一种索膜移动折叠大门及其施工方法与流程

本发明属于工业特种门技术领域，特别是涉及一种索膜移动折叠大门及其施工方法。主要应用于军事工业或普通民用工业中以大跨度钢结构为主体结构形式的建筑中，如：飞机库、飞艇库、各种宇航设备组装制造车间、各种民用厂房、船厂等。

背景技术：
20世纪70年代以后，高强、防水、透光且表面光洁、易清洗、抗老化的建筑膜材料的出现，加之工程计算科学的飞速发展，索膜建筑结构体系东山再起，现已大量用于滨海旅游、博览会、文艺、体育等大空间的公共建筑上。索膜建筑具有易建、易拆、易搬迁、易更新、充分利用阳光、空气以及与自然环境融合等特长，它是21世纪“绿色建筑体系”的宠儿。目前，索膜材料己开始用于高层建筑结构体系中。本申请人于2013年03月29日申请了申请号为201320149982.1的中国专利“一种钢索式柔性门”，该钢索式柔性门与传统柔性门相比，结构梁采用钢索制造，由于钢索属于国标产品，拿来即用，在整门的制造过程中，省时省力，整门的重量大大降低，生产周期明显缩短，在原材料的用量上也有很大降低，最终使整门的制造成本降低；另外，由于结构梁采用钢索制造，在抗风性能上也有了很大的增强，整门在制造尺寸上比传统堆积门有了很大的提高，适用范围更加广泛。然而，该钢索式柔性门的结构过于简单，若门布采用索膜材料，则无法进行施工，难于实现。其原因在于：此类门结构高度超高，宽度超宽，如大门净开尺寸为95米长，80米宽；而且索膜材料制成的门布安装重量大，如此大尺寸、大重量的门布在现有的钢索式柔性门上无法进行现场安装。

技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种施工灵活、安全可靠的索膜移动折叠大门及其施工方法。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种索膜移动折叠大门，包括上轨道复合梁，在上轨道复合梁的底部分别设置有上轨道和导轮滑槽；在上轨道的下方设置有若干个钢索上滑块，在钢索上滑块的顶部分别设置有上导轮和传动系统导轮，所述上导轮设置在上轨道内，传动系统导轮设置在导轮滑槽内，上导轮能够沿上轨道左右移动，传动系统导轮能够沿导轮滑槽左右移动；在上轨道复合梁下方的地面上设置有地轨，在地轨内设置有若干个钢索下滑块，所述钢索下滑块能够沿地轨左右移动；在每个钢索上滑块的下方均设置有钢索配重补偿装置，钢索配重补偿装置的架体通过连接件与钢索上滑块相连接，在架体的上部设置有定滑轮，钢索的一端穿过定滑轮后与配重相连接，另一端与地轨内的钢索下滑块相连接；在钢索上安装有门布，所述门布由索膜材料热合而成，在门布的上表面设置有横向加强带和竖向加强带，在横向加强带与竖向加强带的交叉处设置有索扣；门布的上端固定在钢索配重补偿装置的架体上，其下部通过索扣套装在钢索上；钢索上滑块与钢索上滑块牵引钢丝绳相连接，所述钢索上滑块牵引钢丝绳分别与钢索上滑块的关门用卷扬机和开门用卷扬机相连接，钢索下滑块与钢索下滑块牵引钢丝绳相连接，所述钢索下滑块牵引钢丝绳分别与钢索下滑块的关门用卷扬机和开门用卷扬机相连接。为了使门布适应钢索的张力变化，在所述门布的上部留有预留余量。所述的索膜移动折叠大门的施工方法，包括如下步骤：步骤一：在门头桁架提升前，先将上轨道复合梁与门头桁架固定在一起，将提升装置固定在上轨道复合梁上；并将滑车轨道通过连接构件固定在门头桁架上，通过滑车的滑轮组与滑车轨道相配合，将滑车悬挂于滑车轨道的下方；步骤二：通过钢索上滑块顶部的上导轮与上轨道复合梁底部的上轨道相配合，将各钢索上滑块悬挂于上轨道的下方；同时，将钢索上滑块顶部的传动系统导轮安装于上轨道的导轮导槽内；步骤三：提升门头桁架并固定于建筑结构中；步骤四：用吊车分别将各钢索配重补偿装置吊起，并与相对应的钢索上滑块通过连接件相连接；步骤五：安装钢索上滑块的牵引钢丝绳，所述钢索上滑块的牵引钢丝绳分别与钢索上滑块的关门用卷扬机和开门用卷扬机相连接；步骤六：确定地轨中心线，安装地轨，并在地轨内安装各钢索下滑块；步骤七：将各钢索上滑块和钢索下滑块分别沿上轨道和地轨移动到洞口一侧的提升装置的下方；步骤八：将提升装置的钢丝绳的下端与钢索的上端相连接，利用提升装置将钢索提升至设定高度，将钢索的上端穿过钢索配重补偿装置的定滑轮后，与配重相连接，断开钢丝绳与钢索的连接；将各钢索的下端分别与相对应的钢索下滑块相连接，并安装钢索下滑块的牵引钢丝绳，所述钢索下滑块的牵引钢丝绳分别与钢索下滑块的关门用卷扬机和开门用卷扬机相连接；步骤九：在运输到现场的卷状索膜门布的外端安装吊装夹板，将钢丝绳的下端与吊装夹板的吊环固定连接，通过提升装置将索膜门布提升至设定高度，使门布预留余量下端节点外露，通过提升装置使索膜门布下降，将门布预留余量上端节点与门布预留余量下端节点做临时连接；步骤十：通过提升装置继续提升索膜门布，在提升的同时将索扣从中部剪断，并将对应的钢索包住后，用夹具夹住索扣的两端使其形成回环状，如此往复直至索膜门布提升至钢索顶端；步骤十一：将门布预留余量下端节点与钢索顶端固定连接，将索膜门布的上端与钢索配重补偿装置的架体固定连接，并将门布预留余量上端节点与门布预留余量下端节点之间的临时连接断开，完成索膜移动折叠大门的施工。本发明的有益效果：1、本发明的索膜移动折叠大门的门布由索膜材料热合而成，该材料制成的门布成本低、节省空间，且方便运输和安装，柔性适应性强，能够满足抗风压要求；在施工过程中，钢索、轨道受力状态与实际设计运行状态比较接近，钢索、门布安装不受风力的影响，安全有保障；2、本发明的施工方法在门布安装前，上轨道、地轨、钢索及传动、电气控制系统已经安装完毕，可以对门体运行进行测试、调整，直至合格，以减少调试过程中对门布造成损伤；3、本发明的索膜移动折叠大门及其施工方法为保证质量、提高效率、缩短工期奠定了基础；4、本发明的索膜移动折叠大门的门布采用专用折叠牵引装置和卷取装置进行折叠、卷包，确保不超高、超宽；同时卷状门布到达现场后不需要再处理、展开就可以进行安装施工；另外，本发明利用安装在上轨道复合梁上的提升装置提升门布，操作可靠性强，避免了使用大型吊机，并为日后的维护保养提供了垂直运输条件。附图说明图1是本发明的索膜移动折叠大门门布加工过程中采用的折叠牵引装置的结构示意图；图2是图1的局部放大图；图3是本发明的索膜移动折叠大门门布加工过程中采用的卷曲装置的结构示意图；图4是图3中右侧卷曲支架与其连接部件连接后的结构示意图；图5是本发明的索膜移动折叠大门门布加工过程中索扣的安装示意图；图6是图5中外扣的结构示意图；图7是图5中内扣的结构示意图；图8是图5中加强块的结构示意图；图9是本发明的索膜移动折叠大门的整体结构示意图；图10是图9的A-A剖视图；图11是图10中去掉门头桁架后的放大图；图12是图9的C部放大图；图13是图9局部放大后的立体图；图14是图9的B部放大图；图15是本发明的施工方法中门布的安装示意图；图16是本发明的施工方法中采用的提升装置的结构示意图；图17是本发明的施工方法中采用的滑车的结构示意图；图18是本发明的施工方法中采用的吊装夹板的结构示意图；图中：1-行走轮，2-卷曲支架，3-卷曲轴，4-第二电机，5-滑块，6-滑轨，7-折叠支架，8-第一卷筒，9-第一轴承座，10-第一电机，11-外扣，12-横向加强带，13-加强块，14-竖向加强带，15-内扣，16-门头桁架，17-钢索，18-地轨，19-上轨道复合梁，20-滑车，21-提升装置，22-连接构件，23-钢索配重补偿装置，24-上轨道，25-上导轮，26-钢索上滑块，27-连接件，28-传动系统导轮，29-滑车轨道，30-定滑轮，31-架体，32-配重，33-钢索下滑块，34-第二轴承座，35-提升支架，36-第二卷筒，37-传动机构，38-第三电机，39-滑轮组，40-框架，41-步行梯，42-工作平台，43-门布预留余量上端节点，44-门布预留余量下端节点，45-吊装夹板，46-吊环。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。如图9～图15所示，一种索膜移动折叠大门，包括上轨道复合梁19，在上轨道复合梁19的底部分别设置有上轨道24和导轮滑槽；在上轨道24的下方设置有若干个钢索上滑块26，在钢索上滑块26的顶部分别设置有上导轮25和传动系统导轮28，所述上导轮25设置在上轨道24内，传动系统导轮28设置在导轮滑槽内，上导轮25能够沿上轨道24左右移动，传动系统导轮28能够沿导轮滑槽左右移动；在上轨道复合梁19下方的地面上设置有地轨18，在地轨18内设置有若干个钢索下滑块33，所述钢索下滑块33能够沿地轨18左右移动；在每个钢索上滑块26的下方均设置有钢索配重补偿装置23，钢索配重补偿装置23的架体31通过连接件27与钢索上滑块26相连接，在架体31的上部设置有定滑轮30，钢索17的一端穿过定滑轮30后与配重32相连接，另一端与地轨18内的钢索下滑块33相连接。在钢索17上安装有门布，所述门布由索膜材料热合而成，在门布的上表面设置有横向加强带12和竖向加强带14，在横向加强带12与竖向加强带14的交叉处设置有索扣；门布的上端固定在钢索配重补偿装置23的架体31上，其下部通过索扣套装在钢索17上；钢索上滑块26与钢索上滑块牵引钢丝绳相连接，所述钢索上滑块牵引钢丝绳分别与钢索上滑块的关门用卷扬机和开门用卷扬机相连接；钢索下滑块33与钢索下滑块牵引钢丝绳相连接，所述钢索下滑块牵引钢丝绳分别与钢索下滑块的关门用卷扬机和开门用卷扬机相连接。为了使门布适应钢索17的张力变化，在所述门布的上部留有预留余量。为了便于提升钢索17和门布，在所述上轨道复合梁19上设置有提升装置21，如图16所示，所述提升装置21包括若干个提升支架35，所述提升支架35固定在上轨道复合梁19上；在提升支架35上设置有第二轴承座34，第二卷筒36的两端分别通过轴承设置在第二轴承座34内；在提升支架35或上轨道复合梁19上设置有第三电机38，第三电机38的动力输出端经传动机构37与第二卷筒36相连接，钢丝绳的上端与第二卷筒36固定连接。提升装置21是专门用来提升钢索17和索膜门布的，安装结束后并不拆除，为日后维护保养及更换索膜门布提供垂直运输工具。为了便于施工人员的操作，在所述上轨道复合梁19的侧方设置有滑车轨道29，所述滑车轨道29通过连接构件22固定在门头桁架16上；在滑车轨道29的下方设置有滑车20，如图17所示，所述滑车20包括框架40，在框架40的顶部设置有滑轮组39，所述滑轮组39设置在滑车轨道29内，并能够沿滑车轨道29左右移动；在框架40内设置有可伸缩的工作平台42，所述工作平台42设置有三层，在框架40的侧方设置有步行梯41。滑车20是安装过程中人员的工作平台，其滑车轨道29与上轨道24同长，滑车20可沿滑车轨道29在130米长方向滑动；滑车20的工作平台42可供人员站立工作，工作高度范围从钢索17顶部固定端到上轨道复合梁19，工程结束后，滑车20并不拆除，作为日后维修使用。在本实施例中，滑车20重量为300kg，轨道重量为10kg/m；提升装置21的长度为18米，重量为500kg，不会对结构造成影响；滑车20采用手摇驱动，配备锁定机构，可以停放在大门洞口一侧，不影响大门启闭。所述的索膜移动折叠大门门布的加工方法，包括如下步骤：步骤一：索膜的铺设与热合，在铺设前，先对索膜的热缩率进行试验，以确定热缩率，再根据热缩率确定索膜的下料尺寸，进行下料加工；本实施例中，所述下料尺寸为：长度85米，宽度4米。在厂房地面上标线，用于保证热合后的索膜几何尺寸、加强带连续热合的直线度及索膜连接点的准确性，并沿标线铺设索膜，将相邻索膜进行热合处理；本实施例中，经热合后的索膜的长度为85米，宽度在不断热合不断增加，最终达到160米。步骤二：加强带的铺设与热合，在热合后的索膜上铺设竖向加强带14，再在竖向加强带14上铺设横向加强带12，并将横向加强带12和竖向加强带14与索膜进行热合处理。步骤三：索扣的铺设与热合，在横向加强带12与竖向加强带14的交叉点处铺设索扣，并将索扣与横向加强带12、竖向加强带14和索膜进行热合处理。如图5～图8所示，所述索扣的加工方法，包括如下步骤：步骤A：将索扣的内扣15与外扣11的上部进行热合处理；步骤B：将热合处理后的内扣15的下部向内弯折，并与横向加强带12进行热合处理；步骤C：将热合处理后的外扣11的下部向外弯折，并与横向加强带12进行热合处理；步骤D：在外扣11与横向加强带12热合处理部分的外表面铺设加强块13，并将所述加强块13与外扣11、横向加强带12及索膜进行热合处理，完成索扣的加工。步骤四：索膜的折叠，由于索膜的尺寸过大，必须对其进行折叠以便于运输和吊装；折叠时由于人工拖曳效率低，难以整齐，因此本发明采用折叠牵引装置进行牵引。折叠前，先将同一列的索扣分别与折叠牵引装置的各牵引绳相连接，通过折叠牵引装置的牵引将索膜进行折叠，使折叠后同一行相邻索扣的间距与折叠大门完全打开时相邻钢索的间距相一致；本实施例中，折叠后的索膜长度为85米，宽度为17.21米，厚度为48.83毫米。如图1、图2所示，所述折叠牵引装置包括折叠支架7、卷筒8和第一电机10，在所述折叠支架7上设置有若干个轴承座9，卷筒8的轴通过轴承设置在轴承座9上；在所述折叠支架7上设置有第一电机10，第一电机10的动力输出端与卷筒8轴固定连接，在卷筒8上固定有若干个牵引绳的一端。折叠前，先将各牵引绳的另一端与待牵引索扣固定连接；折叠时，启动第一电机10，由第一电机10带动卷筒8旋转，进而带动牵引绳拉动索扣，从而实现对索膜的折叠。在实际加工过程中，由于部分加工场地面积有限，可进行部分索膜的铺设与热合、加强带的铺设与热合及索扣的铺设与热合后，将该部分索膜进行折叠；折叠后，再进行剩余部分索膜的铺设与热合、加强带的铺设与热合及索扣的铺设与热合，如此往复，以实现整个索膜的折叠。步骤五：索膜的卷曲，为了便于运输和安装，须对折叠后的索膜进行卷曲；本实施例中，将索膜卷取成一个直径为2.5米，长度为17米的圆柱体，重量不超过25吨，这样卷曲后能够顺利地进行公路运输。由于索膜的尺寸过大，人工卷曲效率低，难以实现，因此本发明采用卷曲装置将折叠后的索膜进行卷曲。如图3、图4所示，所述卷曲装置包括具有行走轮1的两侧卷曲支架2，在所述卷曲支架2上设置有竖直方向的滑轨6，在滑轨6内设置有滑块5，所述滑块5能够沿滑轨6上下移动；卷曲轴3的两端分别通过轴承设置在两侧的滑块5上，在滑块5上设置有第二电机4，第二电机4的动力输出端与卷曲轴3固定连接。卷曲时，启动第二电机4，由第二电机4带动卷曲轴3旋转，从而实现对索膜的卷曲；在索膜的卷曲过程中，两侧卷曲支架2会随动前进，随着索膜卷曲厚度的增加，滑块5在滑轨6内向上移动，以适应卷曲厚度。步骤六：当索膜全部卷起时，在其外部设置包装膜，然后撤离两侧的卷曲支架2，将卷曲后的索膜与卷曲轴3一同吊装到车辆上，即完成了一次加工过程。本实施例中，所述索膜的材料为高强度聚酯纤维布，内扣15、外扣11、加强块13、横向加强带12和竖向加强带14的材料也为高强度聚酯纤维布。所述的索膜移动折叠大门的施工方法，包括如下步骤：步骤一：在门头桁架16提升前，先将上轨道复合梁19吊装到位并进行初步测量、调平和调直，再将上轨道复合梁19与门头桁架16固定在一起，将提升装置21固定在上轨道复合梁19上；并将滑车轨道29通过连接构件22固定在门头桁架16上，通过滑车20的滑轮组39与滑车轨道29相配合，将滑车20悬挂于滑车轨道29的下方；步骤二：通过钢索上滑块26顶部的上导轮25与上轨道复合梁19底部的上轨道24相配合，将各钢索上滑块26悬挂于上轨道24的下方；同时，将钢索上滑块26顶部的传动系统导轮28安装于上轨道24的导轮导槽内；步骤三：提升门头桁架16并固定于建筑结构中；步骤四：用吊车分别将各钢索配重补偿装置23吊起，并与相对应的钢索上滑块26通过连接件27相连接；步骤五：将钢索配重补偿装置23沿上轨道24均匀分布开，以防止载荷集中，并对钢索配重补偿装置23之间进行临时连接加固，以防止自由摆动；安装钢索上滑块26的牵引钢丝绳，所述钢索上滑块的牵引钢丝绳分别与钢索上滑块的关门用卷扬机和开门用卷扬机相连接；步骤六：利用上轨道24在地面的投影，确定地轨18中心线，安装地轨18，并在地轨18内安装各钢索下滑块33；步骤七：将各钢索上滑块26和钢索下滑块33分别沿上轨道24和地轨18移动到洞口一侧的提升装置21的下方并临时固定；步骤八：将提升装置21的钢丝绳的下端与钢索17的上端相连接，利用提升装置21将钢索17提升至设定高度，将钢索17的上端穿过钢索配重补偿装置23的定滑轮30后，与配重32相连接，断开钢丝绳与钢索17的连接；将各钢索17的下端分别与相对应的钢索下滑块33相连接，并安装钢索下滑块的牵引钢丝绳，所述钢索下滑块的牵引钢丝绳分别与钢索下滑块的关门用卷扬机和开门用卷扬机相连接；步骤九：联合预调试，通电对大门、传动机构、钢索17及控制系统进行预调试，重点解决结构、安装、卡阻等问题；预调试后，确保不再进行焊接或空中焊接，以防破坏索膜门布；步骤十：预调试结束后，将钢索17集中到提升装置21下方，使钢索17与提升装置21的钢丝绳一一对应；临时将钢索上滑块26固定于上轨道24上，将钢索下滑块33固定于地轨18上，将钢索配重补偿装置23连接固定，准备提升索膜门布；在运输到现场的卷状索膜门布的外端安装吊装夹板45，吊装夹板45的结构如图18所示，将钢丝绳的下端与吊装夹板45的吊环46固定连接，通过提升装置21将索膜门布提升至9米高处，将索膜门布底部靠近钢索17，此时索膜门布与钢索17垂直于地面，使门布预留余量下端节点44外露，通过提升装置21使索膜门布下降至5.5米高位置，将门布预留余量上端节点43与门布预留余量下端节点44做临时连接，使索膜门布在此处形成补偿袋状；步骤十一：通过提升装置21继续提升索膜门布，在提升的同时将第一排索扣从中部剪断，并将对应的钢索17包住后，用夹具夹住索扣的两端使其形成回环状，同样进行第二排索扣的连接；启动提升装置21提升索膜门布至2米高，继续重复连接索扣，如此往复直至索膜门布提升至钢索17顶端；步骤十二：工作人员在滑车20上将门布预留余量下端节点44与钢索17顶端固定连接，将索膜门布的上端与钢索配重补偿装置23的架体31固定连接，并将门布预留余量上端节点43与门布预留余量下端节点44之间的临时连接断开，完成索膜移动折叠大门的施工；步骤十三：安装密封部位的索膜门布，并进行全面调试，检测控制系统，进行试运行，并验收。本实施例中，所述门布预留余量上端节点距索膜门布最上端4.5米，门布预留余量下端节点距门布预留余量上端节点4.5米。