一种大体积弧形混凝土钢桁架支撑结构及其施工方法与流程

本发明属于土建施工领域，涉及一种大体积弧形混凝土钢桁架支撑结构。

背景技术：

大体积混凝土模板施工在建筑工程施工中的重要环节，支撑的强度、刚度、稳定性要求较高，一旦出现问题处理较为困难。目前公知的大体积弧形结构模板主要采用竹胶板、木方、油托及满堂架支撑组成。但对于弧形结构，满堂架钢管调整不便，立杆自由端容易超过规范要求，支撑难度大且容易失稳。还经常设计采用一次性的定形组合模板，造价高。传统的满堂架支撑体系已经难以满足实际施工需要。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决上述困难而提供一种大体积弧形混凝土结构模板支撑钢桁架，该结构不仅能较好的支撑现浇混凝土恒荷载和施工荷载，而且材料易获取，能够根据结构造型制作安装，施工速度快、容易保证质量、安全性高。还能连续周转使用从而降低施工成本。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

弧形上弦杆通过腹杆及下弦杆支撑。上弦杆、腹杆、下弦杆通过高强螺栓连接成一榀桁架。若干榀桁架之间通过连接杆拉结成一个支撑结构，通过满堂架及油托支撑，在弧形上弦杆上方设置方木及竹胶板。

具体结构如下：

一种大体积弧形混凝土钢桁架支撑结构，所述钢桁架支撑结构是由多榀平行设置的桁架组成的支撑结构；每榀桁架包括腹杆、上弦杆、下弦杆、连接杆、高强螺栓油托、方木和竹胶板；所述上弦杆为弯成弧形的条形钢板，所述下弦杆设置在上弦杆的下方，下弦杆包括两侧的竖钢和与两侧竖钢底部连接的横钢，所述上弦杆与下弦杆之间设置有多根支撑角度不同、长度不等的腹杆，每根腹杆的两端分别通过高强螺栓与上弦杆及下弦杆连接；上弦杆的上部设置有与上弦杆弯曲弧度相同的竹胶板，竹胶板的下表面均匀设置多块方木；下弦杆的底部连接油托；下弦杆两侧的竖杆上通过高强螺栓连接有与竖杆垂直的连接杆，相邻的两榀桁架之间通过连接杆连接。

进一步的，所述上弦杆采用不小于2mm厚、不小于200mm宽的条形钢板根据混凝土结构外形加工制作而成，条形钢板两侧钻孔，通过高强螺栓与腹杆连接。

进一步的，上弦杆上端用铁丝固定方木及竹胶板。

进一步的，所述腹杆由不小于10号槽钢或工字钢两端焊接钢板组成，钢板两端开孔，用于高强螺栓穿过，使腹杆与上弦杆或下弦杆连接，钢板厚度不小于10mm。通过调整腹杆的长度实现上弦杆、下弦杆的形状、尺寸调整。

进一步的，所述下弦杆的竖钢和横钢均采用不小于10号槽钢背面加焊钢板组成；下弦杆的竖钢或横钢两端均焊接厚度不小于10mm的钢板连接件，钢板连接件上设置有通孔，高强度螺栓穿过钢板连接件的通孔使下弦杆的竖杆与横杆连接；下弦杆的槽钢的两侧开孔，用于高强螺栓穿过，从而使下弦杆与腹杆或连接杆连接。

进一步的，下弦杆下端通过油托支撑，同时油托卡入下弦杆的槽钢中，通过调整油托伸出长度调整桁架的高度。

进一步的，所述连接杆由不小于5号槽钢或工字钢两端焊接钢板组成，钢板两端开孔，用于高强螺栓穿过，从而使下弦杆与连接杆连接，腹杆与连接杆结构相似，设计长度有所不同，在满足荷载计算的情况下可以通用。

所述的大体积弧形混凝土钢桁架支撑结构的施工方法，所述大体积弧形混凝土钢桁架支撑结构由满堂架及油托支撑，包括以下施工步骤：

1）根据混凝土结构外形和满堂架制作桁架的上弦杆、下弦杆和腹杆：首先根据弧形混凝土结构设计上弦杆条形钢板尺寸，根据现场满堂架支撑情况确定下弦杆的槽钢和钢板的尺寸，然后设计桁架腹杆尺寸，最后计算桁架的应力校核槽钢、钢板的强度，设计每榀桁架的间距；

2）单个桁架拼装和安装：各构件按设计尺寸加工完毕后，根据施工条件现场拼装或完成拼装后吊运至现场安装；上弦杆、下弦杆、腹杆之间通过高强螺栓连接；

3）多个桁架之间的连接：每榀桁架之间通过下弦杆上的若干连接杆连接；

4）高度调节：通过油托调整固定桁架的水平位置；

5）在上弦杆上方固定方木和竹胶板。

连接杆与下弦杆的连接保证了桁架的垂直度。若干个桁架平行布置，通过连接杆组成一个支撑结构。

本发明的有益效果：

本发明是一种混凝土结构弧形底模快速制作安装拆卸的支撑结构，能够根据建筑物的外形调整桁架链杆尺寸，可以满足不同尺寸的建筑物施工需求，结构简单，

整体受力效果好，拆装方便，可以重复利用，降低成本。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1．桁架可以通过调整尺寸实现对弧形混凝土结构的支撑；

2．各构件可以分块同时加工，再进行拼装，提升加工效率；

3．桁架拼装效率高、成本低，大量节省人工，且安全性高；

4．桁架链杆用高强度螺栓连接，可以重复利用安装,在需要修改时能便于调整。

附图说明

图1本发明的钢桁架支撑结构示意图；

图2下弦杆与腹杆的连接示意图；

图3上弦杆与腹杆的连接示意图；

图4腹杆（或连接杆）示意图；

图中标记说明：

1—腹杆、2—上弦杆、3—下弦杆、4—连接杆、5—高强螺栓、6—油托、7—方木、8—竹胶板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种大体积弧形混凝土钢桁架支撑结构，

所述钢桁架支撑结构是由多榀平行设置的桁架组成的支撑结构；

如图1所示，每榀桁架包括腹杆1、上弦杆2、下弦杆3、连接杆4、高强螺栓5、油托6、方木7和竹胶板8；所述上弦杆2为弯成弧形的条形钢板，所述下弦杆3设置在上弦杆2的下方，下弦杆3包括两侧的竖钢和与两侧竖钢底部连接的横钢，所述上弦杆2与下弦杆3之间设置有多根支撑角度不同、长度不等的腹杆1，每根腹杆1的两端分别通过高强螺栓5与上弦杆2及下弦杆3连接；上弦杆2的上部设置有与上弦杆2弯曲弧度相同的竹胶板8，竹胶板8的下表面均匀设置多块方木7；下弦杆3的底部连接油托6；下弦杆3两侧的竖杆上通过高强螺栓5连接有与竖杆垂直的连接杆4，相邻的两榀桁架之间通过连接杆4连接。

上弦杆2采用不小于2mm厚、不小于200mm宽的条形钢板根据混凝土结构外形加工制作而成，条形钢板两侧钻孔，通过高强螺栓5与腹杆1连接。

上弦杆2上端用铁丝固定方木7及竹胶板8。

腹杆1由不小于10号槽钢或工字钢两端焊接钢板组成，钢板两端开孔，用于高强螺栓5穿过，使腹杆1与上弦杆2或下弦杆3连接，钢板厚度不小于10mm。

下弦杆3的竖钢和横钢均采用不小于10号槽钢背面加焊钢板组成；下弦杆3的竖钢或横钢两端均焊接厚度不小于10mm的钢板连接件，钢板连接件上设置有通孔，高强度螺栓5穿过钢板连接件的通孔使下弦杆3的竖杆与横杆连接；下弦杆3的槽钢的两侧开孔，用于高强螺栓5穿过，从而使下弦杆3与腹杆1或连接杆4连接。

下弦杆3下端通过油托6支撑，同时油托6卡入下弦杆3的槽钢中，通过调整油托6伸出长度调整桁架的高度。

连接杆4由不小于5号槽钢或工字钢两端焊接钢板组成，钢板两端开孔，用于高强螺栓5穿过，从而使下弦杆3与连接杆4连接。

槽钢背面焊接钢板组成下弦杆如图2，槽钢两端焊接矩形钢板组成腹杆如图4，腹杆与下弦杆之间，腹杆与上弦杆之间，通过高强度螺栓连接如图1，钢板、槽钢在需要螺栓连接处进行打孔。

本实施例中：桁架各链杆上弦杆、下弦杆、腹杆及连接杆端部均采用2个高强螺栓连接，直径不小于1cm。

上弦杆采用钢板厚度不小于2mm厚，下弦杆采用钢板厚度不小于10mm厚，链杆两端的焊接钢板均不小于10mm厚，下弦杆、腹杆采用不小于10号槽钢，连接杆采用不小于5号槽钢。

所述槽钢、钢板均进行抗压、抗拉强度校核。槽钢、工字钢与钢板的焊接均采用满焊。

本发明中的高强螺栓：高强螺栓连接的螺栓采用10．9s级或8．8s级优质合金结构钢并经过热处理制作而成，高强度螺栓孔应采用钻成孔。

实施例2

本实施例为实施例1所述的大体积弧形混凝土钢桁架支撑结构的施工方法，所述大体积弧形混凝土钢桁架支撑结构由满堂架及油托支撑，包括以下施工步骤：

1）根据混凝土结构外形和满堂架制作桁架的上弦杆、下弦杆和腹杆：首先根据弧形混凝土结构设计上弦杆条形钢板尺寸，根据现场满堂架支撑情况确定下弦杆的槽钢和钢板的尺寸，然后设计桁架腹杆尺寸，最后计算桁架的应力校核槽钢、钢板的强度，设计每榀桁架的间距；

2）单个桁架拼装和安装：各构件按设计尺寸加工完毕后，根据施工条件现场拼装或完成拼装后吊运至现场安装；上弦杆、下弦杆、腹杆之间通过高强螺栓连接；

3）多个桁架之间的连接：每榀桁架之间通过下弦杆上的若干连接杆连接；

4）高度调节：通过油托调整固定桁架的水平位置；

5）在上弦杆上方固定方木和竹胶板。

搭设完成后，核定标高、垂直度与位置。拆膜时按照相反的顺序进行，降低油托高度，先拆方木以及木模板，再拆上弦杆、腹杆、下弦杆、连接杆。链杆进行回收周转使用。