钢结构模块化支撑单元的制作方法

1.本发明属于固定建筑物桥梁零件支座技术领域，具体涉及一种钢结构模块化支撑单元。


背景技术：

2.钢结构，是指由钢板、型钢、钢管、钢索等钢材；用焊、铆、螺栓等连接而成的重载、高耸、大跨、轻型的结构形式。钢结构因其自重较轻，施工简便，而广泛应用于房屋建筑、大型桥梁、船舶等行业。随着桥梁钢结构大型化、工厂化、装配化的应用和发展；大型钢结构预制件越来越常见。
3.现有技术中，大多数工厂大型构件的存放采用钢结构进行支撑搭建。但是，现有的钢结构支撑柱固定较为麻烦，通用性不理想，拆装浪费大量时间，从而影响生产效率；同时，现有支撑柱的固定较为简便，支撑柱的固定不稳定，生产过程存在安全隐患，危及劳动者的生命安全。对此，现提出如下技术方案。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题：提供一种钢结构模块化支撑单元，可作为标准件进行模块化组合使用，实现钢结构构件的支撑，尤其满足多种结构形式的钢结构支撑及总拼胎架支撑需求。
5.本发明采用的技术方案：钢结构模块化支撑单元，包括用型钢拼焊而成的立方体框架；立方体框架的六个面分别设有平面连接板；每个平面连接板板体中心分别制有点阵螺栓孔群；点阵螺栓孔群用于使用紧固组件多点、同心、紧固式匹配连接相邻钢结构模块化支撑单元的任意相邻平面连接板板体。
6.上述技术方案中，进一步地：立方体框架为长方体结构，其长、宽、高尺寸均不相等。
7.上述技术方案中，进一步地：立方体框架为正方体结构，其长、宽、高尺寸相等。
8.上述技术方案中，进一步地：立方体框架包括四根间隔平行且等长的立柱；四根立柱顶端和底端分别固连上连接板和下连接板的四角；上连接板、下连接板与四根立柱组成立方体框架；且上连接板、下连接板与四根立柱之间设有第一加劲板。
9.上述技术方案中，进一步地：上连接板、下连接板与前、后、左、右四个侧连接板组成六个平面连接板；平面连接板板体背面分别设有第二加劲结构。
10.上述技术方案中，进一步地：第二加劲结构为十字型交叉加劲结构。
11.上述技术方案中，进一步地：立方体框架与平面连接板组成的钢结构模块化支撑单元为拼焊成型件。
12.上述技术方案中，进一步地：点阵螺栓孔群为四个安装孔群ⅰ或八个安装孔群；当为四个安装孔群ⅰ时，四个安装孔群ⅰ的四个安装孔呈点阵均匀分布在平面连接板板体中心正方形的四个顶角；当为八个安装孔群时，其中四个安装孔群ⅱ的四个安装孔呈点阵均匀
分布在平面连接板板体中心正方形的四个顶角，余下四个安装孔群ⅲ的四个安装孔分别设于四个安装孔群ⅱ中每个安装孔的外侧。
13.本发明与现有技术相比的优点：
14.1、本发明形成的立方体结构，可以任意模块化码垛组合，以适应不同的支撑高度和使用场景，通用性理想；同时，螺栓孔群式的多点紧固组装，支撑柱固定简单，固定稳定，消除堆叠不稳的安全隐患，保证劳动者生命安全；采用模块化设计，也能大大方便拆卸转运，进而提高施工效率，降低施工成本。
15.2、本发明可作为工厂标准件，满足多种项目结构形式的钢构件支撑及总拼胎架支撑需求；同时，本发明支撑单元经过受力分析可以验算出几种组合的可承受最大压力，从而可以根据不同的构件支撑场景选择使用；在工厂中集中批量制作，有利于企业实现标准化施工；底部点阵螺栓孔群，方便与平台或地面通过地脚螺栓等连成整体，提高支撑稳定性；支撑单元可根据现场使用情况调整距离及数量，以适应不同工程需求。
16.3、本发明为型钢拼焊件，结构简单，材料易得，制作容易，安全牢固，经济实用。
附图说明
17.图1为本发明立体图；
18.图2为图1的a向主视透视图；
19.图3为图2的侧视图；
20.图4为图2的俯视图；
21.图5为本发明一个钢结构模块化支撑单元的第一使用状态图；
22.图6为本发明一个钢结构模块化支撑单元的第二使用状态图；
23.图7为本发明一个钢结构模块化支撑单元的第三使用状态图；
24.图8为本发明图5使用状态的b向支撑尺寸示意图；
25.图9为本发明图6使用状态的b向支撑尺寸示意图；
26.图10为本发明图7使用状态的b向支撑尺寸示意图；
27.图11为本发明两个钢结构模块化支撑单元的第一使用状态图；
28.图12为本发明两个钢结构模块化支撑单元的第二使用状态图；
29.图13为本发明图11使用状态的支撑尺寸示意图；
30.图14为本发明图12使用状态的支撑尺寸示意图；
31.图15为本发明两个钢结构模块化支撑单元的第三使用状态图；
32.图16为本发明两个钢结构模块化支撑单元的第四使用状态图；
33.图17为本发明图15使用状态的支撑尺寸示意图；
34.图18为本发明图16使用状态的支撑尺寸示意图；
35.图中：1-立方体框架，101-立柱；2-平面连接板，201-上连接板，202-下连接板，203-侧连接板；3-点阵螺栓孔群，301-四个安装孔群ⅰ，302-八个安装孔群，3021-四个安装孔群ⅱ，3022-四个安装孔群ⅲ；4-第一加劲板，5-第二加劲结构。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图1-18，对本发明实施例中的技术方案进行清
楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
37.钢结构模块化支撑单元，包括用型钢拼焊而成的立方体框架1。
38.实施例1：所述型钢为角钢。
39.实施例2：所述型钢为方钢。
40.实施例3：所述型钢为圆钢。
41.优选为角钢，以方便制作，并提高拼焊牢固度。
42.(如图1-图18所示)上述实施例中，进一步地：所述立方体框架1为长方体结构，其长b、宽a、高c尺寸均不相等。
43.具体地：当选用一个钢结构模块化支撑单元使用时，以长b＝900、宽a＝600mm、高c＝1200mm为例：如图5-图10所示的三种使用状态，可依次分别满足1200mm、900mm、600mm三种高度的支撑需求。当为两个钢结构模块化支撑单元使用时，可满足2100mm、1800mm、1200mm三种高度的支撑需求。
44.上述实施例中，进一步地：所述立方体框架1为正方体结构，其长、宽、高尺寸相等。
45.可见，当所述立方体框架1为正方体结构时，可通过增加正方体结构的钢结构模块化支撑单元的数量，从而实现不同高度的支撑需求。
46.在此基础上：(如图1所示)所述立方体框架1的六个面，即上、下、左、右、前、后六个面分别设有平面连接板2。所述平面连接板2平整度满足稳定堆叠的要求。
47.为实现多个钢结构模块化支撑单元之间的可靠稳定组合连接：每个所述平面连接板2板体中心分别制有点阵螺栓孔群3。
48.上述实施例中，进一步地：所述点阵螺栓孔群3为四个安装孔群ⅰ301(如图2所示)或八个安装孔群302(如图3、图4所示)。
49.具体地，四个安装孔群ⅰ301的实施例，适用于较小面积的平面连接板2使用。八个安装孔群302的实施例，适用于较大面积的平面连接板2使用。以保证连接可靠性的同时，又能避免拆卸操作过于重复和繁琐，所以将点阵螺栓孔群3的数量控制在四个或八个最佳。
50.即(如图1所示)当为四个安装孔群ⅰ301时，四个安装孔群ⅰ301的四个安装孔呈点阵均匀分布在所述平面连接板2板体中心正方形的四个顶角(如图2)。
51.当为八个安装孔群302时，(如图1所示)其中四个安装孔群ⅱ3021的四个安装孔呈点阵均匀分布在所述平面连接板2板体中心正方形的四个顶角(如图3、图4所示)，余下四个安装孔群ⅲ3022的四个安装孔分别设于四个安装孔群ⅱ3021中每个安装孔的外侧。以保证连接强度。
52.且需要说明的是：四个安装孔群ⅰ301与四个安装孔群ⅰ301相互匹配一一对应的同时；当四个安装孔群ⅰ301与八个安装孔群302连接组合时，八个安装孔群302中的中心四个安装孔群ⅱ3021的四个安装孔与四个安装孔群ⅰ301的四个安装孔相互匹配且一一对应。以满足相邻模块组合时的同心组合要求，以提高模块堆叠组合的稳定性。
53.所述点阵螺栓孔群3用于使用紧固组件多点、同心、紧固式匹配连接相邻钢结构模块化支撑单元的任意相邻平面连接板2板体。所述紧固组件尤其为高强度螺栓组件。
54.(如图1所示)上述实施例中，进一步地：所述立方体框架1包括四根间隔平行且等
长的立柱101；所述立柱101尤其指的是角钢。
55.采用角钢较其他型材而言，具有质轻，不易变形，方便焊接，焊接牢固的优势。
56.四根立柱101顶端和底端分别固连上连接板201和下连接板202的四角(如图4所示)，即将所述上连接板201、下连接板202与四根立柱101组成所述立方体框架1。
57.具体：四根角钢分别固连上连接板201和下连接板202的四角，连接牢固，匹配优良，焊点可靠；且省去上方和下方总共八根水平四方框角钢的使用，使得本发明模块本身具有质轻，经济实用的优势。
58.在此基础上，为保证四根立柱101与上连接板201和下连接板202的连接可靠性：所述上连接板201、下连接板202与四根立柱101之间设有第一加劲板4。
59.优选地，所述加劲板4为条形板材。加劲板4与上连接板201、下连接板202与四根立柱101焊接连为一体。
60.(如图1、图2、图3、图4所示)上述实施例中，进一步地：所述上连接板201、下连接板202与前、后、左、右四个侧连接板203组成六个平面连接板2；所述平面连接板2板体背面分别设有第二加劲结构5。
61.上述实施例中，优选地：所述第二加劲结构5为十字型交叉加劲结构。采用十字交叉加劲结构，构件数精简，重量轻，支撑牢固。
62.上述实施例中，优选地：所述立方体框架1与平面连接板2组成的钢结构模块化支撑单元为拼焊成型件。
63.可见，本发明为型钢拼焊件，结构简单，材料易得，制作容易，安全牢固，经济实用。
64.本发明的工作原理为：(如图5至图18所示)本发明形成的立方体结构，可以一个或多个模块进行码垛组合，以适应不同的支撑高度和使用场景，通用性理想；同时，螺栓孔群式的多点紧固组装，支撑柱固定简单，固定稳定，消除安全隐患，保证劳动者生命安全；其模块化设计，也能大大方便拆卸转运，进而提高施工效率，降低施工成本。
65.同时，本发明可作为工厂标准件，满足多种项目结构形式的钢构件支撑及总拼胎架支撑需求。
66.再者，本发明支撑单元，根据型材厚度和材质，经过受力分析，可以验算出几种组合的可承受最大压力，从而可以根据不同的构件支撑场景选择使用。如本发明钢结构模块化支撑单元所有构件材质选择q345b，长b＝900、宽a＝600mm、高c＝1200mm，材质厚度和尺寸已知时，钢结构模块化支撑单元的各个受力面载重不应超过120吨。
67.本发明在工厂中集中批量制作，有利于企业实现标准化施工。
68.本发明底部点阵螺栓孔群，方便与平台或地面通过地脚螺栓等连成整体，提高支撑稳定性。
69.本发明支撑单元可根据现场使用情况调整距离及数量，以适应不同工程需求。
70.综上所述，本发明已在常泰长江大桥制造中成功运用，可作为标准件进行模块化组合使用，实现钢结构构件的支撑，尤其满足多种结构形式的钢结构支撑及总拼胎架支撑需求。再者，由于其结构稳定、模块化以及通用性，提高了大型钢结构构件存放效率；支撑的稳定性安全性，降低了生产损耗，节约企业成本，具有极高的实用和推广价值。
71.本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
72.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。