[发明专利]一种大跨度拱结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑结构技术领域，更具体地说，是涉及一种大跨度拱结构及其施工方法。

背景技术

建筑领域的拱结构应用非常广泛，可用于农业大棚、展览馆、体育馆、临时会场等。随着经济技术的发展，人们追求更大的无柱空间，以便于安排更多的活动，满足更高的使用需求。

无疑，这种需求对于建筑结构技术提出了挑战。从拱结构本身角度来讲，现有技术可以跨越60m、甚至100m以上的跨度，但是施工非常困难。目前大跨度拱结构，通常需要分段，然后高空吊装、连接，这种施工方法对于安装过程质量控制非常严，否则合拢就有问题；也有采用不分段的施工方法，但由于大跨度拱非常庞大，因此制作精度要求高，吊装器械及吊装过程困难很大。上述无论哪种施工方法，都对技术要求苛刻，费用非常高，周期也长。

发明内容

为了解决上述现有大跨拱结构的存在的不足，降低施工难度，提高安装速度，节省安装费用，本发明提供一种大跨度拱结构及其施工方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种大跨度拱结构，包括六铰拱1、预应力拉杆副2及拱脚支座3，其中所述六铰拱1由五根两端分别设有销孔的拱杆件11采用销钉12连成一拱状构件，相邻拱杆件11相连端的上、下侧面固定设置有组合节点板13；所述预应力拉杆副2穿过组合节点板13开设的孔通过螺帽23拧紧；所述拱脚支座3由竖置节点板32与横置节点板31连成T形构件，其中竖置节点板32与六铰拱1的拱脚通过拱脚销钉34连接，横置节点板31与基础通过地脚锚栓33连接。

上述所述的拱杆件11为钢材、铝材或木材制作而成，其中部断截面呈矩形、方形或圆形，端部呈扁平的椭圆头。

所述的组合节点板13材质同拱杆件11，由三块板组成，其中为直角三角形的两块板的直角边与为矩形的一块板呈“П”形连接成整体。

所述的预应力拉杆副2由两头设置有螺纹的两段钢拉杆21通过正反扣套筒22连接成为一体。所述的钢拉杆21采用高强圆钢。所述的预应力拉杆副2为成对设置。

所述的拱脚支座3为钢质材料。

所述的销钉12及销钉34为钢质材料。

本发明的一种大跨度拱结构，其施工方法按如下步骤进行：

1、按设计要求在工厂制作零部件，并将组合节点板（13）连接到拱杆件（11）上，竖置节点板（32）与横置节点板（31）焊接连成整体，运抵现场；

2、将横置节点板（31）通过地脚锚栓（33）与基础固定连接；在接近地面的高度，将相邻的拱杆件（11）通过销钉（12）连接，将六铰拱（1）的拱脚与竖置节点板（32）通过拱脚销钉（34）连接；

3、采用顶升装置，顶升六铰拱（1）的中间拱杆件（11），使其至设计高度，维持顶升装置的状态不变；

4、采用顶升装置，顶升六铰拱（1）中间拱杆件的两侧相邻拱杆件（11），使其至设计高度，维持顶升装置的状态不变；

5、安装预应力拉杆副（2），首先将钢拉杆（21）通过正反扣套筒（22）连接成为一体，再穿过相邻拱杆件（11）端部的组合节点板（13）开设的孔通过螺帽（23）拧紧；

6、撤除顶升装置，完成安装。

本发明具有的优点和有益效果：

1.大大降低了施工难度。传统大跨度拱结构的施工，若不分段，则对制作过程的精度要求很严，对吊装机械、承载机械的平台要求很高，吊装过程更得精确分析，需考虑风、温度、吊装加速度等外界因素的影响；若分段，虽降低了单件的吊装难度，但单件与单件之间的合拢需在高空进行，因此难度很大。由于上述施工技术难度很大，风险很高，大跨度拱设计时往往都需要考虑施工的误差、难以避免的问题对结构本身造成的影响。本发明将拱分为5段，最长段通常也就20～30m，现有最普通技术都可以完成制作与吊装；安装连接则在接近地面的高度进行，因此很好操作，大大降低了风险；顶升至设计高度时，仅需拧紧螺帽的操作，因此非常简单。

2.大大提高了施工速度。传统大跨度拱结构若不分段，则制作时间很长，现场吊装速度则取决于天气等自然条件；若分段，则现场安装时间很长。本发明由于将大跨度拱分成了5段，大大降低了制作难度，因此提高了制作速度；现场安装时则基本不需要吊装，仅在接近地面的高度进行销钉插接，然后采用千斤顶顶升，最后拧紧螺帽，显然速度很快。因此，本发明大大提高了施工速度。