技术领域本发明涉及拱形金属屋面板翻身起吊施工技术领域，具体来说，本发明涉及一种超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置。
背景技术：
大跨度建筑金属屋面板系统需考虑温度伸缩变化，容易产生渗漏的问题。为此，通常采用专门的固定座来连接压型屋面板。压型屋面板则由其公、母肋之间的扣合或咬合连成整体。当屋面为圆拱形时，则需对已成型的平面式屋面板通过二次再辊压，形成所需要的圆拱形，才可能使屋面板之间进行扣合式或咬合式施工。因二次辊压使屋面板成为拱形，因此只能将屋面板按侧向竖立方式辊压成形。但将拱形金属屋面板吊装到屋面上安装前，应将屋面板按拱形集捆吊装(否则不稳定或破坏拱形)。为此，将侧向竖立的屋面板翻身成水平面时，拱形金属屋面板自身的重量使得拱形金属屋面板有塌陷变形而损坏的趋势。故常规情况下，只能使制作单块拱形金属屋面板的长度不超过12米。如此，对于大跨度建筑则屋面板之间需要很多的搭接构造，而搭接构造的施工和防渗漏构造使得屋面系统的工程造价大为增加。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置，使得大跨度建筑中的拱形金属屋面板的安装工程操作简便快捷，保证大跨度建筑中拱形金属屋面板系统良好的整体性、密封性。为解决上述技术问题，本发明提供一种超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置，包括至少一个圆拱形导梁、支撑所述圆拱形导梁顶部的立柱、位于所述立柱左右两侧斜支撑、位于所述立柱上端的积板槽、套设在所述圆拱形导梁上的滑盘和位于拱形金属屋面板左右两侧拱脚处的止推挡座；其中，所述圆拱形导梁、所述立柱及其左右两个所述斜支撑的底部均与各自的底板焊接，通过预埋锚栓固定在混凝土基础上；所述止推挡座通过地脚锚栓也固定在所述混凝土基础上；所述拱形金属屋面板在翻身过程中受所述止推挡座反推力作用，沿所述圆拱形导梁逐渐翻身并在所述积板槽内汇集，在翻身过程中保持其基本拱形不变。可选地，所述圆拱形导梁的底部用加劲肋焊接所述底板；所述圆拱形导梁的顶部通过角钢和螺栓连接在所述立柱上。可选地，所述立柱的顶部焊接有连接顶板，所述立柱通过所述连接顶板、所述角钢和所述螺栓与所述圆拱形导梁连接。可选地，所述斜支撑的顶部通过连接板和所述螺栓与所述立柱连接。可选地，所述积板槽汇集并支承已翻身的所述拱形金属屋面板；所述积板槽的腹板与所述积板槽连接板角焊缝连接；所述积板槽的翼缘直接与所述立柱的翼缘以对接焊缝连接；所述积板槽的端头与所述积板槽的竖杆三面围焊连接。可选地，所述滑盘由钢板弯折成槽形，再以热弯工艺使所述槽形的翼缘弯成与所述圆拱形导梁相同的曲率，在弯折好的所述槽形的翼缘边缘处焊接有一块弯成相同曲率的薄钢板以形成箱型，套在所述圆拱形导梁上。可选地，所述滑盘上焊接有挡片以挡住所述拱形金属屋面板而定位在所述滑盘上；所述滑盘上还焊有把手，作为工人手握所述滑盘之用。可选地，所述止推挡座包括彼此焊接在一起的止推挡板、止推斜撑和止推底板；其中，所述止推挡板与竖直面有一第一夹角，所述第一夹角的角度与所述拱形金属屋面板的端头与水平面的一第二夹角相对应，使所述拱形金属屋面板的端头截面与所述止推挡板的板面保持为正交接触。可选地，所述圆拱形导梁底部处的所述混凝土基础上开有凹槽基坑，使工人在开始提起所述滑盘的所述把手时不受地面阻挡；所述圆拱形导梁底部的所述底板与所述混凝土基础上的所述预埋锚栓系偏心布置，并与所述凹槽基坑连为一体，以保证所述圆拱形导梁的一半翼缘外伸于所述凹槽基坑。可选地，所述螺栓、所述预埋锚栓和/或所述地脚锚栓的连接构造均为可拆卸的构造。与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明的关键技术点包括：1)利用设置止推挡板的反推力抵消、克服拱形金属屋面板的自重作用产生的内力和变形；2)采用滑盘使拱形金属屋面板沿圆拱形导梁逐渐翻身，并始终保持形状不变。此外，按照拱形金属屋面板的形状和自重设计、计算积板槽的深度，使拱形金属屋面板汇集时的变形处在设定的弹性小变形范围之内。本发明的起吊施工装置能有效地使超长度拱形金属屋面板翻身起吊时始终保持拱形处于弹性小变形的状况，克服了常规起吊方式无法避免的拱形金属屋面板在翻身时发生塑性大变形而折坏的问题。顺利地采用超长度拱形金属屋面板可以使得金属屋面围护系统的整体密封性大为增强，避免了小长度屋面板所必需的板件之间的搭接构造及其防渗漏麻烦，使得屋面板安装工程操作简便快捷，降低了工程造价，具有很好的经济效益。总而言之，本发明以很少的成本通过解决超长度拱形金属屋面板的翻身起吊施工这一关键技术难题，使得大跨度建筑中的拱形金属屋面板的安装工程操作变得简便快捷，保证了大跨度建筑的拱形金属屋面板系统良好的整体性、密封性，显示了其独特的优越性。附图说明本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：图1A为本发明一个实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置的立体结构示意图；图1B为图1A所示实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置的平面布置示意图；图2为图1B所示实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置中沿A-A线视向的圆拱形导梁的侧面结构示意图；图3A和图3B分别为图2所示实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置中对A部位和B部位的放大结构示意图；图4A为图1B所示实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置中沿B-B线视向的立柱与斜支撑的连接结构示意图；图4B为图4A所示实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置中的立柱或斜支撑沿C-C线视向的截面结构示意图；图4C为图4A所示实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置中对D部位的放大结构示意图；图5A为图2所示实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置中对C部位的放大结构示意图；图5B为图5A所示实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置中的立柱与积板槽沿F-F线视向的截面结构示意图；图6A为本发明一个实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置中的滑盘的侧面结构示意图；图6B为图6A所示实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置中的滑盘沿E-E线视向的截面结构示意图；图7A为本发明一个实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置中的止推挡座的侧面结构示意图；图7B为图7A所示实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置中的止推挡座沿G-G线视向的截面结构示意图；图8为图3B所示实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置中的圆拱形导梁沿D-D线视向的截面结构示意图。附图标记集中说明：1：圆拱形导梁2：立柱3：斜支撑4：角钢5：积板槽6：竖杆7：连接顶板8：螺栓9：底板10：预埋锚栓12：加劲肋12’：积板槽连接板13：连接板15：凹槽基坑21：滑盘23：挡片24：把手31：止推挡板32：止推斜撑33：止推底板34：地脚锚栓41：拱形金属屋面板具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。图1A为本发明一个实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置的立体结构示意图；图1B为图1A所示实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置的平面布置示意图。需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。如图1A和图1B所示，该超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置主要包括至少一个圆拱形导梁1、支撑圆拱形导梁1顶部的立柱2、位于立柱2左右两侧斜支撑3、位于立柱2上端的积板槽5、套设在圆拱形导梁1上的滑盘21和位于拱形金属屋面板41左右两侧拱脚处的止推挡座30。其中，圆拱形导梁1、立柱2及其左右两个斜支撑3的底部均与各自的底板9焊接，通过预埋锚栓10固定在混凝土基础上。止推挡座30通过地脚锚栓34也固定在混凝土基础上。超长度的拱形金属屋面板41在翻身过程中受止推挡座30反推力作用，沿圆拱形导梁1逐渐翻身并在积板槽5内汇集，在翻身过程中保持其基本拱形不变，不会发生不可恢复的塑性变形而损坏。图2为图1B所示实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置中沿A-A线视向的圆拱形导梁的侧面结构示意图；图3A和图3B分别为图2所示实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置中对A部位和B部位的放大结构示意图。如图2并结合图3A和图3B所示，其显示了圆拱形导梁1与立柱2及积板槽5的关联性。该圆拱形导梁1的底部用加劲肋12(图3B)焊接底板9；圆拱形导梁1的顶部通过角钢4和螺栓8连接在立柱2上。而立柱2的顶部焊接有连接顶板7，立柱2通过连接顶板7、角钢4和螺栓8与圆拱形导梁1连接。更详细地来说，该圆拱形导梁1可以用HZ140热轧型钢，其曲率半径可以按照拱形金属屋面板41的拱矢高度，沿HZ140热轧型钢的翼缘宽度方向采用热弯成形。在圆拱形导梁1的顶部每边翼缘可以钻孔2φ18，孔距为50mm。其上端通过M16的螺栓8连接在立柱2顶部；其下端与20mm底板9和16mm加劲肋12用6mm高的角焊缝连接；通过M16预埋锚栓10与混凝土基础连接。需保证圆拱形导梁1的翼缘宽度的一半外伸出底板9，使工人能够手持滑盘的把手24。如图3A和图3B所示，其显示了圆拱形导梁1顶部与拱脚的连接。立柱2用于支承圆拱形导梁1的顶部，可采用HZ140热轧型钢，其上端焊有一块16mm连接顶板7和二块斜支撑3的连接板13。连接顶板7上对称焊接L70X4两块角钢4，两角钢4之间的净间距为圆拱形导梁1的宽度加3mm，取为143mm。每块角钢4钻孔2φ18，孔距为50mm，用于通过4颗M16的螺栓8连接圆拱形导梁1。立柱2的中上部位焊有积板槽5；下端用16mm底板9和M16预埋锚栓10构成节点连接。立柱2与连接顶板7、连接板13、积板槽连接板12’、底板9的所有焊缝均采用6mm高的角焊缝连接；与角钢4的焊缝采用4mm高的角焊缝连接。图4A为图1B所示实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置中沿B-B线视向的立柱与斜支撑的连接结构示意图；图4B为图4A所示实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置中的立柱或斜支撑沿C-C线视向的截面结构示意图；图4C为图4A所示实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置中对D部位的放大结构示意图。如图4A至图4C所示，该斜支撑3用来稳定立柱2，其顶部通过连接板13和螺栓8与立柱2连接。该斜支撑3可采用HZ200热轧型钢，用于支撑立柱2保持其稳定性，其顶部与立柱2的连接通过16mm的连接板13和2颗M16的螺栓8，连接板13分别与立柱2的翼缘和连接顶板7采用双面角焊缝连接。立柱2底端与底板9用双面角焊缝连接，通过2颗M16的预埋锚栓10连接在混凝土基础上。本条所有角焊缝均为6mm高。图5A为图2所示实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置中对C部位的放大结构示意图；图5B为图5A所示实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置中的立柱与积板槽沿F-F线视向的截面结构示意图。如图5A和图5B所示，该积板槽5用于汇集并支承已翻身的拱形金属屋面板41。积板槽5的腹板与积板槽连接板12’角焊缝连接。积板槽5的翼缘直接与立柱2的翼缘以对接焊缝连接。积板槽5的端头与积板槽5的竖杆6三面围焊连接。更详细地来说，该积板槽5底梁采用[14a型钢，长度为800mm，焊接在离立柱2顶部约300mm～400m处对应拱形金属屋面板41的水平长度为36m～50mm。积板槽5底梁的翼缘直接与立柱2的翼缘对接焊；其腹板的上表面与积板槽连接板12’用6mm高角焊缝连接；积板槽5底梁端头直接与竖杆6三条焊缝连接，二翼缘为对接焊缝，腹板为4mm高角焊缝。竖杆6采用[14a型钢，长度为500mm。图6A为本发明一个实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置中的滑盘的侧面结构示意图；图6B为图6A所示实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置中的滑盘沿E-E线视向的截面结构示意图。如图6A和图6B所示，该滑盘21由薄钢板弯折成槽形，再以热弯工艺使槽形的翼缘弯成与圆拱形导梁1相同的曲率，在弯折好的槽形的翼缘边缘处焊接有一块弯成相同曲率的薄钢板22以形成箱型，套在圆拱形导梁1上。该滑盘21能承载拱形金属屋面板41沿圆拱形导梁1移动翻身，在其过程中保持拱形金属屋面板41的拱矢高不变。该滑盘21上可焊接有挡片23以挡住拱形金属屋面板41而定位在滑盘21上。滑盘21上可还焊有把手24，作为工人手握滑盘21之用。更详细地来说，该滑盘21可采用2mm厚的薄钢板折弯成槽形部件，长度为600mm，截面高度为158mm，翼缘宽度为85mm，对冷弯成形的槽钢沿翼缘宽度方向采用热弯方式按照圆拱形导梁1相同的曲率弯曲成形。再按同样的曲率弯曲一块2mm薄板22，长度为600mm，宽度为164mm，与前述的槽形部件用3mm高的角焊缝焊成箱型截面的滑盘21。在滑盘21的后端用3mm角焊缝连接一块6mm厚、80mm高、164mm宽的挡片23。在挡片23后背用弧形焊连接一根φ34X2的把手24。该滑盘21应在圆拱形导梁1安装固定在立柱2上之前套进圆拱形导梁1中，此后，滑盘21只能在圆拱形导梁1上受约束移动。图7A为本发明一个实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置中的止推挡座的侧面结构示意图；图7B为图7A所示实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置中的止推挡座沿G-G线视向的截面结构示意图。如图7A和图7B所示，该止推挡座30可以包括彼此焊接在一起的止推挡板31、止推斜撑32和止推底板33。其中，止推挡板31与竖直面有一第一夹角，第一夹角的角度与拱形金属屋面板41的端头与水平面的一第二夹角相对应，使拱形金属屋面板41的端头截面与止推挡板31的板面保持为正交接触。更详细地来说，一套止推挡板31是极为重要的装置，由它提供拱形金属屋面板41拱脚处的水平反推力以使拱形保持不变。可采用三块长度为550mm，截面高度为250mm，厚度为2mm的冷弯薄壁型钢用弧形对接焊组成一个包括一块宽度为750mm，高度为550mm的止推挡板31的止推挡座30，其止推挡板31与竖直面的第一夹角与拱形金属屋面板41端头与水平面的第二夹角相同或略大一点点，可使拱形金属屋面板41端头截面与止推挡板31的板面基本为正交接触。止推挡板31的上端与止推斜撑32用2mm厚焊缝连接；二根止推斜撑32采用截面高度为150mm冷弯薄壁型钢。止推挡板31和止推斜撑32均与20mm的止推底板33用3mm高的角焊缝连接。通过二个M20地脚锚栓34连接在混凝土基础上。止推挡板31与拱形金属屋面板41端头的水平距离约为50～80mm(对应拱形金属屋面板的水平长度为36m～50m)。在本实施例中，该拱形屋面板41赖以成形所必须的端部之一部分反推力通过止推挡板31焊缝传至止推斜撑32，止推斜撑32下部焊缝将水平反力传至止推底板33上，所有的水平反推力最后通过地脚锚栓34传至混凝土基础。图8为图3B所示实施例的超长度拱形金属屋面板翻身起吊施工装置中的圆拱形导梁沿D-D线视向的截面结构示意图。如图8所示，该圆拱形导梁1底部处的混凝土基础上开有凹槽基坑15，使工人在开始提起滑盘21的把手24时不受地面阻挡。圆拱形导梁1底部的底板9与混凝土基础上的预埋锚栓10系偏心布置，并与凹槽基坑15连为一体，以保证圆拱形导梁1的一半翼缘外伸于凹槽基坑15。更详细地来说，该凹槽基坑15由开挖地表面得到，为梯形截面：一个竖直面，三个约45°斜面及一个平底面组成。底部宽150mm，上部宽250mm，深100mm，长500mm；与圆拱形导梁1的下端混凝土基础连在一起。且要求圆拱形导梁1与混凝土基础的连接布置保证约有一半宽度的翼缘外伸至凹槽基坑15，以方便工人手握滑盘21的把手24。凹槽基坑15应采用水泥砂浆抹面，以方便清理坑内泥土垃圾等。以上装置中所有的构件材质可为Q345钢也可为Q235钢。另外，在连接方式上，圆拱形导梁1与立柱2的连接通过角钢4由螺栓8连接；斜支撑3与立柱2连接通过连接板13由螺栓8连接；圆拱形导梁1与混凝土基础的连接、立柱2与混凝土基础的连接、斜支撑3底部与混凝土基础的连接均通过底板9由预埋锚栓10连接；止推挡板31所得到的水平推力均由地脚锚栓34的连接产生。上述所有的螺栓均可以为普通螺栓，本发明的螺栓8、预埋锚栓10和/或地脚锚栓34的连接构造均为可拆卸式的构造，方便装置拆卸、移位安装并重复使用。当拱形金属屋面板41水平长度不超过12m时，可以不使用本发明的技术方案；当拱形金属屋面板41水平长度超过12m且不超过36m时，可以使用本发明的技术方案；当拱形金属屋面板41水平长度超过36m但不超过50m时，除在跨中设置圆拱形导梁1外，还可以在四分之一跨度处各设一个对应金属屋面板拱矢高度的圆拱形导梁1。采用本发明的技术方案，建议金属屋面板的最大单板水平长度不超过50m。本发明的技术方案是针对轻型屋面板，板的自重不超过3.6kg/m。对于板的自重偏大者，可适当增加圆拱形导梁1的数量。按上述原则估算，跨中导梁处负重约为拱形金属屋面板41自重的一半再加滑盘21重量，一般不超过70kg。在操作拱形金属屋面板41翻身施工时，在拱形金属屋面板41的拱脚处可各安排一名工人负责引导屋面板41处于正确位置；在圆拱形导梁1位置处应安排二名工人将拱形金属屋面板41放置在滑盘21上；然后，各持滑盘21的把手24的一端，沿圆拱形导梁1移动拱形金属屋面板41至圆拱形导梁1顶端，然后将拱形金属屋面板41搁置在积板槽5内，待积板至若干块之后(不超过10块)，捆绑起吊。板水平长度不超过36m时，可用4点起吊法，吊点位置离端头距离不超过10％的板水平长度，其余吊点位置均分；而板水平长度超过36m时，可采用6点起吊法，吊点离端头距离不超过5％的板水平长度，其余吊点位置均分。为配合工人移动超长度拱形金属屋面板41的翻身移动，需要搭建临时平台楼梯踏步，在圆拱形导梁1的顶部处，平台的标高宜为圆拱形导梁1的高度减去1m，踏步每级高180～200mm，宽250mm。当滑盘21与圆拱形导梁1之间摩擦力较大时，可涂抹少许机油润滑。当风力较大时，不宜做拱形金属屋面板41的翻身起吊施工。综上所述，本发明的关键技术点包括：1)利用设置止推挡板的反推力抵消、克服拱形金属屋面板的自重作用产生的内力和变形；2)采用滑盘使拱形金属屋面板沿圆拱形导梁逐渐翻身，并始终保持形状不变。此外，按照拱形金属屋面板的形状和自重设计、计算积板槽的深度，使拱形金属屋面板汇集时的变形处在设定的弹性小变形范围之内。本发明的起吊施工装置能有效地使超长度拱形金属屋面板翻身起吊时始终保持拱形处于弹性小变形的状况，克服了常规起吊方式无法避免的拱形金属屋面板在翻身时发生塑性大变形而折坏的问题。顺利地采用超长度拱形金属屋面板可以使得金属屋面围护系统的整体密封性大为增强，避免了小长度屋面板所必需的板件之间的搭接构造及其防渗漏麻烦，使得屋面板安装工程操作简便快捷，降低了工程造价，具有很好的经济效益。总而言之，本发明以很少的成本通过解决超长度拱形金属屋面板的翻身起吊施工这一关键技术难题，使得大跨度建筑中的拱形金属屋面板的安装工程操作变得简便快捷，保证了大跨度建筑的拱形金属屋面板系统良好的整体性、密封性，显示了其独特的优越性。本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。