一种拱形冰结构施工方法转让专利

申请号 : CN201810602765.0

文献号 : CN108661175B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 孙健峰武雨祺刘秀明武岳

申请人 : 哈尔滨工业大学

摘要 :

一种拱形冰结构施工方法,本发明涉一种冰结构施工方法,本发明的目的是为了解决冰建筑施工周期长,冰建筑限制了结构跨度、高度,使得结构形态单一的问题,所述方法是按照以下方法操作的:步骤一:制作连接单元模具,步骤二:制作连接单元,步骤三:连接网状结构,步骤四:铺设网状机构,步骤五:填充复合材料块体,步骤六:喷洒液体复合材料水,步骤七:向拱形体内弧面喷撒复合材料水,步骤八:表面处理,本发明用于冰结构施工领域。

权利要求 :

1.一种拱形冰结构施工方法,其特征在于:所述方法是按照以下方法操作的:

步骤一:制作连接单元模具:单元模具为无盖的长方形箱体,无盖的长方形箱体的腔内尺寸的长为100mm,无盖的长方形箱体的腔内尺寸的宽为50mm,无盖的长方形箱体的腔内尺高的长为30mm;

步骤二:制作连接单元:连接单元模具水平放置,连接单元模具内放入两个第一pvc管和一个第二pvc管,两个第一pvc管平行设置在单元模具内,每个第一pvc管至连接单元模具底端的距离和连接单元模具顶端的距离相等,第二pvc管垂直两个第一pvc管并靠近两个第一pvc管放置在单元模具内,向连接单元模具内注入液体复合材料水,在连接单元模具外侧壁四周及单元模具的底板设有苯板,连接单元模具放置在低温冷库或低温加工车间内自然冻结,低温冷库或低温加工车间温度控制在零下20度至零下30度,降温时通过搅拌棒对液体复合材料水进行搅拌,降温时间为48小时;

步骤三:连接网状结构:将降温成型后的连接单元在单元模具内取出,并通过多个绳子机构将多个连接单元依次连接,水平方向的每个绳子依次穿过对应的多个第一pvc管,竖直方向设置的绳子依次穿过多个第二pvc管,使多个连接单元并排平行构成网状结构;

步骤四:铺设网状结构:将网状结构放置在温度为零下10度至零下30度的环境中,将连接后的网状结构铺设在充气膜上方,网状结构的两侧锚固安装在地面上,向通过风机对充气膜进行充气,完成对网状结构铺的顶升,充气膜充气完成后使相邻两个连接单元的侧面接触,充气完成后的网状结构呈拱形设置;

步骤五:填充复合材料块体:向拱形设置的网状结构缝隙中填充复合材料块体,使网状结构的空隙处填满复合材料块体;

步骤六:喷洒液体复合材料水:向拱形设置的网状结构和填充的复合材料块体均匀喷洒液体复合材料水,并使喷撒的液体复合材料水与网状结构结合,喷撒后的液体复合材料凝固在网状结构上组成拱形体,使喷撒后拱形体的厚度达到预制拱形体的厚度,停止喷撒,经过48小时后排出充气膜的气体,对充气膜内部进行降压,每半小时下降50MPa,充气膜内气压达10MPa时撤掉拱形体内的充气膜,使充气膜与拱形体分离;

步骤七:向拱形体内弧面喷撒复合材料水;向拱形体内弧面均匀喷撒复合材料水,使拱形体内弧面光滑厚度均匀,使向拱形体内弧面在冷环境下冷冻48小时;

步骤八:表面处理;通过人工对拱形体内弧面和外弧面进行人工打磨处理,是打磨处理后的拱形体表面光滑,进而完成冰结构施工。

2.根据权利要求1所述一种拱形冰结构施工方法,其特征在于:步骤一中无盖的长方形箱体是由两个对称的半部无盖的长方形箱体组成一个无盖的长方形箱体。

3.根据权利要求2所述一种拱形冰结构施工方法,其特征在于:两个对称的半部无盖的长方形箱体的外部套设有一个套箍,套箍套设在无盖的长方形箱体的侧壁上,苯板设置在套箍外部,两个对称的半部无盖的长方形箱体连接处涂油凡士林。

4.根据权利要求1所述一种拱形冰结构施工方法,其特征在于:液体复合材料水是由水和纤维增强材料混合组成的,纤维增强材料与水的质量比为1%-2%,纤维增强材料包括木屑、木浆或竹浆中的一种或两种混合。

说明书 :

一种拱形冰结构施工方法

技术领域

[0001] 本发明涉一种冰结构施工方法,特别是一种拱形冰结构施工方法。

背景技术

[0002] 冰、雪作为建筑材料,有着易于取材、材料环保可持续等特点。但目前,冰雪结构的建造大多以砌筑式为主,一方面,砌筑式的建造形式较为繁琐,使得结构施工周期较长;另一方面限制了结构跨度、高度,使得结构形态较为单一。

发明内容

[0003] 本发明的目的是为了解决冰建筑施工周期长,冰建筑限制了结构跨度、高度,使得结构形态单一的问题,设计了一种拱形冰结构施工方法。
[0004] 实现上述目的本发明的技术方案为,所述方法是按照以下方法操作的:
[0005] 步骤一:制作连接单元模具:单元模具为无盖的长方形箱体,无盖的长方形箱体的腔内尺寸的长为100mm,无盖的长方形箱体的腔内尺寸的宽为50mm,无盖的长方形箱体的腔内尺高的长为30mm;
[0006] 步骤二:制作连接单元:连接单元模具水平放置,连接单元模具内放入两个第一pvc管和一个第二pvc管,两个第一pvc管平行设置在单元模具内,每个第一pvc管至连接单元模具底端的距离和连接单元模具顶端的距离相等,第二pvc管垂直两个第一pvc管并靠近两个第一pvc管放置在单元模具内,向连接单元模具内注入液体复合材料水,在连接单元模具外侧壁四周及单元模具的底板设有苯板,连接单元模具放置在低温冷库或低温加工车间内自然冻结,低温冷库或低温加工车间温度控制在零下20度至零下30度,降温时通过搅拌棒对液体复合材料水进行搅拌,降温时间为48小时;
[0007] 步骤三:连接网状结构:将降温成型后的连接单元在单元模具内取出,并通过多个绳子机构将多个连接单元依次连接,水平方向的每个绳子依次穿过对应的多个第一pvc管,竖直方向设置的绳子依次穿过多个第二pvc管,使多个连接单元并排平行构成网状结构;
[0008] 步骤四:铺设网状结构:将网状结构放置在温度为零下10度至零下30度的环境中,将连接后的网状结构铺设在充气膜上方,网状结构的两侧锚固安装在地面上,向通过风机对充气膜进行充气,完成对网状结构铺的顶升,充气膜充气完成后使相邻两个连接单元的侧面接触,充气完成后的网状结构呈拱形设置;
[0009] 步骤五:填充复合材料块体:向拱形设置的网状结构缝隙中填充复合材料块体,使网状结构的空隙处填满复合材料块体;
[0010] 步骤六:喷洒液体复合材料水:向拱形设置的网状结构和填充的复合材料块体均匀喷洒液体复合材料水,并使喷撒的液体复合材料水与网状结构结合,喷撒后的液体复合材料凝固在网状结构上组成拱形体,使喷撒后拱形体的厚度达到预制拱形体的厚度,停止喷撒,经过48小时后排出充气膜的气体,对充气膜内部进行降压,每半小时下降50MPa,充气膜内气压达10MPa时撤掉拱形体内的充气膜,使充气膜与拱形体分离;
[0011] 步骤七:向拱形体内弧面喷撒复合材料水;向拱形体内弧面均匀喷撒复合材料水,使拱形体内弧面光滑厚度均匀,使向拱形体内弧面在冷环境下冷冻48小时;
[0012] 步骤八:表面处理;通过人工对拱形体内弧面和外弧面进行人工打磨处理,是打磨处理后的拱形体表面光滑,进而完成冰结构施工。

附图说明

[0013] 图1是本发明连接单元的结构示意图;
[0014] 图2是本发明多个连接单元连接网状结构示意图;
[0015] 图3是两个连接单元连接网状结构示意图;
[0016] 图4是多个连接单元连接网状结构设置在充气膜上的示意图;
[0017] 图5是多个网状结构缝隙中填充复合材料块体;、
[0018] 图6是多个网状结构外弧面喷撒液体复合材料水后示意图;
[0019] 图7是多个网状结构内弧面喷撒液体复合材料水后示意图;
[0020] 图8是本发明加工完成后示意图。

具体实施方式

[0021] 具体实施方式一,说明本实施方式所述一种拱形冰结构施工方法,所述方法是按照以下方法操作的:
[0022] 步骤一:制作连接单元模具:单元模具为无盖的长方形箱体,无盖的长方形箱体的腔内尺寸的长为100mm,无盖的长方形箱体的腔内尺寸的宽为50mm,无盖的长方形箱体的腔内尺高的长为30mm;
[0023] 步骤二:制作连接单元:连接单元模具水平放置,连接单元模具内放入两个第一pvc管和一个第二pvc管,两个第一pvc管平行设置在单元模具内,每个第一pvc管至连接单元模具底端的距离和连接单元模具顶端的距离相等,第二pvc管垂直两个第一pvc管并靠近两个第一pvc管放置在单元模具内,向连接单元模具内注入液体复合材料水,在连接单元模具外侧壁四周及单元模具的底板设有苯板,连接单元模具放置在低温冷库或低温加工车间内自然冻结,低温冷库或低温加工车间温度控制在零下20度至零下30度,降温时通过搅拌棒对液体复合材料水进行搅拌,降温时间为48小时;
[0024] 步骤三:连接网状结构:将降温成型后的连接单元在单元模具内取出,并通过多个绳子机构将多个连接单元依次连接,水平方向的每个绳子依次穿过对应的多个第一pvc管,竖直方向设置的绳子依次穿过多个第二pvc管,使多个连接单元并排平行构成网状结构;
[0025] 步骤四:铺设网状结构:将网状结构放置在温度为零下10度至零下30度的环境中,将连接后的网状结构铺设在充气膜上方,网状结构的两侧锚固安装在地面上,向通过风机对充气膜进行充气,完成对网状结构铺的顶升,充气膜充气完成后使相邻两个连接单元的侧面接触,充气完成后的网状结构呈拱形设置;
[0026] 步骤五:填充复合材料块体:向拱形设置的网状结构缝隙中填充复合材料块体,使网状结构的空隙处填满复合材料块体;
[0027] 步骤六:喷洒液体复合材料水:向拱形设置的网状结构和填充的复合材料块体均匀喷洒液体复合材料水,并使喷撒的液体复合材料水与网状结构结合,喷撒后的液体复合材料凝固在网状结构上组成拱形体,使喷撒后拱形体的厚度达到预制拱形体的厚度,停止喷撒,经过48小时后排出充气膜的气体,对充气膜内部进行降压,每半小时下降50MPa,充气膜内气压达10MPa时撤掉拱形体内的充气膜,使充气膜与拱形体分离;
[0028] 步骤七:向拱形体内弧面喷撒复合材料水;向拱形体内弧面均匀喷撒复合材料水,使拱形体内弧面光滑厚度均匀,使向拱形体内弧面在冷环境下冷冻48小时;
[0029] 步骤八:表面处理;通过人工对拱形体内弧面和外弧面进行人工打磨处理,是打磨处理后的拱形体表面光滑,进而完成冰结构施工。
[0030] 本实施方式中连接单元模具是由铁质材料制成、木质材料制成或PVC材料中任意一种材料制成的连接单元模具。
[0031] 具体实施方式二,说明本实施方式所述一种拱形冰结构施工方法,所述方法是按照以下方法操作的:步骤一中无盖的长方形箱体是由两个对称的半部无盖的长方形箱体组成一个无盖的长方形箱体,其它操作方法与具体实施方式一相同。
[0032] 具体实施方式三,说明本实施方式所述一种拱形冰结构施工方法,所述方法是按照以下方法操作的:两个对称的半部无盖的长方形箱体的外部套设有一个套箍,套箍套设在无盖的长方形箱体的侧壁上,苯板设置在套箍外部,两个对称的半部无盖的长方形箱体连接处涂油凡士林。通过套箍对两个半部无盖的长方形箱体进行固定,套箍为长方形框体,其它操作方法与具体实施方式二相同。
[0033] 本实施方式中两个对称的半部无盖的长方形箱体连接处设有密封条,防止连接处漏水。
[0034] 本实施方式中连接单元模具内壁铺设一整张PE膜材,方便脱模
[0035] 具体实施方式四,说明本实施方式所述一种拱形冰结构施工方法,所述方法是按照以下方法操作的:液体复合材料水是由水和纤维增强材料混合组成的,纤维增强材料与水的质量比为1%-2%,纤维增强材料包括木屑、木浆或竹浆中的一种或两种混合,水中添加一定配比的纤维增强材料,使纯冰材料的力学性能得到较大提升,从而为建造大矢跨比、厚度更薄的冰薄壳结构提供了材料使用基础,节省了施工成本,经过试验得知纤维增强材料与水的质量比大于5%质量比的材料完全无法用泵输送,纤维增强材料与水的质量比为1~2%质量比的复合材料在满足喷射的条件下强度最高,适于现场施工使用。其它操作方法与具体实施方式一相同。