳定性。使用上述工装对多管相贯节点的钢构件安装时，具体操作步骤包括在钢构件9安装前，工装按设计坐标安装就位；钢构件9起吊至定位工装上方接近仿形支撑架3的仿形板31的位置，按设计位形缓慢将钢构件9对应的支管放置到仿形板 31上，同时利用倒链微调校正，至满足设计要求，最后将仿形板31与钢构件9焊牢，定位后 的结构如图3所示。综上所述，本实用新型实施例中定位工装能同时辅助钢构件的安装和卸载。提高 大型吊机机械化施工的效率；在高空操作时无须长时间安排人力进行校正工作，有效减少 作业危险，避免物体打击、高空坠落等伤害的发生；解决高空中受场地限制的高行程卸载施 工的一系列问题，如高空设备替换、操作人员等；解决了其他卸载方法同步性控制精度差的 缺点，以及油漆成品保护的问题。本实用新型实施例定位工装具有下述优点(1)灵活性强可以针对不同的工程 结构特点，设计不同的工装形式并选择合适的卸载千斤顶规格；(2)效率高大幅度提高了 大型吊机的使用效率，安装速度快精度高，每一级卸载仅需要几分钟时间；(3)安全性好 安装和卸载过程中减少两倍以上的高空操作人员，卸载过程为钢结构主体提供双重保护； (4)同步控制性强本发明给卸载设备提供了稳定良好的活动空间，为计算机同步控制创 造了初始条件；( 回收价值大通过计算模拟选择的千斤顶均能完好无损保留下来，所有 设备基本无损耗；(6)可操作性强操作简单，一般操作人员均能掌握操作要领，进行适当 现场培训即可形成大规模的施工，人工、管理成本较低。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到 的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该 以权利要求书的保护范围为准。
权利要求1.一种多功能定位工装，其特征在于，包括底座、箱型支撑立柱、辅助支撑柱和仿形支撑架；所述箱型支撑立柱设置在底座上，所述箱型支撑立柱一侧的底座上设置辅助支撑柱； 所述箱型支撑立柱上设置仿形支撑架，仿形支撑架的支撑面为弧形，与所支撑钢构件的被 支撑面相匹配。
2.如权利要求1所述的多功能定位工装，其特征在于，所述底座由两根平行设置的型 钢构成。
3.如权利要求1所述的多功能定位工装，其特征在于，所述箱型支撑立柱为箱式结构， 箱体的侧壁上设置开口。
4.如权利要求1或3所述的多功能定位工装，其特征在于，所述箱型支撑立柱为四根， 四根箱型支撑立柱以一侧设置两根的方式分布设置在底座上。
5.如权利要求1所述的多功能定位工装，其特征在于，所述辅助支撑柱为圆形或方形 钢立柱，两根钢立柱之间通过横梁固定连接。
6.如权利要求5所述的多功能定位工装，其特征在于，所述两根钢立柱顶面为弧形斜
7.如权利要求1所述的多功能定位工装，其特征在于，所述仿形支撑架底面上设有垫 块，仿形支撑架通过垫块设置在箱型支撑立柱的顶面上。
8.如权利要求1所述的多功能定位工装，其特征在于，所述仿形支撑架由型钢底梁和 仿形板构成，所述仿形板固定设置在所述型钢底梁上。
9.如权利要求8所述的多功能定位工装，其特征在于，所述仿形板由支撑钢板、加劲板 和加固钢板焊接而成，所述支撑钢板上设有作为支撑面的弧形凹槽，支撑钢板的板体上固 定焊接加劲板和加固钢板，加劲板和加固钢板均与支撑钢板的板体之间呈直角。
10.如权利要求1或8所述的多功能定位工装，其特征在于，所述仿形支撑架为两个，分 别设置在相对设置的箱型支撑立柱上，两个仿形支撑架之间通过侧向支撑横梁连接。
专利摘要本实用新型公开一种多功能定位工装，属钢结构施工技术领域。该定位工装包括底座、箱型支撑立柱、辅助支撑柱和仿形支撑架；所述箱型支撑立柱设置在底座上，所述箱型支撑立柱一侧的底座上设置辅助支撑柱；所述箱型支撑立柱上设置仿形支撑架，仿形支撑架的支撑面为弧形，与所支撑钢构件的被支撑面相匹配。该定位工装结构简单，通过箱型支撑立柱与仿形支撑架配合，能方便的支撑多种形状的钢构件，适用于对复杂结构的钢结构的安装与卸载。
文档编号E04G21/16GK201843351SQ20102028561
公开日2011年5月25日 申请日期2010年8月6日 优先权日2010年8月6日
发明者严小霞, 刘礼荣, 徐聪, 徐重良, 曹辉发, 欧阳超, 王宏, 陈江, 陈韬, 马于广 申请人:中建钢构有限公司