CN102839812B - 一种用于超高层建筑施工的智能型施工平台 - Google Patents

一种用于超高层建筑施工的智能型施工平台 Download PDF

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Abstract

一种用于超高层建筑施工的智能型施工平台,包括支撑连接在剪力墙上的支撑与顶升系统,支撑连接在支撑与顶升系统上的钢框架系统,以及挂在钢框架系统上的模板系统,钢框架系统包括平台面呈矩形的主平台架、处在主平台架四个边处的外框架、设在主平台架下部的挂架和内支撑立柱、以及设在外框架下部的外支撑立柱,支撑与顶升系统由内框支撑及顶升系统和外框支撑与顶升系统组成,内支撑立柱通过内框支撑及顶升系统支撑连接在内剪力墙上,外支撑立柱通过外框支撑与顶升系统支撑连接在外剪力墙上。本施工平台能够方便快捷的进行爬升,对核心筒剪力墙截面变化有较好的适应性,能减少模架系统在核心筒结构施工过程中与钢结构施工、垂直运输设施的冲突。

Description

一种用于超高层建筑施工的智能型施工平台
技术领域
[0001] 本发明涉及建筑施工领域,特别是用于超高层建筑施工的一种智能型施工平台。背景技术
[0002] 在超高层建筑施工领域,现有的顶升模架体系,其支撑立柱通常支撑在核心筒内剪力墙预开的洞口上或核心筒内部混凝土梁上。用于核心筒施工的施工通道一般采用挂架形式悬挂在钢平台下,位于核心筒剪力墙两侧。然而超高层核心筒结构设计中,筒内剪力墙截面变化较大,且塔吊、施工电梯等垂直运输设施一般会布置在核心筒内,因此,传统顶模其支撑立柱会因核心筒内部墙体变化难以找到支撑点,或与塔吊、施工电梯等垂直运输设备发生冲突;且通常核心筒外墙会随层高内缩,传统顶升模架施工通道与墙体安全距离不足;再者由于伸臂桁架层预埋钢构件较大,传统顶模外架影响钢结构施工,核心筒角部大型预埋件也会影响模架体系的爬升,最后传统的模架一般未设置应力监测系统,模架在使用过程中的受力及变形情况难以把控。因此,研究一种能够很好的适应核心筒剪力墙截面变化、方便快捷的实现爬升并能适时的对其受力进行监控的智能型钢平台成为超高层建筑施工中的一个新课题。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种用于超高层建筑施工的智能型施工平台,能够方便快捷的进行爬升,对核心筒剪力墙截面变化有较好的适应性,能减少模架系统在核心筒结构施工过程中与钢结构施工、垂直运输设施的冲突,以及能够适时的监控模架的受力状况。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:一种用于超高层建筑施工的智能型施工平台,包括支撑连接在剪力墙上的支撑与顶升系统,支撑连接在支撑与顶升系统上的钢框架系统,以及挂在钢框架系统上的模板系统,其特征在于:所述钢框架系统包括平台面呈矩形的主平台架、处在主平台架四个边处的外框架、设在主平台架下部的挂架和内支撑立柱、以及设在外框架下部的外支撑立柱。
[0005] 所述支撑与顶升系统由内框支撑及顶升系统和外框支撑与顶升系统组成,所述内支撑立柱通过内框支撑及顶升系统支撑连接在内剪力墙上,所述外支撑立柱通过外框支撑与顶升系统支撑连接在外剪力墙上;
[0006] 所述模板系统挂接在主平台架上。
[0007] 所述主平台架可由若干根纵向与若干根横向相交形成的钢框架主梁构成,每根纵向或横向的钢框架主梁的两端端部均设有伸缩机构总成,钢框架主梁通过伸缩机构总成与所述外框架连接。
[0008] 所述伸缩机构总成包括滑动套接在钢框架主梁端部的大型滑动套、固定连接在大型滑动套上的连接座、固定连接在钢框架主梁上的固定座、以及连接在连接座与固定座之间的动力装置,所述大型滑动套上设有定位耳板,定位耳板通过销轴与所述钢框架主梁上的销孔配合连接,大型滑动套与外框架固定连接。[0009] 所述动力装置可为螺旋式千斤顶或液压油缸。
[0010] 所述外框架的两端端部均设有开合机构,该开合机构包括固定连接在外框架靠外侧位置的承扭立杆、固定连接在外框架靠内侧位置的承拉立杆、以及与承扭立杆铰接连接的可开合架体,所述承扭立杆上下两端各固接一个连接件,所述两个连接件的上表面上各设有一个铰轴,所述两个铰轴与可开合架体末端靠外侧位置的上下两根桁架端头铰接,所述可开合架体末端靠外侧位置的下桁架在所述铰轴处连接有一根直角形转动杆,直角形传动杆的又通过第一手拉葫芦与所述承拉立杆连接。
[0011] 所述可开合架体末端靠内侧位置的上桁架和下桁架的中部各铰接有一个转动钢梁,所述转动钢梁又通过第二手拉葫芦与可开合架体上相邻的横梁连接。
[0012] 所述外框支撑与顶升系统包括上支撑架、下支撑架、连接在上支撑架与下支撑架之间的外顶升油缸、以及固定连接在外剪力墙上的混凝土承力件,所述上支撑架和下支撑架与混凝土承力件配合连接,所述外支撑立柱支撑连接在上支撑架上。
[0013] 所述内框支撑及顶升系统包括上支撑梁、下支撑梁和连接在上支撑梁与下支撑梁之间的内顶升油缸,所述上支撑梁和下支撑梁与内剪力墙上的预留洞口配合,所述内支撑立柱支撑连接在上支撑梁上。
[0014] 所述模板系统包括钢模板和电动葫芦,钢模板通过电动葫芦挂接在主平台架上。
[0015] 在钢框架系统上应力大的位置设置有应力测点,在应力测点设置有监测用于超高层建筑施工的智能型施工平台的受力安全状况用的应力监测系统;在钢框架系统上挠度大的位置设置有平整度测点,在平整度测点设置有监测用于超高层建筑施工的智能型施工平台的整体平整度用的平整度监测系统。
[0016] 与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果:本发明能够方便快捷的进行爬升,对核心筒剪力墙截面变化有较好的适应性,能减少模架系统在核心筒结构施工过程中与钢结构施工、垂直运输设施的冲突,同时能够适时的监控模架的受力状况。
[0017] 本发明的主平台架中的钢框架主梁通过伸缩机构总成与外框架连接,通过控制伸缩机构总成,可以使钢框架主梁与外框架相对移动,由此实现钢框架系统的可变,所以能够很好的适应核心筒剪力墙截面变化;同时,伸缩机构总成的操作非常简便。
[0018] 本发明的钢框架系统上还设置有应力测点和平整度测点,便于钢框架系统的安全监测。
[0019] 本发明在相邻两外框架的角部设置有开合机构,开合机构可实现角部整体开合功能,分层开合功能及局部开合功能,在剪力墙角部截面形式改变或局部有大型预埋件时,打开开合机构,便可避免钢框架系统与预埋件的碰撞,方便施工。
[0020] 本发明在整体爬升的过程中,支撑架与混凝土承力件自动咬合。代替了复杂的人工连接操作,在节省施工费用的同时,缩短了施工的周期。所述混凝土承力件直接设置在核心筒剪力墙上,能保证钢框架系统有较为稳定的支撑点位置。
[0021 ] 本发明可广泛应用于超高层建筑施工中,所述外框支撑与顶升系统和内框支撑及顶升系统中的部件都可以拆卸,能够多次使用,周转率得到了很大的提高,可以降低成本,节约资源。
附图说明[0022] 图1为本发明的示意图。
[0023] 图2为钢框架系统的俯视示意图。
[0024] 图3为伸缩机构总成的主视示意图。
[0025] 图4为图3的俯视示意图。
[0026] 图5为图3中A-A剖面的示意图。
[0027] 图6为开合机构的俯视示意图。
[0028] 图7为开合机构的立体示意图。
[0029] 图8为外框支撑与顶升系统的示意图。
[0030] 图9为内框支撑与顶升系统的示意图。
[0031] 图10为模板系统的示意图。
[0032] 图11为本发明的爬升步骤一的示意图。
[0033] 图12为本发明的爬升步骤二的示意图。
[0034] 图13为本发明的爬升步骤三的示意图。
[0035] 图14为主平台架上的应力测点的位置示意图。
[0036] 图15为外框架上的应力测点的位置示意图。
[0037] 图16为外支撑立柱上的应力测点的位置示意图。
[0038] 图17为钢框架系统上的平整度测点的位置示意图。
[0039] 附图标记:1 一钢框架系统、1.1 一主平台架、1.2 一外框架、1.3 一内支撑立柱、1.4 一外支撑立柱、1.5 一伸缩机构总成、1.51 一大型滑动套、1.52 一连接座、1.53 一固定座、1.54 —动力装置、1.55 —定位耳板、1.56 —销孔、1.6 —开合机构、1.61 —承扭立杆、1.62 一承拉立杆、1.63 一可开合架体、1.64 一连接件、1.65 一铰轴、1.66 一直角形转动杆、
1.67 一第一手拉葫芦、1.68 一转动钢梁、1.69 一第二手拉葫芦、1.7 一挂架;
[0040] 2 一外框支撑与顶升系统、2.1 一上支撑架、2.2 一下支撑架、2.3 一外顶升油缸、
2.4 一混凝土承力件;
[0041] 3 —内框支撑及顶升系统、3.1 一上支撑梁、3.2 一下支撑梁、3.3 —内顶升油缸;
[0042] 4 —模板系统、4.1 —钢模板、4.2 —电动葫芦;
[0043] 5 —内剪力墙、6 —外剪力墙、7 —应力测点、8 —平整度测点、9 一平整度基准点。具体实施方式
[0044] 实施例参见图1、图2,这种用于超高层建筑施工的智能型施工平台,包括支撑连接在剪力墙上的支撑与顶升系统,支撑连接在支撑与顶升系统上的钢框架系统1,以及挂在钢框架系统I上的模板系统4。所述钢框架系统I包括平台面呈矩形的主平台架1.1、处在主平台架四个边处的外框架1.2、设在主平台架下部的挂架1.7和内支撑立柱1.3、以及设在外框架下部的外支撑立柱1.4。所述支撑与顶升系统由内框支撑及顶升系统3和外框支撑与顶升系统2组成,所述内支撑立柱1.3通过内框支撑及顶升系统3支撑连接在内剪力墙5上,所述外支撑立柱1.4通过外框支撑与顶升系统2支撑连接在外剪力墙6上;钢框架系统为刚度大、承载力大的整体,钢框架系统I的顶部为施工平台及材料堆场。
[0045] 参见图2、图10,所述模板系统4挂接在主平台架1.1上,平面位置处于挂架与剪力墙之间,模板系统4包括钢模板4.1和电动葫芦4.2,钢模板4.1通过电动葫芦4.2挂接在主平台架1.1上。电动葫芦可实现钢模板从低层至高层的周转使用。所述钢模板为定制钢模板,逐层交替使用,所述的电动葫芦在钢模板拆除后将钢模板提升至上一层使用。
[0046] 参见图2-5,所述主平台架1.1由若干根纵向与若干根横向相交形成的钢框架主梁构成,纵向及横向交错的钢框架主梁形成钢框架系统的平面骨架,每根纵向或横向的钢框架主梁的两端端部均设有伸缩机构总成1.5 (即外框架与主平台架的相交处设置有伸缩机构总成),钢框架主梁通过伸缩机构总成1.5与所述外框架1.2连接,由此实现了外框架单片滑动的功能,在剪力墙截面内收处,通过滑动使得外框架四周与剪力墙保持一定的安全距离。
[0047] 所述伸缩机构总成1.5包括滑动套接在钢框架主梁端部的大型滑动套1.51、固定连接在大型滑动套1.51上的连接座1.52、固定连接在钢框架主梁上的固定座1.53、以及连接在连接座1.52与固定座1.53之间的动力装置1.54,所述大型滑动套1.51上设有定位耳板1.55,定位耳板1.55通过销轴与所述钢框架主梁上的销孔1.56配合连接,大型滑动套1.51与外框架1.2固定连接。所述动力装置1.54可为螺旋式千斤顶或液压油缸。本实施例中,大型滑动套1.51与钢框架主梁的端部为内外互套的两箱型结构,大型滑动套的左右两侧与外框架连接。伸缩机构总成1.5可带动外框架整体滑动,其滑动时外框支撑与顶升系统2保持原位。
[0048] 参见图2、图6、图7,所述外框架1.2的两端端部均设有开合机构1.6,即相邻两外框架的角部设置有开合机构,该开合机构1.6包括固定连接在外框架1.2靠外侧位置的承扭立杆1.61、固定连接在外框架1.2靠内侧位置的承拉立杆1.62、以及与承扭立杆铰接连接的可开合架体1.63,所述承扭立杆1.61上下两端各固接一个连接件1.64,所述两个连接件1.64的上表面上各设有一个铰轴1.65,所述两个铰轴1.65与可开合架体1.63末端靠外侧位置的上下两根桁架端头铰接,所述可开合架体1.63末端靠外侧位置的下桁架在所述铰轴1.65处连接有一根直角形转动杆1.66,直角形传动杆1.66的又通过第一手拉葫芦
1.67与所述承拉立杆1.62连接。可开合架体通过承扭立杆逐层固定在外框架端部,采用第一手拉葫芦带动连杆(直角形转动杆)的形式传力。
[0049] 所述可开合架体1.63末端靠内侧位置的上桁架和下桁架的中部各铰接有一个转动钢梁1.68,所述转动钢梁1.68又通过第二手拉葫芦1.69与可开合架体1.63上相邻的横梁连接。
[0050] 参见图2、图8,所述外框支撑与顶升系统2包括上支撑架2.1、下支撑架2.2、连接在上支撑架与下支撑架之间的外顶升油缸2.3、以及固定连接在外剪力墙6上的混凝土承力件2.4,所述上支撑架2.1和下支撑架2.2与混凝土承力件2.4配合连接,所述外支撑立柱1.4支撑连接在上支撑架2.1上。本实施例中,混凝土承力件2.4平面布置共八处。
[0051] 所述上支撑架和下支撑架上均安装有可水平滑动的可伸缩装置,所述可伸缩装置包含滑动部件、挂爪箱体、横移动力部件和伸缩支架,所述滑动部件设置在伸缩支架与支撑架横梁的接触面上,所述横移动力部件支设在支撑架的横梁上,所述伸缩支架的外端连接挂爪箱体。
[0052] 所述上支撑架2.1、下支撑架2.2上设有自动咬合装置,上支撑架2.1、下支撑架
2.2可与混凝土承力件2.4实现自动咬合功能(上支撑架及下支撑架可自动咬合在混凝土承力件上)。所述自动咬合装置由挂靴、挂爪和回弹部件组成,所述挂靴焊接在竖向结构的承力件上形成承力键,所述挂爪与挂靴咬合连接,挂爪通过铰轴连接在挂爪箱体上,所述回弹部件连接在挂爪的后端,所述承力件上固定有安全销。
[0053] 参见图2、图9,所述内框支撑及顶升系统3包括上支撑梁3.1、下支撑梁3.2和连接在上支撑梁与下支撑梁之间的内顶升油缸3.3,所述上支撑梁3.1和下支撑梁3.2与内剪力墙5上的预留洞口配合,所述内支撑立柱1.3支撑连接在上支撑梁3.1上。
[0054] 钢框架系统整体顶升时,外框支撑与顶升系统2与内框支撑及顶升系统3同时同步进行,确保了钢框架整体的平稳度,在钢框架系统顶升过程中出现微小偏差的情况下,夕卜框支撑与顶升系统还可自动纠偏。
[0055] 参见图14-16,在钢框架系统I上应力大的位置设置有应力测点7,在应力测点7设置有监测用于超高层建筑施工的智能型施工平台的受力安全状况用的应力监测系统。参见图17,在钢框架系统I上挠度大的位置设置有平整度测点8,在平整度测点8设置有监测用于超高层建筑施工的智能型施工平台的整体平整度用的平整度监测系统,图中用于超高层建筑施工的智能型施工平台的中心处为平整度基准点9。设置应力测点7及平整度测点8,可监测钢框架系统各受力点是否同时受力,并适时的监测钢框架系统的变形等信息,便于对钢框架系统的安全进行监控。
[0056] 参见图、图11-13,这种用于超高层建筑施工的智能型施工平台的爬升流程如下:步骤一,剪力墙施工完成一层后,钢框架系统处于施工时的位置;步骤二,松开上支撑架及上支撑梁的固定装置、外顶升油缸和内顶升油缸分别顶升上支撑架及上支撑梁到上一层,然后固定;步骤三,收缩外顶升油缸和内顶升油缸,提升下支撑架及下支撑梁到上支撑架及上支撑梁原位置后固定,至此,一次爬升完成。
[0057] 参见图6、图7,所述开合机构6的操作方法,其中包括:步骤一:准备工作就绪后,拆除可开合架体上面的物料及走道板,将可开合架体与承扭立杆连接,并连接第一手拉葫芦和第二手拉葫芦;步骤二:在6°转动角范围内,转动可开合架体,检查可开合架体的稳定性;步骤三:确认可开合架体稳定后,将可开合架体旋转60°,将第一手拉葫芦和第二手拉葫芦回复至原位;步骤四:若转动不到位,继续旋转可开合架体至120°,之后,再次将第一手拉葫芦和第二手拉葫芦回复至原位;步骤五:转动仍不到位,继续旋转可开合架体至180°,还将第一手拉葫芦和第二手拉葫芦回复至原位,并将可开合架体临时固定,进行其他操作或施工;步骤六:参照步骤一至步骤五,按相反顺序将可开合架体旋转回至初始位直,并固定。
[0058] 以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本实发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于超高层建筑施工的智能型施工平台,包括支撑连接在剪力墙上的支撑与顶升系统,支撑连接在支撑与顶升系统上的钢框架系统(I ),以及挂在钢框架系统(I)上的模板系统(4),其特征在于: 所述钢框架系统(I)包括平台面呈矩形的主平台架(1.1)、处在主平台架四个边处的外框架(1.2)、设在主平台架下部的挂架(1.7)和内支撑立柱(1.3)、以及设在外框架下部的外支撑立柱(1.4); 所述支撑与顶升系统由内框支撑及顶升系统(3)和外框支撑与顶升系统(2)组成,所述内支撑立柱(1.3)通过内框支撑及顶升系统(3)支撑连接在内剪力墙(5)上,所述外支撑立柱(1.4)通过外框支撑与顶升系统(2)支撑连接在外剪力墙(6)上; 所述模板系统(4)挂接在主平台架(1.1)上; 所述主平台架(1.0由若干根纵向与若干根横向相交形成的钢框架主梁构成,每根纵向或横向的钢框架主梁的两端端部均设有伸缩机构总成(1.5),钢框架主梁通过伸缩机构总成(1.5)与所述外框架(1.2)连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于超高层建筑施工的智能型施工平台,其特征在于:所述伸缩机构总成(1.5)包括滑动套接在钢框架主梁端部的大型滑动套(1.51)、固定连接在大型滑动套(1.51)上的连接座(1.52)、固定连接在钢框架主梁上的固定座(1.53)、以及连接在连接座(1.52)与固定座(1.53)之间的动力装置(1.54),所述大型滑动套(1.51)上设有定位耳板(1.55),定位耳板(1.55)通过销轴与所述钢框架主梁上的销孔(1.56)配合连接,大型滑动套(1.51)与外框架(1.2)固定连接。
3.根据权利要求 2所述的一种用于超高层建筑施工的智能型施工平台,其特征在于:所述动力装置(1.54)为螺旋式千斤顶或液压油缸。
4.根据权利要求1所述的一种用于超高层建筑施工的智能型施工平台,其特征在于:所述外框架(1.2)的两端端部均设有开合机构(1.6),该开合机构(1.6)包括固定连接在外框架(1.2)靠外侧位置的承扭立杆(1.61 )、固定连接在外框架(1.2)靠内侧位置的承拉立杆(1.62)、以及与承扭立杆铰接连接的可开合架体(1.63),所述承扭立杆(1.61)上下两端各固接一个连接件(1.64),所述两个连接件(1.64)的上表面上各设有一个铰轴(1.65),所述两个铰轴(1.65)与可开合架体(1.63)末端靠外侧位置的上下两根桁架端头铰接,所述可开合架体(1.63)末端靠外侧位置的下桁架在所述铰轴(1.65)处连接有一根直角形转动杆(1.66),直角形传动杆(1.66)又通过第一手拉葫芦(1.67)与所述承拉立杆(1.62)连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于超高层建筑施工的智能型施工平台,其特征在于:所述可开合架体(1.63)末端靠内侧位置的上桁架和下桁架的中部各铰接有一个转动钢梁(1.68),所述转动钢梁(1.68)又通过第二手拉葫芦(1.69)与可开合架体(1.63)上相邻的横梁连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于超高层建筑施工的智能型施工平台,其特征在于:所述外框支撑与顶升系统(2)包括上支撑架(2.1)、下支撑架(2.2)、连接在上支撑架与下支撑架之间的外顶升油缸(2.3)、以及固定连接在外剪力墙(6)上的混凝土承力件(2.4),所述上支撑架(2.1)和下支撑架(2.2)与混凝土承力件(2.4)配合连接,所述外支撑立柱(1.4)支撑连接在上支撑架(2.1)上。
7.根据权利要求1所述的一种用于超高层建筑施工的智能型施工平台,其特征在于:所述内框支撑及顶升系统(3)包括上支撑梁(3.1)、下支撑梁(3.2)和连接在上支撑梁与下支撑梁之间的内顶升油缸(3.3),所述上支撑梁(3.1)和下支撑梁(3.2)与内剪力墙(5)上的预留洞口配合,所述内支撑立柱(1.3)支撑连接在上支撑梁(3.1)上。
8.根据权利要求1所述的一种用于超高层建筑施工的智能型施工平台,其特征在于:所述模板系统(4)包括钢模板(4.1)和电动葫芦(4.2),钢模板(4.1)通过电动葫芦(4.2)挂接在主平台架(1.1)上。
9.根据权利要求1所述的一种用于超高层建筑施工的智能型施工平台,其特征在于:在钢框架系统(I)上应力大的位置设置有应力测点(7),在应力测点(7)设置有监测智能型施工平台的受力安全状况用的应力监测系统;在钢框架系统(I)上挠度大的位置设置有平整度测点(8),在平整度测点(8)设置有监测智能型施工平台的整体平整度用的平整度监测系统。
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