一种组合式整体顶模系统平台通用结构的制作方法

本发明属于建筑机械领域，特别是涉及一种组合式整体顶模系统平台通用结构。

背景技术：

整体顶模系统为近几年最新研发的一种超高层塔楼核心筒施工技术，该技术使得超高层塔楼核心筒的施工技术得到了很大的提升。但是该技术由于存在时间尚短，并没有形成相关的国家标准或者行业标准，因此各施工单位所设计的整体顶模系统结构存在很大差异。目前，大部分施工单位所使用的整体顶模系统都是采用焊接方式将整体顶模系统的各个部分连接起来，这种方式存在以下几个缺点：

1、必须将组成整体顶模系统的所有钢材全部运输至施工现场进行焊接，这会使整体顶模系统的安装时间和安装成本大大增加，且安装难度较大，容易发生危险；

2、这种连接方式会造成整体顶模系统在施工结束后无法拆除回收，只能进行解体处理，所用钢材全部作为废钢处理，造成非常巨大的资源浪费；

3、由于焊接属于刚性连接，这会使整体顶模系统的钢结构收到较大的应力作用，容易使钢材发生断裂等危险，从而引发施工事故。

技术实现要素：

针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种通过多组通用模块拼接组合而成的整体顶模系统平台。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种组合式整体顶模系统平台通用结构，所述平台由多个不同通用模块按照预先设计的平台外形拼接而成；所述不同模块均包括模块桁架，承重钢板，所述模块桁架为长方体空间桁架结构，所述承重钢板设置在模块桁架的上水平面；所述不同模块的模块桁架两端面的各端头及两侧面的上下边缘分别设有端头耳板和侧向耳板，所述各不同模块通过所述端头耳板和/或侧向耳板连接；所述不同模块的宽度b及高度h分别相等，所述不同模块的长度l不同；

其中，所述端面为沿模块宽度方向延伸的两个平面，所述侧面为沿模块长度方向延伸的两个平面；所述b为模块两侧所述侧向耳板板孔的中心间距，所述l为模块两端所述端头耳板板孔的中心间距。

优选地，所述模块桁架的每个侧面均包括相互平行的上弦杆和下弦杆，在上弦杆和下弦杆之间垂直设有至少两个竖直直腹杆，任意两个相邻的所述竖直直腹杆之间对角设有竖直斜腹杆；

所述模块桁架的上下水平面均设有与所述上弦杆、下弦杆垂直连接的水平面直腹杆，所述水平面直腹杆至少为两个，在任意相邻两个水平面直腹杆之间对角设有水平面斜腹杆；

所述不同模块的模块桁架两端面的各端头及两侧面的上下边缘分别设有端头耳板和侧向耳板，具体为：

在所述模块桁架两个端面上的两个上弦杆11a和两个下弦杆11b的八个端部分别设有端头耳板，在所述模块桁架的两个侧面上的四个弦杆与所述竖直斜腹杆的连接处分别设有侧向耳板。

优选的，所述模块桁架两端的端头耳板的耳板孔中心线分别外伸出两端端面预定长度；所述模块桁架两侧的侧向耳板的耳板孔中心线分别外伸出弦杆的侧面外边缘预定长度。

优选的，所述模块桁架的长度l为其上下弦杆中心距离b的n倍，即l＝nb，n表示所述通用模块的节间数；所述不同模块包括第一模块、第二模块及第三模块及第四模块；所述第一模块具有四个节间，长度l1＝4b；所述第二模块具有三个节间，长度l2＝3b；所述第三模块具有两个节间，长度l3＝2b；所述第四模块具有一个节间，长度l4＝b；其中，两个相邻竖直直腹杆之间的空间构成一个节间，b为节间间距，等于两个相邻竖直直腹杆中心线的间距。

优选的，所述第一模块、第二模块及第三模块除最后一个节间外，其余的节间宽度b均相等，且与模块上水平面的两个弦杆的中心线间距相同。

优选的，相同宽度模数任意两模块之间为同轴线连接；连接时，将一个模块的a端头耳板插入到另一模块的b端头耳板中，所述a端头耳板与所述b端头耳板通过销轴连接。

优选的，相同宽度模数任意两模块之间为垂直连接；连接时，将一个模块的b侧向耳板插入到另一模块的b端头耳板中，或，将一个模块的a端头耳板插入到另一模块的a侧向耳板中，所述端头耳板与所述侧向耳板通过销轴连接。

优选的，在所述通用模块任一节间的模块桁架上还设有梯子盖板，所述梯子盖板设置在模块桁架上的盖板撑杆上；在所述模块桁架的下水平面设有钢板网，在所述承重钢板与钢板网之间设有梯子，所述梯子设在位于梯子盖板上的梯子撑杆上。

优选的，所述平台还包括小撑杆；所述小撑杆由撑杆主肢和两端端头钢板组成，所述端头钢板由小撑杆内板、小撑杆外板、小撑杆贴板组成，其中，所述小撑杆主肢为剖分t型钢，小撑杆内板和设置于小撑杆主肢的一端，小撑杆外板设置于小撑杆主肢的另一端，且每一端的两个支撑板内板或支撑板外板分别设置在小撑杆主肢翼缘板下侧的t型钢的中间垂面两侧且与中间垂面平行，小撑杆内板和小撑杆外板的一侧端面分别与小撑杆主肢的两端面对齐；小撑杆贴板连接于小撑杆内板或小撑杆外板的内侧端面与t型钢的中间垂面之间。优选的，所述小撑杆用于连接两个相互平行的模块；连接时，将一个模块的b侧向耳板插入到两个小撑杆外板中，再将两个小撑杆内板插入到另一模块的a侧向耳板中，并将小撑杆主肢的翼缘板下平面放置在一个模块的b侧向耳板和另一个模块的a侧向耳板上。

本发明的有益效果为：

整体顶模系统平台通过一些通过模块按照待施工塔楼核心筒的外形及相关尺寸进行拼接，再根据拼接成的部分平台对平台外围设计专用模块，这样可以方便安装，提高安全性，同时在使用后还可以回收循环利用，降低成本，提高施工效率。

附图说明

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。

图1-1为本发明实施例组合式整体顶模系统平台通用结构第一模块的结构示意图；

图1-2为图1-1第一模块的侧向结构示意图；

图1-3为图1-1第一模块的上水平面结构示意图；

图1-4为图1-1第一模块的端面结构示意图；

图2-1为本发明实施例组合式整体顶模系统平台通用结构第二模块的结构示意图；

图2-2为本发明实施例的第二模块侧面的结构示意图；

图2-3为本发明实施例的第二模块上水平面的结构示意图；

图2-4为本发明实施例的第二模块端面的结构示意图；

图3-1为本发明实施例组合式整体顶模系统平台通用结构第三模块的结构示意图；

图3-2为本发明实施例的第三模块侧面的结构示意图；

图3-3为本发明实施例的第三模块上水平面的结构示意图；

图3-4为本发明实施例的第三模块端面的结构示意图；

图4-1为本发明实施例组合式整体顶模系统平台通用结构第四模块的结构示意图；

图4-2为本发明实施例的第四模块侧面的结构示意图；

图4-3为本发明实施例的第四模块上水平面的结构示意图；

图4-4为本发明实施例的第四模块端面的结构示意图；

图5-1为本发明实施例组合式整体顶模系统平台通用结构的小撑杆结构示意图；

图5-2为图5-1的小撑杆的横截面示意图；

图6-1为本发明实施例两同轴线连接模块连接示意图；

图6-2为图6-1两同轴线连接模块连接位置i部放大视图；

图6-3为图6-2的a-a剖视图；

图7-1为本发明实施例两垂直连接模块连接示意图；

图7-2为图7-1两垂直连接模块连接位置ⅱ部的放大局部视图；

图7-3为图7-2的b-b剖视图；

图8-1为本发明实施例小撑杆与平行模块连接的结构示意图；

图8-2为图8-1的小撑杆与通用模块连接位置处ⅲ的局部放大示意图；

图9为本发明实施例某塔楼核心筒结构示意图；

图10为本发明实施例通用结构拼接的组合式整体顶模系统平台示意图。

图中：

1.第一模块2.第二模块3.第三模块

4.第四模块5.模块桁架6.承重钢板

7.梯子盖板8.梯子9.钢板网

10.b端头耳板11a.上弦杆11b.下弦杆

12.竖直直腹杆13.竖直斜腹杆14.a端头耳板

15.水平直腹杆16.水平斜腹杆17.梯子撑杆

18.盖板撑杆19.a侧向耳板20.b侧向耳板

21.小撑杆22.小撑杆内板23.小撑杆外板

24.小撑杆贴板25.小撑杆主肢26.销轴

具体实施方式

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。

图1-图4为本发明实施例提供的四种通用模块示例的结构示意图。参见图1-图4，本申请所述平台可以由多个不同的通用模块按照预先设计的平台外形拼接而成，所述通用模块为长方体空间桁架结构，均可以包括模块桁架5、承重钢板6，所述承重钢板6设置在模块桁架5的上水平面；所述不同模块的模块桁架5两端面的各端头及两侧面的上下边缘分别设有端头耳板及侧向耳板，所述各不同模块通过所述端头耳板和/或侧向耳板连接；所述不同模块的宽度b及高度h分别相等，所述不同模块的长度l不同；其中，所述端面为沿模块宽度方向延伸的两个平面，所述侧面为沿模块长度方向延伸的两个平面；所述b为模块两侧所述侧向耳板板孔的中心间距，所述l为模块两端所述端头耳板板孔的中心间距。

需要说明的是，为减少运输成本，所述通用模块的外形尺寸要满足公路运输件超限尺寸要求。

进一步地，本实施例所述模块桁架5的每个侧面具体可以包括上下两个平行的弦杆，分别为上弦杆11a及下弦杆11b，在两个弦杆之间垂直设有至少两个竖直直腹杆12，任意两个相邻的所述竖直直腹杆12之间对角设有竖直斜腹杆13，以加固所述模块桁架；

进一步地，所述模块桁架5的上下水平面均设有分别与上弦杆11a及下弦杆11b垂直连接的水平面直腹杆15，所述每个水平面的直腹杆15至少为两个，在上层水平面的任意相邻两个水平面直腹杆15之间对角设有水平面斜腹杆16；所述承重钢板6铺设在由上弦杆11a、水平面直腹杆15、水平面斜腹杆16焊接而形成的上水平面上，所述钢板网9铺设在由下弦杆11b、水平面直腹杆15焊接而形成的下水平面上。

进一步地，在所述模块桁架5的两个上弦杆11a和两个下弦杆11b的八个端部分别设有端头耳板，如左端头耳板10和右端头耳板14；在所述模块桁架5的两个上弦杆11a和两个下弦杆11b与所述竖直斜腹杆13的连接处分别设有侧向耳板，如上右侧向耳板19和左侧向耳板20；所述模块桁架5两端的端头耳板的耳板孔中心线分别外伸出两端端面预定长度，所述模块桁架5两侧的侧向耳板的耳板孔中心线分别外伸出上弦杆11a、下弦杆11b的侧面外边缘预定长度，例如，预定长度可以是2-3mm。

在本实施例的具体实施方式中，所述模块桁架5具体可以包括上弦杆、下弦杆、上层水平面直腹杆、下层水平面直腹杆、上层平面水平斜腹杆、左侧垂直面直腹杆、右侧垂直面直腹杆，左侧垂直面斜腹杆，右侧垂直面斜腹杆、上弦杆两端端头耳板、下弦杆两端端头耳板、左侧侧向耳板、右侧侧向耳板；

其中，上、下弦杆及可以采用带有翼缘结构的h型钢或剖分t型钢，与b端头耳板8相邻的水平直腹杆选用槽钢，其余水平直腹杆选用与上、下弦杆相同的型钢，上层水平斜腹杆选用角钢，垂直直腹杆和垂直斜腹杆选用方管或矩形管。

由于桁架结构的水平直腹杆使用与上、下弦杆相同的型材，这样的结构可以使模块两侧与其垂直连接的两个模块之间能够形成良好的受力传递，使各模块之间受力状态相似，避免发生力的偏移。

本实施例所述的模块桁架5主要包括以下参数：长度l、宽度b、上下弦杆中心距离b、高度h及节间宽度bi，模块桁架可以选取一系列的数值作为其宽度模数和高度模数，使所述通用模块系列化，方便在实际使用过程中进行选取和组合；为减少运输成本，所述通用模块的外形尺寸要满足公路运输件超限尺寸要求。

在本实施例的一些具体实施方式中，如图1-图4所示，所述模块桁架5的长度l为其上下弦杆中心距离b的n倍，即l＝nb，n表示所述通用模块的节间数；所述不同模块例如可以包括第一模块1、第二模块2及第三模块3及第四模块4；所述第一模块1具有四个节间，长度l1＝4b；所述第二模块2具有三个节间，长度l2＝3b；所述第三模块3具有两个节间，长度l3＝2b；所述第四模块4具有一个节间，长度l4＝b；其中，两个相邻竖直直腹杆12之间构成一个节间，b为节间间距，等于两个相邻竖直直腹杆中心线的间距；

进一步地，所述第一模块1、第二模块2及第三模块3除最后一个节间外，其余的节间宽度b均相等，且与模块上水平面的两个弦杆的中心线间距相同。例如图1-1至图1-4所示的第一模块1具有四个节间，其长度l为其弦杆中心距离b的4倍，除与b端头耳板10相邻的节间外，其余节间的节间宽度bi与第一模块上(下)弦杆中心距离b相同，即bi＝b；图1-3中的尺寸a和尺寸c分别为所述a端头耳板14和b端头耳板10的预留尺寸；其中，两个相邻竖直直腹杆之间构成一个节间，节间宽度bi等于两个相邻竖直直腹杆中心线的间距。

进一步地，相同宽度模数的任意两模块之间通常有两种连接形式：一种是同轴线连接，即两模块中轴线重合；一种是垂直连接，即两模块中轴线相互垂直。当两模块同轴线连接时，如图6-1、6-2、6-3所示，将一个模块的a端头耳板14插入到另一模块的b端头耳板10中，然后用销轴26连接，这种连接共有四处，完成这四处连接即完成两模块同轴线连接。当两模块垂直连接时，如图7-1、7-2、7-3所示，将一个模块的b侧向耳板20插入到另一模块的b端头耳板10中，或，将一个模块的a端头耳板14插入到另一模块的a侧向耳板19中，所述端头耳板与所述侧向耳板通过销轴26连接,这种连接共有四处，完成这四处连接即完成两模块垂直连接。当然，也可以将一个模块的端头耳板插入到另一个模块的侧向耳板中，只要将耳板间距小的插入到耳板间距大的里面即可，本实施方式并不进行具体限定。

需要说明的是，所述不同模块可以具有一系列宽度模数，所述模块的宽度模数，就是给模块指定一系列的数值作为宽度，这些数值叫做宽度模数，这是为了减少模块的宽度数量的一种标准化方式。

在本实施例中，当所述通用模块高度较大，能够满足施工人员在模块下层水平面行走时，还可以在任意一个模块的任意节间设置梯子结构，例如图1-1、图1-3所示，在所述第一模块1的任一节间，如第二节间的承重钢板6上设有梯子盖板7，所述梯子盖板7设置在盖板撑杆17上；在所述模块桁架5的下水平面设置钢板网9，所述钢板网9具体可设置在通用模块下层水平面的下弦杆11b及水平直腹杆15之间，用于施工人员在模块下层平面行走；在所述承重钢板6与钢板网9之间设有梯子8，所述梯子8设在位于梯子盖板7上的梯子撑杆18上；

优选地，可以在具有最大高度模数和长度最大的模块上，如第一模块上设有能够允许施工人员下至钢平台下层观察钢平台以下各工作位面施工情况的梯子结构。当施工人员需要对平台以下各作业位面进行监督查看时，可以将平台上层的梯子盖板7打开，通过梯子8下至平台下层，平台下层铺满钢板网9，可以满足施工人员在平台下层的活动需要。

需要说明的是，所述不同模块可以具有一系列高度系数，只有当施工人员需要对平台以下作为位面进行监督和观察且模块高度较大，足够施工人员在其下层行走时，模块才会添加所述梯子结构，例如，当需要对平台以下各作业位面进行监督查看时，模块的高度h需满足施工人员在模块下层的行走要求，利于观察平台以下各施工位面在整体顶模系统顶升过程和正常施工过程中的实时状态，方便施工管理；比如，高度为2m的模块在满足结构强度的同时能够允许施工人员在模块下层平面行走，因此，高度为2m的模块还包括上层梯子盖板、允许施工人员从模块上层下至下层的梯子及下层钢板网；当高度h小于2m的模块只需要满足结构强度要求，因此只包括桁架结构及上层承重钢板即可，不需要添加梯子结构。

在本实施例的另一具体实施方式中，如图5-1所示，所述平台还可以包括小撑杆21，用于在整体顶模系统平台的承重载荷不大时，替换相应的通用模块，简化平台结构，减轻平台重量，节省成本；所述小撑杆21由撑杆主肢25和两端端头钢板组成，其中，端头钢板由小撑杆内板22、小撑杆外板23、小撑杆贴板24组成，其中，所述小撑杆主肢25选用剖分t型钢，小撑杆内板22和设置于小撑杆主肢25的一端，小撑杆外板23设置于小撑杆主肢25的另一端，且每一端的两个支撑板内板22或支撑板外板23分别设置在小撑杆主肢25翼缘板下侧的t型钢的中间垂面两侧且与中间垂面平行，小撑杆内板(22)和小撑杆外板(23)的一侧端面分别与小撑杆主肢(25)的两端面对齐；小撑杆贴板24连接于小撑杆内板22或小撑杆外板23的内侧端面与t型钢的中间垂面之间。

进一步地，如图6-1、6-2、6-3所示，所述小撑杆21连接于两个相互平行的模块之间，具体地，可以将一个模块的b侧向耳板20插入到两个小撑杆外板23中，再将两个小撑杆内板22插入到另一模块的a侧向耳板19中，并将小撑杆主肢25的翼缘板下平面放置在一个模块的b侧向耳板20和另一个模块的a侧向耳板19上，这样就可以使小撑杆21相对于模块固定，再将承重钢板平铺于两个小撑杆之间，即可使整个钢平台都铺满承重钢板。

需要说明的是，由于耳板的间距不同，有大有小，因此，小撑杆设计了间距较小的内板及间距较大的外板，实际使用时，可以将间距较小的内板插入到间距较大的耳板中，再将间距较小的耳板插入到间距较大的外板中，以实现小撑杆与各模块的连接。

进一步地，如图5-2所示，小撑杆主肢25的翼缘板上平面两侧分别设有一定深度的槽，用以搭设承重钢板6；同样的，模块桁架的上弦杆11a和下弦杆11b的翼缘板上平面两侧也分别设有与所述小撑杆主肢25相同深度的槽以搭设承重钢板6。

需要说明的是，本实施例中的小撑杆可以选用与通用模块桁架上、下弦杆相同的剖分t型钢，且所选用的剖分t型钢的抗弯强度与通用模块桁架的主肢相接近，主要是用于填补模块拼接后的空当位置，连接后的各小撑杆上平面可以平铺承重钢板，这样使得整个钢平台可以铺满承重钢板，以满足钢平台的使用要求；由于组合式整体顶模系统钢平台主要受到竖直方向的载荷，所述小撑杆与通用模块的连接方式就能够满足小撑杆的使用要求，这种连接方式在安装和拆卸的过程中都非常方便，减少了装拆时间。

如图9所示，为某工程的塔楼核心筒的结构为例，所设计的整体顶模系统钢平台的外形如虚线部分所示，按照此钢平台方案，利用本发明中所述的通用模块和小撑杆拼接此钢平台，所得结构如图10所示；

需要说明的是，在利用所述通用模块和小撑杆拼接钢平台的过程中，首先要确定要使用的所述通用模块的宽度模数，拼接钢平台过程中所使用的所有通用模块的宽度模数都相同；然后确定整体顶模系统顶升油缸的大概位置，由于顶升油缸位置处钢平台受力较大，所以选用高度模数较大的所述通用模块作为主模块安装在顶升油缸所在的横、纵方向上，即如图10中用粗实线表示的通用模块，其余位置受力相对较小，可以选用高度模数较小的所述通用模块进行拼接，即图10中用细实线表示的通用模块，这样的拼接方案可以使钢平台在满足强度和使用要求的前提下减轻钢平台质量，减轻整体顶模系统支撑立柱和顶升油缸的负担；由于钢平台外围无法使用所述通用模块进行拼接，需要专门设计少量的专用模块与通用模块拼接的框架进行拼接，以完成钢平台整体框架的拼接，之后在各模块之间的空当位置处安装小撑杆，再在模块上及小撑杆之间铺设承重钢板，就完成了整个钢平台的拼接和搭设。

需要说明的是，当利用本实施方式所拼接形成的整体顶模系统钢平台需要承受较大载荷时，就可以利用与小撑杆对应的通用模块将其代替，即整个钢平台全部由模块拼接形成，这样可以增加钢平台的承载能力。

本申请采用桁架结构形式，承重能力强，结构整体稳定性高，能够减小施工风险；同时，相同宽度模数下的各模块之间在满足相关尺寸要求前提下均可进行拼装，通过耳板和销轴连接，安装方便，安装用时短，可以在不同的塔楼核心筒施工中通用，施工方只需使用本申请中拼装钢平台区域选择适当的模块进行拼装，再对平台外围进行少量的专用模块设计即可；本申请在施工结束后，将承重钢板移除，解除各模块及撑杆之间的销轴连接，然后将各结构回收存储，以便下次施工使用，节约大量资源和成本，符合绿色环保理念。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。