技术领域
[0001] 本
发明涉及
钢结构技术领域，具体涉及一种模块化的桁架屋盖结构及制造方法。
背景技术
[0002] 随着社会
水平发展，人们对空间使用需求不断增加，大跨度桁架屋盖建筑越来广泛。而在一些大型演出场所如体育馆、影剧院等，为了方便工作人员设置灯光、音响、舞台机械等附属设施，需要在桁架屋盖结构上设置供工作人员在高空行走和工作的
马道。
[0003]
现有技术中，大跨度屋盖一般采用三
角桁架结构，而马道结构一般是在屋盖主体桁架施工完成后，再在主体桁架中插入马道结构。但是这种先安装主体桁架再安装马道的施工方式，马道必须在桁架结构完成后才可进行施工，而且马道只能进行高空拼装，施工过程中需要投入起重设备，施工效率低，工序占用时间长，装饰、机电等施工插入时间晚，对总工期影响很大。
[0004] 因此，需要提出一种施工简便、主体桁架和马道结构可以快速安装的屋盖结构体系及施工方法，以减少工序占用时间，降低施工成本。
发明内容
[0005] 因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中桁架屋盖与马道分体安装带来的施工周期长、成本高的技术问题，从而提供一种模块化的桁架屋盖结构及制造方法。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
[0007] 一种模块化的桁架屋盖结构，包括若干可依次拼装的桁架模块，所述桁架模块包括桁架结构和安装在所述桁架结构上的马道结构；当若干所述桁架模块依次拼接时，若干所述桁架结构依次拼接形成所述桁架屋盖结构的主体桁架，若干所述马道结构依次对接在所述主体桁架内构成马道。
[0008] 进一步地，所述主体桁架的横截面呈倒梯形，所述主体桁架的两根上
弦杆之间的间距大于两根下弦杆之间的间距。
[0009] 进一步地，所述上弦杆呈中间向上拱起的弧形结构。
[0010] 进一步地，所述主体桁架还包括
支撑在所述上弦杆和所述下弦杆之间的若干斜撑腹杆；所述马道包括铺设在所述主体桁架的两个下弦杆之间的格板和两道分别
焊接固定在所述下弦杆上的马道护栏。
[0011] 进一步地，所述马道护栏包括设置在分段端口
位置处的立杆、以及端部从所述立杆向分段端口方向伸出的
横杆；相邻两块所述桁架模块拼接后，两根对接的所述横杆之间预留有间隙。
[0012] 进一步地，相互拼接的两个所述桁架模块在分段端口位置处的杆件的大小尺寸相同。
[0013] 进一步地，相互拼接的两个所述桁架模块的分段端口到各自
节点的距离相同。
[0014] 进一步地，所述桁架模块在对接位置处的节点为全熔透焊接节点或
螺栓连接节点。
[0015] 进一步地，所述桁架屋盖结构还包括嵌补在相邻两所述桁架模块之间构成中间腹杆的嵌补杆件。
[0016] 进一步地，当所述桁架模块在对接位置处的节点为全熔透焊接节点时，所述桁架模块上的杆件在分段端口处设有坡口。
[0017] 进一步地，当所述桁架模块在对接位置处的节点为螺栓连接节点时，相互拼接的两个所述桁架模块在分段端口位置处的杆件通过螺栓连接节点连接。
[0018] 进一步地，所述螺栓连接节点包括两块分别插设在对接的两根所述杆件上的十字组合板，所述十字组合板的长度方向与所述杆件的延伸方向同向，且所述十字组合板的四块翼板在对接时与另一所述十字组合板的四块翼板一一对齐；所述螺栓连接节点还包括分别位于对齐的两块所述翼板两侧的两块连接板、以及若干贯穿两块所述连接板和对应的所述翼板以连接两块所述十字组合板的第一螺栓。
[0019] 进一步地，与所述十字组合板对接的所述杆件上设有十字开口槽，所述十字组合板插设固定在所述十字开口槽内。
[0020] 进一步地，所述十字组合板的两块翼板之间固定有挡在所述杆件端部的封口板。
[0021] 进一步地，所述螺栓连接节点的外周套设有装饰
套管，所述装饰套管由两块半圆筒体通过第二螺栓锚固而成。
[0022] 另一方面，本发明
实施例还提供了一种模块化的桁架屋盖结构的建造方法，包括：
[0023] 桁架模块的划分，根据屋盖设计尺寸和荷载要求，将桁架屋盖结构划分为若干个可依次拼接的桁架模块；
[0024] 桁架模块的制造，在地面将马道结构和桁架结构安装在一起形成桁架模块；
[0025] 桁架模块的拼装，根据桁架模块的尺寸，在现场搭设临时支撑胎架，将两个桁架模块依次吊装到临时支撑胎架上，安装两桁架模块之间的嵌补杆件，进行对
接口的焊接或栓接，再依次进行剩余桁架模块的吊装、嵌补和焊接或栓接操作；
[0026] 拆除临时支撑胎架。
[0027] 进一步地，在所述桁架模块的划分步骤中，所述桁架模块的长度划分在12m－17m之间。
[0028] 本发明技术方案，具有如下优点：
[0029] 1.本发明提供的模块化的桁架屋盖结构及制造方法，采用桁架结构和马道结构一体化的模块化结构设计，在拼装桁架屋盖结构的主体桁架时，可以同步实现主体桁架上马道的组装，与现有技术中先组装桁架模块再组装马道的施工方法相比，减少了散拼马道工序的繁琐步骤，大大缩短了工序占用时间，降低了施工成本。
[0030] 2.本发明提供的模块化的桁架屋盖结构及制造方法，可根据屋盖跨度进行任意组装，适用于所有的屋盖结构，实现了定尺产业化，模块化生产、运输、安装，适用面广，批量生产大大提高了车间生产效率。
[0031] 3.本发明提供的模块化的桁架屋盖结构及制造方法，主体桁架的横截面呈倒梯形的结构设计，在自由状态下的
稳定性好，安装时临时支撑措施少、搭设简单，安装
定位固定简单，便于操作；本设计模块在安装过程中措施大大减少，施工成本大幅降低，经济性好。
[0032] 4.本发明提供的模块化的桁架屋盖结构及制造方法，主体桁架的上弦杆呈中间向上拱起的弧形结构，操作空间好，空中作业量少，安全
风险大大降低，安全措施投入较少。
[0033] 5.本发明提供的模块化的桁架屋盖结构及制造方法，相互拼接的两个桁架模块在分段端口位置处的杆件通过螺栓连接节点连接的方式，仅仅需要通过
锁螺栓的方式就可以实现杆件的快速连接，无需焊接，具有操作简单、安装速度快的优点。
[0034] 6、本发明提供的模块化的桁架屋盖结构及制造方法，模块化安装速度快，现场工作量少，吊装模块后仅需焊接或栓接环口，大大提升了现场施工效率。
附图说明
[0035] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
[0036] 图1为本发明实施例一中由多块不同跨度的桁架模块通过焊接组装成的桁架屋盖结构的示意图；
[0037] 图2为图1中左数第二个桁架模块的结构示意图；
[0038] 图3为图1左数第一个桁架模块和左数第二个桁架模块之间的拼接结构示意图；
[0039] 图4为图3中两个桁架模块的对接结构示意图；
[0040] 图5为本发明实施例一中马道在主体桁架上的安装结构示意图；
[0041] 图6为本发明实施例二中由多块不同跨度的桁架模块通过螺栓连接组装成的桁架屋盖结构的示意图；
[0042] 图7为本发明实施例二中多块不同跨度的桁架模块通过螺栓连接的节点结构示意图；
[0043] 图8为图7中沿A－A面的立面结构示意图；
[0044] 图9为本发明实施例二中两个桁架模块上的杆件通过螺栓连接节点实现连接的结构示意图；
[0045] 图10为图9中沿B－B面的立面结构示意图；
[0046] 图11为发明实施例二中桁架模块上的杆件和螺栓连接节点的封口套管之间的连接关系示意图。
[0047] 附图标记说明：1、桁架模块；11、桁架结构；12、马道结构；2、主体桁架；21、上弦杆；22、下弦杆；23、斜撑腹杆；3、马道；31、格板；32、马道护栏；321、横杆；322、立杆；4、嵌补杆件；5、螺栓连接节点；51、十字组合板；52、连接板；53、第一螺栓；54、封口板；6、装饰套管；7、第二螺栓。
具体实施方式
[0048] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
[0049] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0050] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0051] 此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0052] 实施例一
[0053] 如图1－5所示的一种模块化的桁架屋盖结构，包括五块可依次拼装的桁架模块1，桁架模块1包括桁架结构11和焊接固定在桁架结构11上的马道结构12；当五块桁架模块1依次拼接时，五个桁架结构11依次拼接形成桁架屋盖结构的主体桁架2，五个马道结构12依次对接在主体桁架2内构成马道3。在其他实施方式中，桁架模块1的数量是可以需要适用性划分的。
[0054] 桁架屋盖结构采用桁架结构11和马道结构12一体化的模块化结构设计，在拼装桁架屋盖结构的主体桁架2时，可以同步实现主体桁架2上马道3的组装，与现有技术中先组装桁架模块1再组装马道3的施工方法相比，减少了散拼马道3工序的繁琐步骤，大大缩短了工序占用时间，降低了施工成本。
[0055] 在本实施例中，主体桁架2的横截面呈倒梯形，主体桁架2的两根上弦杆21之间的间距大于两根下弦杆22之间的间距。横截面呈倒梯形结构的主体桁架2，在自由状态下的稳定性好，安装时需要搭建的临时支撑措施少、搭设简单，安装定位固定简单，便于操作；有利于降低施工成本。
[0056] 进一步的，主体桁架2的上弦杆21呈中间向上拱起的弧形结构，这种结构的主体桁架2操作空间好，空中作业量少，安全风险大大降低，安全措施投入较少。
[0057] 在本实施例中，主体桁架2包括支撑在上弦杆21和下弦杆22之间的若干斜撑腹杆23；马道3包括铺设在主体桁架2的两个下弦杆22之间的格板31和两道分别焊接固定在下弦杆22上的马道护栏32。这种马道3实现了桁架主体与马道3一体制造、安装，减少了散拼马道
3繁琐的施工步骤，大大缩短了项目总工期。
[0058] 具体的，两根下弦杆22之间的间距为固定值，在一种具体实施方式中该固定值为1.2米，在两根下弦杆22的上方铺格板31，作为马道3的行走通道，在其他实施方式中该固定值的大小可以根据需要进行适应性调整，其他杆件参数可根据荷载要求做调整。进一步的，下弦杆22规格为Φ300＊16，下弦杆22间距1200mm，上弦杆21规格为Φ420＊16，间距
3000mm，上下弦杆22间距3600mm，斜撑腹杆23规格为Φ128＊10。
[0059] 桁架屋盖结构根据荷载要求制作标准型号的桁架模块1，桁架屋盖结构的荷载要求可通过调整杆件规格、桁架高度来达到需求。桁架模块1的长度可以在生产车间分别定制如12米，15米，17米等不同长度的标准模块，现场可根据桁架屋盖结构长宽尺寸及荷载要求选择模块类型进行自由组合。
[0060] 在本实施例中，相互拼接的两个桁架模块1在分段端口位置处的杆件的大小尺寸相同；相互拼接的两个桁架模块1的分段端口到各自节点的距离相同。在两个桁架模块1相互拼接后，两个桁架模块1两个马道护栏32之间设有预留间隙。具体的，桁架模块1在对接位置处的节点为全熔透焊接节点，桁架模块1上的杆件在分段端口处设有坡口。
[0061] 在本实施例的一种具体实施方式中，马道护栏32包括多根相互连接的立杆322和横杆321，马道护栏32位于两端的横杆321分别从与最近的立杆311上向分段端口位置处伸出140mm，相互拼接的两个桁架模块1上靠近分段端口位置处的两根立杆322之间的间距为300mm，两块桁架模块1拼接后，两根对接的横杆321中间预留有20mm的间隙。进一步的，马道
3
栏杆扶手规格Φ50＊2.5，立杆322规格Φ32＊2.5，每1000mm一道立杆322，横杆321规格Φ
25＊2，两道横杆321间距为400mm。
[0062] 在本实施例中，桁架屋盖结构还包括嵌补在相邻两块桁架模块1之间构成中间腹杆的嵌补杆件4，嵌补杆件4两端的口径大小与拼接的中间腹杆的尺寸相同。
[0063] 实施例二
[0064] 本实施例提供了一种模块化的桁架屋盖结构，如图6－11所示，与上述实施例一的不同之处在于，相互拼接的两个桁架模块1在分段端口位置处的杆件通过螺栓连接节点5连接。这种通过螺栓连接节点5实现两个桁架模块1连接的方式，仅仅需要通过锁螺栓的操作就可以实现杆件的快速连接，无需焊接，具有操作简单、安装速度快的优点。
[0065] 具体的，下面以连接在两个斜撑腹杆23之间的螺栓连接节点5为示例，详细介绍螺栓连接节点5的具体结构。连接在两个根上弦杆21、下弦杆22之间的螺栓连接节点5与连接在两个斜撑腹杆23之间的螺栓连接节点5相同，只是大小尺寸根据杆件的大小的不同有差异。
[0066] 螺栓连接节点5包括两块分别插设在对接的两根斜撑腹杆23端部上的十字组合板51，十字组合板51的长度方向与对应插接的斜撑腹杆23的延伸方向同向，十字组合板51沿其长度方向上的横截面呈十字形且十字组合板51的四块翼板在对接时与另一十字组合板
51的四块翼板一一对齐；螺栓连接节点5还包括分别位于对齐的两块翼板两侧的两块连接板53、以及十组贯穿两块连接板52和对应的翼板以连接两块十字组合板51的第一螺栓53。
具体的，每块十字组合板51的四块翼板上均设有横向排列布置的五个螺栓孔，连接板52上设有十个螺栓孔，十组第一螺栓53分别贯穿两块十字组合板51上的五个螺栓孔和连接板52上的十个螺栓孔，使连接板52将两块十字组合板51固定连接在一起；这样的连接板52有四组，每组连接板52有两块，两块连接板52分别夹在十字组合板51的一块翼板的相对两侧并通过第一螺栓53固定。第一螺栓53具体采用对接螺栓。
[0067] 具体的，斜撑腹杆23与十字组合板51对接的端部上开设有十字开口槽，十字组合板51插设在十字开口槽内，并通过焊接与斜撑腹杆23固定连接。通过十字组合板51与斜撑腹杆23上十字开口槽的配合，可以提高十字组合板51与斜撑腹杆23安装结构的牢固性，进而提高整个桁架结构的稳定性。
[0068] 在本实施例中，十字组合板51的两块翼板之间焊接固定有挡在斜撑腹杆23的端部开口的封口板53，封口板53的设置不仅可以增加十字组合板51的结构稳定性，还可以防止外界水分从斜撑腹杆23的端部开口进入斜撑腹杆23的内部。
[0069] 进一步的，螺栓连接节点5的外周还套设有装饰套管6，装饰套管6套接在拼接的两个桁架模块1在分段端口位置处的杆件和螺栓连接节点5的外周。装饰套管6对螺栓连接节点5起到保护和防水的作用，同时还兼具一定的装饰效果。具体的，装饰套管6由两块半圆筒体组成，且两块半圆筒体的两端
侧壁通过第二螺栓7固定连接。
[0070] 实施例三
[0071] 本发明实施例三提供了一种模块化的桁架屋盖结构的建造方法，包括以下步骤：
[0072] 步骤S10、桁架模块1的划分，根据屋盖设计尺寸和荷载要求，将桁架屋盖结构划分为若干个可依次拼接的桁架模块1。
[0073] 步骤S20、桁架模块1的制造，在地面将马道结构12和桁架结构11安装在一起形成桁架模块1。
[0074] 步骤S30、桁架模块1的拼装，根据桁架模块1的尺寸，在现场搭设临时支撑胎架，将两个桁架模块1依次吊装到临时支撑胎架上，安装两桁架模块1之间的嵌补杆件4，进行对接口的焊接或栓接，再依次进行剩余桁架模块1的吊装、嵌补和焊接或栓接操作。
[0075] 步骤S40、拆除临时支撑胎架。
[0076] 在步骤S10桁架模块1的划分步骤中，桁架模块1的长度划分在12m－17m一段之间。
[0077] 在步骤S30桁架模块1的拼装步骤中，在进行两桁架模块1的对接时，桁架模块1在对接位置处的连接节点可以采用全熔透焊接节点或螺栓连接节点5。当连接节点采用全熔透焊接节点时，相邻两块桁架模块1之间的中间腹杆采用嵌补杆件4进行嵌补，桁架模块1上的杆件在分段端口处设有坡口，嵌补杆件4的两端焊接在杆件的坡口位置上，以使两者之间焊接结构更加牢靠。当连接节点采用螺栓连接节点5时，先将两块十字组合板51分别插设在对应杆件的十字开口槽上并焊接固定，在十字组合板51的翼板两侧用两块连接板51夹住，两块连接板51夹在对齐的两块十字组合板的两块翼板上并采用十组螺栓53进行固定以将两块十字组合板51固定在一起，最后在两块十字组合板51的外周套接由两块半圆筒体通过螺栓锚固而成的装饰套管，从而实现两桁架模块上杆件的对接。
[0078] 综上所述，本发明实施例提供的模块化的桁架屋盖结构及制造方法，具有以下有益效果：
[0079] 其一、采用桁架结构11和马道结构12一体化的模块化结构设计，在拼装桁架屋盖结构的主体桁架2时，可以同步实现主体桁架2上马道3的组装，与现有技术中先组装桁架模块1再组装马道3的施工方法相比，减少了散拼马道3工序的繁琐步骤，大大缩短了工序占用时间，降低了施工成本。
[0080] 其二、可根据屋盖跨度进行任意组装，适用于所有的屋盖结构，实现了定尺产业化，模块化生产、运输、安装，适用面广，批量生产大大提高了车间生产效率。
[0081] 其三、主体桁架2的横截面呈倒梯形的结构设计，在自由状态下的稳定性好，安装时临时支撑措施少、搭设简单，安装定位固定简单，便于操作；本设计模块在安装过程中措施大大减少，施工成本大幅降低，经济性好。
[0082] 其四、主体桁架2的上弦杆21呈中间向上拱起的弧形结构，操作空间好，空中作业量少，安全风险大大降低，安全措施投入较少。
[0083] 其五、相互拼接的两个桁架模块在分段端口位置处的杆件通过螺栓连接节点连接的方式，仅仅需要通过锁螺栓的方式就可以实现杆件的快速连接，无需焊接，具有操作简单、安装速度快的优点。
[0084] 其六、模块化安装速度快，现场工作量少，吊装模块后仅需焊接环口，大大提升了现场施工效率。
[0085] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的
基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
