一种伞形索膜结构及其施工方法
阅读说明：本技术 一种伞形索膜结构及其施工方法 (Umbrella-shaped cable membrane structure and construction method thereof ) 是由 沈龙飞 石冬 钟世原 曹晓凯 李铁东 魏文龙 于 2021-07-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种伞形索膜结构及其施工方法,针对本发明伞形索膜结构来说,包括帽撑,脊索,第一桁架,第二桁架,第一定滑轮,夹具,膜片,夹条,钢柱,第二定滑轮,拉绳,电机,卡环,支撑板,伸缩杆,弹簧,伸缩杆位于相邻环杆之间的部位底部为倾斜面,受压后,将使伸缩杆缩入环杆内,支撑板将环杆和钢柱上端固定。针对本发明施工方法来说,具体包括如下步骤：S1：组装帽撑、脊索、第一桁架、第二桁架、第一定滑轮、夹具、膜片、夹条,形成伞状索膜；S2：启动电机,拉动帽撑；S3：帽撑经过卡环时,使伸缩杆缩入环杆内,从而帽撑穿过卡环；S4：停止电机,则帽撑落在卡环上。本发明在地面进行索膜安装,可快速起吊索膜,施工效率高。(The invention relates to an umbrella-shaped cable membrane structure and a construction method thereof. Aiming at the construction method, the construction method specifically comprises the following steps: s1: assembling a cap support, a ridge cable, a first truss, a second truss, a first fixed pulley, a clamp, a membrane and a clamping strip to form an umbrella-shaped cable membrane; s2: starting a motor and pulling the cap support; s3: when the cap support passes through the clamping ring, the telescopic rod is retracted into the ring rod, so that the cap support passes through the clamping ring; s4: when the motor is stopped, the cap is supported on the snap ring. The invention can install the cable film on the ground, can quickly lift the cable film and has high construction efficiency.)
技术领域
本发明涉及索膜结构领域，尤其涉及一种伞形索膜结构。
本发明还涉及上述伞形索膜结构的施工方法。
背景技术
中国发明专利申请公开号CN106088601A，公开日为20161109，公开了一种经过改进的伞状索膜结构的施工方法，包含：先安装中柱及环梁，然后进行挂索施工，再进行索体的张拉施工，其中，在索体的张拉施工中，对以中柱中心对称的拉索进行对称张拉，其中每根拉索均为一端张拉。其需要在高处施工索膜，配件运输较为不便，安装场地有限，施工效率不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种伞形索膜结构，其可以在地面进行索膜安装，安装场地大，配件运输方便，能够保障施工安全，快速起吊索膜，施工效率更高。
本发明的另一个目的是提供上述伞形索膜结构的施工方法，便于快速施工上述伞形索膜结构。
为达到上述目的而采用了一种伞形索膜结构，包括帽撑；
脊索，一端连接帽撑；
第一桁架，连接脊索的另一端，并按正六边形布置，首尾相连，以帽撑为中心，水平环绕帽撑；
第二桁架，由第一桁架形成的正六边形的角点位置延伸至帽撑；第一桁架和第二桁架可选用轻型桁架，如轻钢桁架，以减小自重。
第一定滑轮，安装在帽撑上，脊索经第一定滑轮固定在第二桁架上；
夹具，沿第一桁架间隔安装多个；
膜片，一端由夹具固定在第一桁架上，并沿第二桁架铺设；
夹条，固定膜片的另一端，且固定在第二桁架靠近帽撑的一端；
钢柱，与帽撑滑动连接，帽撑可沿钢柱轴向滑动；
第二定滑轮，设置在钢柱上端；
拉绳，一端固定帽撑，另一端绕过钢柱上端的第二定滑轮；
电机，与拉绳另一端连接，电机可驱动绞盘，通过拉绳提升帽撑上移；
卡环，固定在钢柱上端，其包括环杆，支撑板，伸缩杆，弹簧，伸缩杆一端连接弹簧，伸入一个环杆内，另一端伸入相邻的另一个环杆内，伸缩杆位于相邻环杆之间的部位底部为倾斜面，受压后，将使伸缩杆缩入环杆内，支撑板固定住环杆和钢柱上端。
还可以通过设置电动伸缩杆，在环杆上、下面布置位移传感器，当帽撑位于电动伸缩杆下面并靠近电动伸缩杆时，电动伸缩杆下面布置的传感器感应帽撑靠近，电动伸缩杆缩回环杆内，当帽撑位于电动伸缩杆上面时，电动伸缩杆上面的传感器感应帽撑，则使电动伸缩杆伸出环杆，用于承接帽撑。
第一桁架和第二桁架形成伞形骨架，由脊索吊接在帽撑上，第一定滑轮减少脊索与帽撑之间的摩擦，夹具将膜片固定在第一桁架上，夹条，固定膜片的另一端，钢柱与帽撑滑动连接，支撑整个伞形索膜单元结构，拉绳可以起吊帽撑，伞形索膜施工完成后，可以控制电机，拉动拉绳起吊帽撑，带动伞形索膜装配在钢柱上端，帽撑上升时，挤压倾斜面，使得伸缩杆缩回环杆内，则帽撑穿过卡环，伸缩杆又从环杆内弹出，则帽撑可架设在卡环上，完成伞形索膜结构的快速吊装施工。
作为本发明伞形索膜结构进一步的改进，电机同轴连接主动轮，主动轮连接有从动轮，从动轮与拉绳可通过绞盘连接，从动轮具有四个径向的滑槽，位于相距90°的位置，主动轮上有一个滚子，滚子每转一圈与一个滑槽啮合一次，使得从动轮转动1/4圈，相邻滑槽之间为内弧面，主动轮具有一同轴面与内弧面啮合，转动时，同轴面上有一个内凹面形成内弧面可转动的间隙。
滚子每转一圈与一个滑槽啮合一次，使得从动轮转动1/4圈，使得伞形索膜单元结构，可以间歇式地上升，以减少惯性力的影响，方便伞形索膜单元结构的快速制动。
作为本发明伞形索膜结构进一步的改进，相邻膜片之间为索袋，索袋中穿接沿索袋轴向分布的钢索，垂直索袋的方向上也分布间隔的多个环向的钢索，形成网格状，两个方向的钢索由索夹紧固在一起。
纵横交错的钢索，形成网格状，有利于支撑膜片，索袋便于穿接钢索，和固定相邻的膜片。
作为本发明伞形索膜结构进一步的改进，索夹包括顶撑膜片的垫板；位于垫板上的第一夹块；第二夹块，第三夹块，第四夹块，第一夹块与第二夹块之间为第一夹槽，且通过螺栓夹紧；第三夹块和第四夹块之间为第二夹槽，也通过螺栓夹紧；第一夹槽与第二夹槽朝向垂直，第二夹块与第三夹块之间设有小弹簧，第三夹块与第二夹块之间设有限位杆，限位杆固定在第二夹块上，且穿过第三夹块、第四夹块后连接限位环。
第一夹槽与第二夹槽可以夹紧纵、横向的钢索，限位杆配合小弹簧，可以对膜片形成压紧，小弹簧适应性好，可以自动调节压紧力，防止过度顶撑膜片，可以调节支撑，限位杆、限位环防止第三夹块和第四夹块脱离第二夹块。
作为本发明伞形索膜结构进一步的改进，限位杆上设有压板和螺母，螺母与限位杆螺纹连接，压板抵接小弹簧，螺母紧贴压板。
调节螺母，使得压板预先压紧小弹簧，以增加预压效果，增大小弹簧的弹力，减小膜片反弹，垫板对膜片顶撑力减小，导致膜片的松弛。
作为本发明伞形索膜结构进一步的改进，帽撑包括：
支座，滑动连接在钢柱上；
支杆，与支座固接，且环绕钢柱设置，其远离支座的一端，安装环钢管，环钢管上部设第一定滑轮。
支座便于穿过卡环，使得帽撑能够架设在卡环上。
支座位于伸缩杆上以后，伸缩杆上与支座连接的部位可以设置凹槽，以卡接支座，保证稳定连接。
针对本发明伞形索膜结构的施工方法来说，具体包括如下步骤：
S1：组装帽撑、脊索、第一桁架、第二桁架、第一定滑轮、夹具、膜片、夹条，形成伞状索膜；
S2：启动电机，使拉绳盘绕，并经第二定滑轮，拉动帽撑沿钢柱轴向提升；
S3：帽撑经过卡环时，碰撞伸缩杆底部的倾斜面，使伸缩杆缩入环杆内，从而帽撑穿过卡环，位于卡环之上，此时伸缩杆伸出，与相邻环杆封闭成环；
S4：停止电机，则帽撑落在卡环上，伞状索膜位于钢柱的上端。
电机带动帽撑沿钢柱向上升，直至钢柱上端，架设完成。
作为本发明伞形索膜结构的施工方法进一步的改进，电机同轴连接主动轮，主动轮连接有从动轮，从动轮与拉绳连接，从动轮可驱动绞盘转动以拉动拉绳，从动轮具有四个径向的滑槽，位于相距90°的位置，主动轮上有一个滚子，滚子每转一圈与一个滑槽啮合一次，使得从动轮转动1/4圈，相邻滑槽之间为内弧面，主动轮具有一同轴面与内弧面啮合，转动时，同轴面上有一个内凹面形成内弧面可转动的间隙；
伞状索膜随帽撑间歇上升，防止持续上升时，造成惯性力过大，制动困难。
作为本发明伞形索膜结构的施工方法进一步的改进，帽撑包括：
支座，滑动连接在钢柱上；
支杆，与支座固接，且环绕钢柱设置，其远离支座的一端，安装环钢管，环钢管上部设第一定滑轮；
支座位于相邻两支撑板之间；
支座碰撞伸缩杆底部的倾斜面，即可以穿过卡环，十分方便。
本发明可以在地面进行索膜安装，安装场地大，配件运输方便，能够保障施工安全，施工效率更高。
附图说明
图1为实施例的结构示意图。
图2为卡环剖切结构示意图 。
图3为电机的结构示意图。
图4为锁夹的结构示意图。
附图标记：1、帽撑；2、脊索；3、第一桁架；4、第二桁架；5、第一定滑轮；6、夹具；7、膜片；8、夹条；9、钢柱；10、第二定滑轮；11、拉绳；12、电机；13、卡环；14、环杆；15、支撑板；16、伸缩杆；17、弹簧；18、倾斜面；19、从动轮；20、滚子；21、滑槽；22、内弧面；23、同轴面；24、内凹面；25、索袋；26、钢索；27、索夹；28、垫板；29、第一夹块；30、第二夹块；31、第三夹块；32、第四夹块；33、第一夹槽；34、第二夹槽；35、小弹簧；36、限位杆；37、限位环；38、压板；39、螺母；40、支杆；41、环钢管；42、支座；43、主动轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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作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。
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；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；此外，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。
实施例1
如图1-图4所示，一种伞形索膜结构，包括帽撑1；
脊索2，一端连接帽撑1；
第一桁架3，连接脊索2的另一端，并按正六边形布置，首尾相连，以帽撑1为中心，水平环绕帽撑1；
第二桁架4，由第一桁架3形成的正六边形的角点位置延伸至帽撑1；
第一定滑轮5，安装在帽撑1上，脊索2经第一定滑轮5固定在第二桁架4上；
夹具6，沿第一桁架3间隔安装多个；
膜片7，一端由夹具6固定在第一桁架3上，并沿第二桁架4铺设；
夹条8，固定膜片7的另一端，且固定在第二桁架4靠近帽撑1的一端；
钢柱9，与帽撑1滑动连接，帽撑1可沿钢柱9轴向滑动；
第二定滑轮10，设置在钢柱9上端；
拉绳11，一端固定帽撑1，另一端绕过钢柱9上端的第二定滑轮10；
电机12，与拉绳11另一端连接；
卡环13，固定在钢柱9上端，其包括环杆14，支撑板15，伸缩杆16，弹簧17，伸缩杆16一端连接弹簧17，伸入一个环杆14内，另一端伸入相邻的另一个环杆14内，伸缩杆16位于相邻环杆14之间的部位底部为倾斜面18，受压后，将使伸缩杆16缩入环杆14内，支撑板15固定住环杆14和钢柱9上端。
第一桁架3和第二桁架4形成伞形骨架，由脊索2吊接在帽撑1上，第一定滑轮5减少脊索2与帽撑1之间的摩擦，夹具6将膜片7固定在第一桁架3上，夹条8，固定膜片7的另一端，钢柱9与帽撑1滑动连接，支撑整个伞形索膜单元结构，拉绳11可以起吊帽撑1，伞形索膜施工完成后，可以控制电机12，拉动拉绳11起吊帽撑1，带动伞形索膜装配在钢柱9上端，帽撑1上升时，挤压倾斜面18，使得伸缩杆16缩回环杆14内，则帽撑1穿过卡环13，伸缩杆16又从环杆14内弹出，则帽撑1可架设在卡环13上，完成伞形索膜结构的快速吊装施工。
在本实施例中，电机12同轴连接主动轮43，主动轮43连接有从动轮19，从动轮19与拉绳11连接，从动轮19具有四个径向的滑槽21，位于相距90°的位置，主动轮43上有一个滚子20，滚子20每转一圈与一个滑槽21啮合一次，使得从动轮19转动1/4圈，相邻滑槽21之间为内弧面22，主动轮43具有一同轴面23与内弧面22啮合，转动时，同轴面23上有一个内凹面24形成内弧面22可转动的间隙。
滚子20每转一圈与一个滑槽21啮合一次，使得从动轮19转动1/4圈，使得伞形索膜单元结构，可以间歇式地上升，以减少惯性力的影响，方便伞形索膜单元结构的快速制动。
在本实施例中，相邻膜片7之间为索袋25，索袋25中穿接沿索袋25轴向分布的钢索26，索袋25上也分布间隔的多个环向的钢索26，形成网格状，两个方向的钢索26由索夹27紧固在一起。
纵横交错的钢索26，形成网格状，有利于支撑膜片7，索袋25便于穿接钢索26，和固定相邻的膜片7。
在本实施例中，索夹27包括顶撑膜片7的垫板28；位于垫板28上的第一夹块29；第二夹块30，第三夹块31，第四夹块32，第一夹块29与第二夹块30之间为第一夹槽33，且通过螺栓夹紧；第三夹块31和第四夹块32之间为第二夹槽34，也通过螺栓夹紧；第一夹槽33与第二夹槽34朝向垂直，第二夹块30与第三夹块31之间设有小弹簧35，第三夹块31与第二夹块30之间设有限位杆36，限位杆36固定在第二夹块30上，且穿过第三夹块31、第四夹块32后连接限位环37。
第一夹槽33与第二夹槽34可以夹紧纵、横向的钢索26，限位杆36配合小弹簧35，可以对膜片7形成压紧，小弹簧35适应性好，可以自动调节压紧力，防止过度顶撑膜片7，可以调节支撑，限位杆36、限位环37防止第三夹块31和第四夹块32脱离第二夹块。
在本实施例中，限位杆36上设有压板38和螺母39，螺母39与限位杆36螺纹连接，压板38抵接小弹簧35，螺母39紧贴压板38。
调节螺母39，使得压板38预先压紧小弹簧35，以增加预压效果，增大小弹簧35的弹力，减小膜片7反弹，垫板28对膜片7顶撑力减小，导致膜片7的松弛。
在本实施例中，帽撑1包括：
支座42，滑动连接在钢柱9上；
支杆40，与支座42固接，且环绕钢柱9设置，其远离支座42的一端，安装环钢管41，环钢管41上部设第一定滑轮5。
支座42便于穿过卡环13，使得帽撑1能够架设在卡环13上。
实施例2
一种伞形索膜结构的施工方法，具体包括如下步骤：
S1：组装帽撑1、脊索2、第一桁架3、第二桁架4、第一定滑轮5、夹具6、膜片7、夹条8，形成伞状索膜；
S2：启动电机12，使拉绳11盘绕，并经第二定滑轮10，拉动帽撑1沿钢柱9轴向提升；
S3：帽撑1经过卡环13时，碰撞伸缩杆16底部的倾斜面18，使伸缩杆16缩入环杆14内，从而帽撑1穿过卡环13，位于卡环13之上，此时伸缩杆16伸出，与相邻环杆14封闭成环；
S4：停止电机12，则帽撑1落在卡环13上，伞状索膜位于钢柱9的上端。
电机12带动帽撑1沿钢柱9向上升，直至钢柱9上端，架设完成。
在本实施例中，电机12同轴连接主动轮43，主动轮43连接有从动轮19，从动轮19与拉绳11连接，从动轮19具有四个径向的滑槽21，位于相距90°的位置，主动轮43上有一个滚子20，滚子20每转一圈与一个滑槽21啮合一次，使得从动轮19转动1/4圈，相邻滑槽21之间为内弧面22，主动轮43具有一同轴面23与内弧面22啮合，转动时，同轴面23上有一个内凹面24形成内弧面22可转动的间隙；
伞状索膜随帽撑1间歇上升，防止持续上升时，造成惯性力过大，制动困难。
在本实施例中，帽撑1包括：
支座42，滑动连接在钢柱9上；
支杆40，与支座42固接，且环绕钢柱9设置，其远离支座42的一端，安装环钢管41，环钢管41上部设第一定滑轮5；
支座42位于相邻两支撑板15之间；
支座42碰撞伸缩杆16底部的倾斜面18，即可以穿过卡环13，十分方便。
本发明可以在地面进行索膜安装，安装场地大，配件运输方便，能够保障施工安全，施工效率更高。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围之内。
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