【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及地下工程施工的，特別是涉及一種基于框架的氣肋式氣膜系統及施工方法。
技術介紹
1、基坑氣膜因可形成相對密閉的空間，從而達到控制揚塵和噪聲的綠色環(huán)保效果；同時，可消除降雨等不利天氣對施工進度的影響，節(jié)約工期成本；還能極大提升施工現場安全文明形象等優(yōu)點，已在城市基坑工程施工中逐步推廣應用。
2、目前，基坑氣膜主要包括氣承式膜結構和氣肋式膜結構兩種，氣膜最大跨度不到200m，主肋管需隨跨度增大而增大，頂部通常為弧形，不適用于在城市軌道交通基坑施工場地狹長及因場地受限所要求的直上直下長方體等空間要求。另外，傳統的氣承式膜結構和氣肋式膜結構在穩(wěn)定性和承載能力方面存在一定局限性。例如，在面對復雜的外部荷載環(huán)境時，單純依靠氣膜的充氣壓力來維持整體結構的穩(wěn)定性可能不足，容易出現膜面變形過大、氣肋失穩(wěn)等問題。而且，傳統氣肋式膜結構在不同的使用場景和功能需求下，其結構形式的調整靈活性較差，難以快速、便捷地進行改造或擴展以滿足多樣化的建筑要求。此外，在安裝和維護過程中，由于缺乏有效的輔助框架結構，操作難度較大，成本較高。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種基于框架的氣肋式氣膜系統及施工方法，要解決傳統的氣膜結構適用范圍小，穩(wěn)定性不足，容易出現膜面變形過大、氣肋失穩(wěn)的技術問題，還要解決傳統氣肋式膜結構形式的調整靈活性較差，操作難度較大和成本較高的技術問題。
2、為解決上述技術問題，本專利技術采用如下技術方案。
3、一種基于框架的氣肋式氣膜系統，包括框架
4、在膜結構的表面間隔安裝用以感知外界環(huán)境的傳感器組，傳感器組中的各個傳感器分別與中央控制系統連接；該傳感器組實時采集外界環(huán)境數據，并將數據傳輸到中央控制系統；
5、肋式膜結構單元與充氣泵和放氣閥相連，充氣泵和放氣閥與中央控制系統連接；所述中央控制系統根據傳感器數據計算出所需的氣肋壓力值，并指令充氣泵或放氣閥工作；
6、在膜結構與氣肋結構的連接部位安裝有電動張力調節(jié)器，在膜結構上間隔設置有張力傳感器；所述張力傳感器和電動張力調節(jié)器分別與中央控制系統連接；電動張力調節(jié)器通過調節(jié)膜結構的張力，使膜面保持均勻受力狀態(tài)。
7、優(yōu)選的，所述氣肋式膜結構單元有六個，分別設置在支撐結構的前側、后側、左側、右側以及頂部兩個坡面上；在前側的氣肋式膜結構單元和膜結構上留設有門洞；在門洞處安裝有門。
8、優(yōu)選的，所述頂撐包括有三角形外框、中間豎撐和側部豎撐；所述中間豎撐設置在三角形外框的底桿中間與頂角之間；所述側部豎撐有兩根，分別布置在中間豎撐與三角形外框兩側的底角之間位置處；所述側部豎撐的上端托接在三角形外框對應一側的斜桿底部，側部豎撐的下端支撐在三角形外框的底桿上；在中間豎撐的底部與側部豎撐的頂部之間設置有斜撐。
9、優(yōu)選的，縱向相鄰的立柱中部之間設置有縱向連接桿。
10、優(yōu)選的，所述膜結構與氣肋結構采用夾具連接，所述夾具采用鋁合金夾具或者不銹鋼夾具，且連接在氣肋結構的連接管上；在膜結構的邊緣設置有加強繩或加強帶，加強繩或加強帶綁在框架支撐結構或者氣肋結構的連接管上，提高膜結構的抗拉強度和抗撕裂性能。
11、優(yōu)選的，框架結構微調裝置：所述立柱的底部設置有獨立基礎；在獨立基礎的頂部間隔設置有電動的微調千斤頂和位移傳感器，且位移傳感器和微調千斤頂分別與中央控制系統連接；所述立柱的底部設置有底板，底板安裝在一組微調千斤頂頂部；當框架支撐結構受到側向力或不均勻沉降時，中央控制系統根據傳感器反饋的數據，指令微調千斤頂工作，對框架支撐結構進行微調。
12、優(yōu)選的，所述傳感器組包括風速傳感器、溫度傳感器和雪壓傳感器；所述風速傳感器、溫度傳感器和雪壓傳感器分別于與中央控制系統連接。
13、優(yōu)選的，所述氣肋式膜結構單元與框架支撐結構之間綁扎連接；在氣肋式膜結構單元上預設有綁扎帶。
14、一種基于框架的氣肋式氣膜系統的施工方法，包括步驟如下：
15、步驟一，根據基于框架的氣肋式氣膜系統施工圖設計，在生產廠家加工制造，運至施工現場。
16、步驟二：安裝立柱。
17、步驟三：分別在縱向相鄰的立柱頂部安裝縱梁。
18、步驟四：制作頂撐。
19、步驟五：將頂撐安裝在橫向對應的立柱頂部。
20、步驟六：在縱向相鄰的頂撐頂部之間連接縱梁，待所有頂撐連接完成，框架支撐結構的施工完畢。
21、步驟七：將氣肋式膜結構單元逐個安裝在框架支撐結構外側。
22、步驟八：待所有氣肋式膜結構單元安裝完成，整個氣肋式膜系統施工完畢。
23、本專利技術與現有技術相比，具有如下有益效果：
24、1.本專利技術公開的一種基于框架的氣肋式氣膜系統及施工方法，與現有氣肋式膜結構相比，克服了傳統膜結構跨度受限、主肋管需隨跨度增大而增大的問題，本專利技術提供的基于框架的氣肋式氣膜系統，氣肋改傳統垂面內設置為水平面內設置，減少了因需支撐氣肋形狀而需的壓力、用電量和橫截面，降低了工程成本。
25、2.本專利技術公開的基于框架的氣肋式氣膜系統及施工方法，與現有氣肋式膜結構相比，克服了空間形狀受限的問題，本專利技術提供的基于框架的氣肋式氣膜系統及施工方法，利用框架設定并保持空間形狀，氣肋式膜結構填充在框架內與框架共同形成密閉空間，避免了現有氣肋式膜結構頂部只能為弧形的問題，拓寬了適用范圍和可用性。
26、3.本專利技術公開的基于框架的氣肋式氣膜系統豎向荷載承載能力增強：框架支撐結構的存在使得結構能夠有效地承擔如自重、雪荷載等豎向荷載。框架支撐結構由多個支撐單元連接而成，其穩(wěn)定的空間幾何形狀（如三角形組合結構）可以將豎向荷載均勻地傳遞到基礎部分。例如，在有大雪堆積的情況下，框架分擔了大部分雪壓，氣肋和膜結構所承受的壓力相對減小，降低了結構因雪荷載過大而坍塌的風險。
27、4.本專利技術的基于框架的氣肋式氣膜系統側向荷載抵抗力提升：通過合理的框架設計和氣肋布局能夠有效抵抗風荷載、地震荷載等側向力；氣肋在內部提供支撐力，與框架協同工作，確保膜結構在側向力作用下本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于框架的氣肋式氣膜系統，其特征在于：包括框架支撐結構（1）、氣肋結構和膜結構（2）；所述框架支撐結構（1）包括有支撐單元（1.1）；所述支撐單元（1.1）有一組，沿縱向間隔設置；該支撐單元（1.1）包括有立柱（1.1.1）和頂撐（1.1.2）；所述立柱（1.2）至少有兩根，沿橫向間隔布置；所述頂撐（1.1.2）為三角桁架結構，設置在橫向對應布置的一組立柱（1.1.1）頂部；在縱向相鄰的立柱（1.1.1）之間和縱向相鄰的頂撐（1.1.2）之間連接有縱梁（1.2）；所述氣肋結構安裝在框架支撐結構的外側，并且氣肋結構由多個氣肋式膜結構單元（3）拼接而成；每個氣肋式膜結構單元（3）連接在框架支撐結構對應的側面上；所述氣肋式膜結構單元（3）包括有氣肋（3.1）和連接管（3.2）；所述氣肋（3.1）有一組，平行間隔布置，且一組氣肋（3.1）均水平設置；所述連接管（3.2）連接相鄰氣肋（3.1）之間，并且一組氣肋（3.1）之間通過連接管（3.2）相互連通，形成一個或多個獨立的充氣回路；在氣肋（3.1）的表面設置有壓力傳感器（4），壓力傳感器（4）實時監(jiān)測氣肋（3.1）內部的壓力變化，
2.根據權利要求1所述的基于框架的氣肋式氣膜系統，其特征在于：所述氣肋式膜結構單元（3）有六個，分別設置在框架支撐結構（1）的前側、后側、左側、右側以及頂部兩個坡面上；在前側的氣肋式膜結構單元（3）和膜結構（2）上留設有門洞（9）；在門洞（9）處安裝有門。
3.根據權利要求1所述的基于框架的氣肋式氣膜系統，其特征在于：所述頂撐（1.1.2）包括有三角形外框（1.1.2a）、中間豎撐（1.1.2b）和側部豎撐（1.1.2c）；所述中間豎撐（1.1.2b）設置在三角形外框（1.1.2a）的底桿中間與頂角之間；所述側部豎撐（1.1.2c）有兩根，分別布置在中間豎撐（1.1.2b）與三角形外框（1.1.2a）兩側的底角之間位置處；所述側部豎撐（1.1.2c）的上端托接在三角形外框（1.1.2a）對應一側的斜桿底部，側部豎撐（1.1.2c）的下端支撐在三角形外框（1.1.2a）的底桿上；在中間豎撐（1.1.2b）的底部與側部豎撐（1.1.2c）的頂部之間設置有斜撐（1.1.2d）。
4.根據權利要求1所述的基于框架的氣肋式氣膜系統，其特征在于：縱向相鄰的立柱（1.1.1）中部之間設置有縱向連接桿（1.3）。
5.根據權利要求1所述的基于框架的氣肋式氣膜系統，其特征在于：所述膜結構（2）與氣肋結構采用夾具（10）連接，所述夾具（10）采用鋁合金夾具或者不銹鋼夾具，且連接在氣肋結構的連接管（3.2）上；在膜結構（2）的邊緣設置有加強繩或加強帶，加強繩或加強帶綁在框架支撐結構（1）或者氣肋結構的連接管（3.2）上，提高膜結構的抗拉強度和抗撕裂性能。
6.根據權利要求1所述的基于框架的氣肋式氣膜系統，其特征在于：框架結構微調裝置：所述立柱（1.2）的底部設置有獨立基礎（13）；在獨立基礎（13）的頂部間隔設置有電動的微調千斤頂（15）和位移傳感器（14），且位移傳感器（14）和微調千斤頂（15）分別與中央控制系統連接；所述立柱（1.1.1）的底部設置有底板（16），底板（16）安裝在一組微調千斤頂（15）頂部；當框架支撐結構（1）受到側向力或不均勻沉降時，中央控制系統根據傳感器反饋的數據，指令微調千斤頂（15）工作，對框架支撐結構（1）進行微調。
7.根據權利要求1所述的基于框架的氣肋式氣膜系統，其特征在于：所述傳感器組包括風速傳感器、溫度傳感器和雪壓傳感器；所述風速傳感器、溫度傳感器和雪壓傳感器分別于與中央控制系統連接。
8.根據權利要求1所述的基于框架的氣肋式氣膜系統，其特征在于：所述氣肋式膜結構單元（3）與框架支撐結構（1）之間綁扎連接；在氣肋式膜結構單元（3）上預設有綁扎帶（17）。
9.一種權利要求1-8中任意一項所述的基于框架的氣肋式氣膜系統的施工方法，其特征在于，包括步驟如下：
...【技術特征摘要】
1.一種基于框架的氣肋式氣膜系統，其特征在于：包括框架支撐結構（1）、氣肋結構和膜結構（2）；所述框架支撐結構（1）包括有支撐單元（1.1）；所述支撐單元（1.1）有一組，沿縱向間隔設置；該支撐單元（1.1）包括有立柱（1.1.1）和頂撐（1.1.2）；所述立柱（1.2）至少有兩根，沿橫向間隔布置；所述頂撐（1.1.2）為三角桁架結構，設置在橫向對應布置的一組立柱（1.1.1）頂部；在縱向相鄰的立柱（1.1.1）之間和縱向相鄰的頂撐（1.1.2）之間連接有縱梁（1.2）；所述氣肋結構安裝在框架支撐結構的外側，并且氣肋結構由多個氣肋式膜結構單元（3）拼接而成；每個氣肋式膜結構單元（3）連接在框架支撐結構對應的側面上；所述氣肋式膜結構單元（3）包括有氣肋（3.1）和連接管（3.2）；所述氣肋（3.1）有一組，平行間隔布置，且一組氣肋（3.1）均水平設置；所述連接管（3.2）連接相鄰氣肋（3.1）之間，并且一組氣肋（3.1）之間通過連接管（3.2）相互連通，形成一個或多個獨立的充氣回路；在氣肋（3.1）的表面設置有壓力傳感器（4），壓力傳感器（4）實時監(jiān)測氣肋（3.1）內部的壓力變化，并將數據傳輸到控制系統；所述膜結構（2）覆蓋在氣肋結構外部，并與氣肋結構可拆卸連接；
2.根據權利要求1所述的基于框架的氣肋式氣膜系統，其特征在于：所述氣肋式膜結構單元（3）有六個，分別設置在框架支撐結構（1）的前側、后側、左側、右側以及頂部兩個坡面上；在前側的氣肋式膜結構單元（3）和膜結構（2）上留設有門洞（9）；在門洞（9）處安裝有門。
3.根據權利要求1所述的基于框架的氣肋式氣膜系統，其特征在于：所述頂撐（1.1.2）包括有三角形外框（1.1.2a）、中間豎撐（1.1.2b）和側部豎撐（1.1.2c）；所述中間豎撐（1.1.2b）設置在三角形外框（1.1.2a）的底桿中間與頂角之間；所述側部豎撐（1.1.2c）有兩根，分別布置在中間豎撐（1.1.2b）與三角形外框（1.1.2a）兩側的底角之間位置處；所述側部豎撐...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：尹清鋒，谷學峰，王東，賽菡，于木里，楊智麟，劉傳江，馬如龍，
申請(專利權)人：中建交通建設集團有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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