内嵌式下弦杆人字架腹杆装配式桁架施工方法与流程

1.本发明涉及土木工程中混凝土结构技术领域，特别涉及一种装配式桁架及其施工方法，具体是一种内嵌式下弦杆人字架腹杆装配式桁架施工方法。


背景技术：

2.装配式混凝土结构在建筑业内已成为当前行业内的主流趋势，预制混凝土构件的生产、制作占据着重要的位置，桁架是常用的结构形式，预制混凝土桁架作为楼、屋盖结构和桥梁结构等已在工程上大量运用。但是，整体预制混凝土桁架不仅由于其庞大的外廓尺寸占用较大的空间，受运输限制，较多在现场制作，而且桁架整体预制需要的储放空间以及桁架复杂的配筋、复杂的模具系统和昂贵的费用，都使得该项工艺存在缺陷，即使相对于实体梁，桁架材料的节省反而被模具费用和复杂配筋所带来的繁琐导致优势被抵消。另外，当桁架跨度较大时，现场露天现浇制作亦受台风、大雨、低温天气等因素影响，同样影响进度。实践证明：桁架作为整体预制的传统施工方法，影响工期和成本，导致工期成本增加，难以体现装配式结构的优势。
3.因此，需要更进一步的创新思考，来解决该问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是克服上述现有技术中的缺点，提供一种能够快速方便制作和运输、提高其工程应用的适用性和广泛性的内嵌式下弦杆人字架腹杆装配式桁架施工方法。
5.为达到上述目的，本发明的内嵌式下弦杆人字架腹杆装配式桁架施工方法采用以下技术方案：
6.所述的内嵌式下弦杆人字架腹杆装配式桁架包含有上弦杆、人字架腹杆和内嵌式下弦杆，人字架腹杆设置在内嵌式下弦杆上方并与内嵌式下弦杆连接，上弦杆设置在人字架腹杆的上方并与人字架腹杆连接，所述的人字架腹杆包含有至少两个预制的人字架，以单个人字架为基本单元装配而成，所述的人字架架体末端包覆所述的内嵌式下弦杆。
7.所述的“人”字架，与“八”字架和倒“v”字架是同一含义，倒置后成为“y”字架、倒“八”字架、“v”字架等，在本发明中均统称为人字架，人字架材料为混凝土、钢材或钢混凝土组合材料。
8.所述的人字架为整体，设置有第一末端和第二末端，包含有第一分肢和第二分肢，所述的第一分肢和第二分肢的轴线设置为设定的角度，第一分肢和第二分肢的上端连接成整体。
9.所述的人字架沿上弦杆和内嵌式下弦杆的轴线方向排列，相邻的人字架端部之间抵紧。
10.所述的人字架，与上弦杆和内嵌式下弦杆一起组成竖向的桁架，人字架作为桁架的腹杆整体受剪(第一分肢和第二分肢只受轴力)，上弦杆水平向受压，下弦杆作为下部(水平向)受拉弦杆。相对于整体预制的桁架，桁架形式虽然比实体式梁节省材料，减轻自重，但
是预制所需要的模具复杂昂贵，以及整体桁架配筋的复杂性，使得桁架的前述优势被部分抵消。而采用人字架腹杆，是将上述的桁架的腹杆分解为简单的基本单元，重复率高度提高，节省模具费用，而且配筋也标准化、简单化，将实体式梁和整体式桁架的优点整合，并将各自的缺点摒弃，是最优化的构思。而且，相对于将桁架腹杆拆成单根的受拉或受压杆件，安装时不稳定且复杂而难以控制的繁琐性，人字架的形式既有整体的优势，也有安装时的方便性优势，因此是最优的构思。
11.进一步的，所述的人字架架体下部的第一末端设置有内嵌空间(开口)，用于置入内嵌式下弦杆，内嵌空间(靠近下弦杆)内侧设置有防滑凸起，用于防止内嵌式下弦杆与人字架脱离，所述的防滑凸起形状为棱状、块状、点状或栓状。
12.进一步的，所述的栓状防滑凸起设置成装配式的，一端置入人字架架体，另一端外露，称为外露端，所述的外露端设置在人字架的内嵌空间内，内嵌式下弦杆与人字架的间隙内设置后置浆体，将内嵌式下弦杆与人字架连接在一起，所述的后置浆体采用注浆方法实现。
13.可选的，所述的人字架下部的第一末端的架体内嵌空间(靠近下弦杆)内侧设置有防滑凹槽，用于防止内嵌式下弦杆与人字架脱离，所述的防滑凹槽形状为棱状、块状、点状或栓状。
14.所述的下弦杆设置为内嵌式，所述的人字架下部第一末端包覆内嵌式下弦杆。
15.进一步的，所述的下弦杆设置为中空的管体。所述的管体材料为混凝土、钢材或钢混凝土组合材料。
16.进一步的，所述的管体内增加设置筋体，筋体可施加预应力张紧下弦杆，筋体材料为钢材、碳纤维或高强化工材料等，钢材筋体为钢筋、预应力筋(钢绞线、钢丝或预应力螺纹钢筋等)。
17.所述的上弦杆内部设置有孔洞，所述的人字架上部第二末端设置在上弦杆的孔洞内。所述的上弦杆材料为混凝土、钢材或钢混凝土组合材料。
18.进一步的，所述的上弦杆和下弦杆设置为分段式的，每段的弦杆设置为弦段，所述的上弦杆的弦段内部设置有横向孔洞，所述的人字架上部第二末端设置在弦段的横向孔洞内。所述的弦段是弦杆的一部分。
19.进一步的，所述的内嵌式下弦杆在与人字架交接的部位设置有防滑键，防止人字架下端与内嵌式下弦杆的滑动，所述的防滑键形状为条状、块状、点状或栓状，材料为混凝土、钢材、钢混凝土组合材料、化工材料或木材。防滑键与内嵌式下弦杆设置为整体，或者设置为分体装配式或直接连接而成。
20.进一步的，所述的内嵌式下弦杆在与人字架交接的部位设置有防滑栓，所述的防滑栓设置成装配式的，直接贯穿内嵌式下弦杆杆体和人字架架体末端。
21.可选的，所述的内嵌式下弦杆在与人字架交接的部位设置有防滑凹槽，防滑凹槽内设置有后置浆体，防止人字架下端与内嵌式下弦杆的滑动，所述的防滑凹槽形状为棱状、块状、点状或栓状。
22.进一步的，所述的人字架上部第二末端与所述的上弦杆内洞口间设置有楔紧体，所述的楔紧体为后置浆体、楔形体等。
23.在内嵌式下弦杆人字架腹杆装配式桁架的端部设置有端杆连接上弦杆和内嵌式
下弦杆，承受支座的压力，所述的端杆竖向设置，所述的人字架、内嵌式下弦杆和端杆设置在竖向平面内。
24.所述的内嵌式下弦杆人字架腹杆装配式桁架施工方法如下：
25.第一步：在预制工厂，同时并行预制人字架、上弦杆、内嵌式下弦杆和端杆；
26.第二步：运输上述预制构件到组装场地，首先将人字架与内嵌式下弦杆组装，将内嵌式下弦杆置入人字架下部的第一末端架体的内嵌空间内，在人字架和下弦杆的间隙内注入后置浆体，从而固定人字架和下弦杆，形成装配式人字架腹杆；
27.第三步：将上弦杆平铺在人字架上，并将人字架上部的第二末端置入上弦杆的洞口内，采用楔紧体楔紧人字架的末端；
28.第四步：向内嵌式下弦杆杆体内置入筋体，并张拉筋体从而张紧下弦杆；
29.第五步：将组装集成好的内嵌式下弦杆人字架腹杆装配式桁架吊装至需要的位置。
30.本发明的有益效果是，与现有桁架相比，内嵌式下弦杆人字架腹杆装配式桁架具有如下优点：
31.1、人字架腹杆以单个的人字架作为基本单元，预制重复率极大提高，发挥了预制装配式的优点和强项，整体式混凝土桁架预制时使用的钢模具比实体梁更加复杂且费用急剧增加，而采用人字架腹杆后，预制时使用的钢模具变得极其简单且费用显著降低，比起整体预制的混凝土桁架，钢模具的费用从百万元级降低到千元级和百元级，完全改善了预制装配式钢模具成本占比大的劣势，有利于预制装配式的应用和推广；
32.2、分段预制的上弦杆，弦段的钢模具费用降低和施工方便性、快捷性与人字架一样显著；
33.3、内嵌式下弦杆人字架腹杆装配式桁架的储运成本极大降低，且方便性显著改善；
34.4、在现场组装桁架，由于各个分片已经提前达到强度，因此只需要局部有防雨措施(比如工人打着伞或穿着雨披)的条件下，在雨天、低温等恶劣环境下仍然可以进行桁架的组装工作，施工速度加快。
35.总之，采用本发明的内嵌式下弦杆人字架腹杆装配式桁架，可以节省成本、缩短工期(而很多时候工期就是成本)、提升效率，改善施工方便性，使预制装配式桁架的应用前景更广阔，更适合成为装配式建筑的优化选择。
附图说明
36.图1为本发明的人字架侧立面图。
37.图2为本发明的人字架拼装位置侧立面图。
38.图3为本发明的人字架与上弦杆和内嵌式下弦杆拼装后的纵剖面图。
39.图4为本发明的人字架与上弦杆和内嵌式下弦杆拼装后的横断面图。
40.图5为本发明的内嵌式下弦杆与人字架的位置关系横断面图。
41.图6为本发明的内嵌式下弦杆与人字架的位置关系纵剖面图。
42.图7为本发明的内嵌式下弦杆与人字架的位置关系水平断面图。
43.附图标记：
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人字架
[0045]
11
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第一分肢
[0046]
12
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第二分肢
[0047]
13
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防滑凸起
[0048]
14
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内嵌空间
[0049]
141
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防滑凹槽
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上弦杆
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内嵌式下弦杆
[0052]
31
ꢀꢀꢀꢀ
筋体
[0053]
32
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防滑键
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端杆
[0055]5ꢀꢀꢀꢀꢀ
后置浆体
具体实施方式
[0056]
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。
[0057]
请参阅图1～7所示，其中，所述的内嵌式下弦杆人字架腹杆装配式桁架包含有人字架1、上弦杆2和内嵌式下弦杆3以及端杆4。人字架1腹杆设置在内嵌式下弦杆3的上方并与内嵌式下弦杆3连接，上弦杆2设置在人字架1腹杆的上方并与人字架1腹杆连接，端杆4连接上弦杆2和内嵌式下弦杆3，所述的人字架1、内嵌式下弦杆3和端杆4设置在竖向平面内。所述的人字架1腹杆包含有多个预制的人字架1，以单个人字架1为基本单元装配而成。所述的人字架1为整体，包含有第一分肢11和第二分肢12，所述的第一分肢11和第二分肢12的轴线设置为设定的角度，第一分肢11和第二分肢12的上端连接成整体。所述的人字架1下端设置有防滑凸起13，所述的内嵌式下弦杆3的中空管体内设置有筋体31，所述的内嵌式下弦杆3设置有防滑键32，所述的人字架1的第二末端的架体内设置有内嵌空间14，内嵌空间14内部设置有防滑凹槽141，所述的内嵌式下弦杆3和人字架1之间的内嵌空间14内设置有后置浆体5。
[0058]
实施例1
[0059]
第一步：在预制工厂，同时并行预制人字架、上弦杆、内嵌式下弦杆和端杆；
[0060]
第二步：运输上述预制构件到组装场地，首先将人字架与内嵌式下弦杆组装，将内嵌式下弦杆置入人字架下部的第一末端架体的内嵌空间内，在人字架和下弦杆的间隙内注入后置浆体，从而固定人字架和下弦杆，形成装配式人字架腹杆；
[0061]
第三步：将上弦杆平铺在人字架上，并将人字架上部的第二末端置入上弦杆的洞口内，采用楔紧体楔紧人字架的末端；
[0062]
第四步：向内嵌式下弦杆杆体内置入筋体，并张拉筋体从而张紧下弦杆；
[0063]
第五步：将组装集成好的内嵌式下弦杆人字架腹杆装配式桁架吊装至需要的位置。
[0064]
本发明提出的内嵌式下弦杆人字架腹杆装配式桁架，采用分片预制、现场组装的方法，方便运输和堆场储备，节约成本，提高方便性，从而极大减少施工工期，带来经济效益，具有广阔应用前景，将对装配式建筑的发展带来极大的推动作用。
[0065]
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。