本發(fā)明涉及裝配式拱頂，特別是涉及一種三維曲面磚拱拼接單元、三維曲面拱頂系統(tǒng)及制作方法。

背景技術：

1、現(xiàn)有的三維曲面磚拱系統(tǒng)主要以燒結磚砌筑的方式來實現(xiàn)。需要精確的測量和精細的砌筑技術，以確保磚砌的精度和結構的完整性。此外，在砌筑過程中，還需要注意磚砌的緊密程度，以確保磚砌的牢固性。以砌筑方式來實現(xiàn)的三維曲面磚拱，整體質(zhì)量大、空間尺度受限、邊界受力需額外加固。

2、現(xiàn)有的三維曲面磚拱系統(tǒng)也存在以干掛系統(tǒng)來實現(xiàn)。在干掛系統(tǒng)中每塊磚均需金屬件與龍骨相連，構件多，整體重量較大。為實現(xiàn)完美曲面，需高精度細分，模塊小、數(shù)量多、造價高。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種三維曲面磚拱拼接單元、三維曲面拱頂系統(tǒng)及制作方法，以解決上述現(xiàn)有技術存在的問題，結構簡單、施工便捷、整體性好、曲面平滑、精度高、自重輕、有效降低成本。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、本發(fā)明提供了一種三維曲面磚拱拼接單元，包括：三維曲面磚拱本體、多個軟性連接件和龍骨框架，所述三維曲面磚拱本體包括三維曲面磚體和uhpc高強度混凝土澆筑體，所述三維曲面磚體為多個磚體拼砌而成的三維曲面，且各所述磚體之間設置有填充間隔，所述uhpc高強度混凝土澆筑體用于一體澆筑于所述三維曲面磚體的外側和各所述填充間隔；各所述軟性連接件的底端埋設固定于所述三維曲面磚拱本體的頂部；所述龍骨框架的頂部用于與混凝土主體結構連接，所述龍骨框架的底部用于與各所述軟性連接件遠離所述三維曲面磚拱本體的一端連接。

4、優(yōu)選的，所述磚體的外側設置有u型燕尾槽，所述u型燕尾槽與所述填充間隔連通，所述u型燕尾槽包括第一豎槽、第二豎槽和橫槽，所述橫槽設置于所述磚體一側的底部且與所述磚體的底面連通，所述第一豎槽的底部與所述橫槽的一端連通，另一端與所述磚體的頂面連通，所述第二豎槽的底部與所述橫槽遠離所述第一豎槽的一端連通，另一端與所述磚體的頂面連通。

5、優(yōu)選的，所述uhpc高強度混凝土澆筑體包括第一澆筑體、第二澆筑體和第三澆筑體，所述第一澆筑體、所述第二澆筑體和所述第三澆筑體一體澆筑形成且均為澆筑uhpc高強度混凝土而成，所述第一澆筑體設置于所述填充間隔內(nèi)以將相鄰的所述磚體進行連接，所述第二澆筑體澆筑于所述u型燕尾槽內(nèi)，所述第三澆筑體澆筑于所述三維曲面磚體外側。

6、優(yōu)選的，所述第三澆筑體的厚度為20-30mm。

7、優(yōu)選的，還包括多個uhpc加強包裹件和多個連接螺栓，所述軟性連接件的頂部設置有連接孔，所述uhpc加強包裹件澆筑包裹于所述軟性連接件凸出所述uhpc高強度混凝土澆筑體的部分且與所述uhpc高強度混凝土澆筑體相融固定連接，所述連接螺栓穿過所述連接孔與所述龍骨框架固定連接，所述連接孔的直徑大于所述連接螺栓的直徑。

8、優(yōu)選的，所述龍骨框架為雙向的方鋼管焊接而成。

9、優(yōu)選的，還包括多個金屬吊桿，所述金屬吊桿的底端用于與所述龍骨框架固定連接，所述金屬吊桿的頂端用于與所述混凝土主體結構固定連接。

10、優(yōu)選的，所述金屬吊桿的頂端與所述混凝土主體的連接方式為穿結構板固定、預埋件焊接固定或者后置膨脹螺栓固定。

11、本發(fā)明還提供了一種三維曲面拱頂系統(tǒng)，包括多個如上任一項所述的三維曲面磚拱拼接單元。

12、本發(fā)明還提供了一種如上所述的三維曲面拱頂系統(tǒng)的制作方法，包括以下步驟：

13、s1：在構件廠的水平場地內(nèi)鋪設大模具底板，在大模具底板上搭建cnc雕刻的筋板形成模具；

14、s2、在所述模具上按設計的排磚方案拼砌各所述磚體，相鄰的所述磚體之間固定橡膠條以使各所述磚體之間形成填充間隔；

15、s3、預埋軟性連接件，在所述磚體遠離所述模具的一側及各所述磚體之間逐層澆筑uhpc高強度混凝土形成所述uhpc高強度混凝土澆筑體；

16、s4、將所述軟性連接件連與龍骨鋼架進行連接；

17、s5、在所述uhpc高強度混凝土澆筑體完全凝固后，吊起龍骨鋼架進行脫模，脫模后去除橡膠條，清理所述磚體表面的漏漿；

18、s6、將完成的三維曲面磚拱拼接單元運輸?shù)叫枰惭b的位置，將所述龍骨框架與所述混凝土結構主體進行連接。

19、本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術取得了以下技術效果：

20、本發(fā)明提供了一種三維曲面磚拱拼接單元、三維曲面拱頂系統(tǒng)及制作方法，包括多個砌體拼砌形成三維曲面磚體，并通過在各砌體之間的填充間隔和砌體的外側進行澆筑uhpc高強度混凝土形成uhpc高強度混凝土澆筑體，從而通過uhpc高強度混凝土澆筑體將各個砌體連接成一個整體形成三維曲面磚拱本體，將三維曲面磚拱本體通過多個軟性連接件與龍骨框架進行連接，再將龍骨框架與混凝土主體結構進行連接，結構簡單，整體性更好，施工更為便捷，曲面平滑、精度高、自重輕，有效降低成本。

技術特征：

1.一種三維曲面磚拱拼接單元，其特征在于：包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的三維曲面磚拱拼接單元，其特征在于：所述磚體的外側設置有u型燕尾槽，所述u型燕尾槽與所述填充間隔連通，所述u型燕尾槽包括第一豎槽、第二豎槽和橫槽，所述橫槽設置于所述磚體一側的底部且與所述磚體的底面連通，所述第一豎槽的底部與所述橫槽的一端連通，另一端與所述磚體的頂面連通，所述第二豎槽的底部與所述橫槽遠離所述第一豎槽的一端連通，另一端與所述磚體的頂面連通。

3.根據(jù)權利要求2所述的三維曲面磚拱拼接單元，其特征在于：所述uhpc高強度混凝土澆筑體包括第一澆筑體、第二澆筑體和第三澆筑體，所述第一澆筑體、所述第二澆筑體和所述第三澆筑體一體澆筑形成且均為澆筑uhpc高強度混凝土而成，所述第一澆筑體澆筑于所述填充間隔內(nèi)以將相鄰的所述磚體進行連接，所述第二澆筑體澆筑于所述u型燕尾槽內(nèi)，所述第三澆筑體澆筑于所述三維曲面磚體外側。

4.根據(jù)權利要求3所述的三維曲面磚拱拼接單元，其特征在于：所述第三澆筑體的厚度為20-30mm。

5.根據(jù)權利要求1所述的三維曲面磚拱拼接單元，其特征在于：還包括多個uhpc加強包裹件和多個連接螺栓，所述uhpc加強包裹件澆筑包裹于所述軟性連接件凸出所述uhpc高強度混凝土澆筑體的部分且與所述uhpc高強度混凝土澆筑體相融固定連接，所述軟性連接件的頂部設置有連接孔，所述連接螺栓穿過所述連接孔與所述龍骨框架固定連接，所述連接孔的直徑大于所述連接螺栓的直徑。

6.根據(jù)權利要求1所述的三維曲面磚拱拼接單元，其特征在于：所述龍骨框架為雙向的方鋼管焊接而成。

7.根據(jù)權利要求5所述的三維曲面磚拱拼接單元，其特征在于：還包括多個金屬吊桿，所述金屬吊桿的底端用于與所述龍骨框架固定連接，所述金屬吊桿的頂端用于與所述混凝土主體結構固定連接。

8.根據(jù)權利要求7所述的三維曲面磚拱拼接單元，其特征在于：所述金屬吊桿的頂端與所述混凝土主體的連接方式為穿結構板固定、預埋件焊接固定或者后置膨脹螺栓固定。

9.一種三維曲面拱頂系統(tǒng)，其特征在于：包括多個如權利要求1~8任一項所述的三維曲面磚拱拼接單元。

10.一種如權利要求9所述的三維曲面拱頂系統(tǒng)的制作方法，其特征在于：包括以下步驟：

技術總結
本發(fā)明公開了一種三維曲面磚拱拼接單元、三維曲面拱頂系統(tǒng)及制作方法，涉及裝配式拱頂技術領域，包括：三維曲面磚拱本體、多個軟性連接件和龍骨框架，三維曲面磚拱本體包括三維曲面磚體和UHPC高強度混凝土澆筑體，三維曲面磚體為多個磚體拼砌而成的三維曲面，各磚體之間設置有填充間隔，UHPC高強度混凝土澆筑體用于一體澆筑于三維曲面磚體的外側和各填充間隔；各軟性連接件的底端埋設固定于三維曲面磚拱本體的頂部，頂端用于與龍骨框架的底部連接；龍骨框架的頂部用于與混凝土主體結構連接，本發(fā)明對磚體進行UHPC高強度混凝土澆筑反打形成裝配式預制件，結構簡單、施工便捷、整體性好、曲面平滑、精度高、自重輕、有效降低成本。

技術研發(fā)人員：方云飛,梁增賢,張偉,胡勇,張冬旭
受保護的技術使用者：清華大學建筑設計研究院有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6