CN104074348B - 一种筒仓仓顶桁架平台下降系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种筒仓仓顶桁架平台下降系统及其控制方法，其中下降系统包括环链电动葫芦和控制各环链电动葫芦同步联动或独立分动的控制器，各环链电动葫芦的环链末端穿过筒仓仓顶与桁架平台的外围边缘相连接，在桁架平台顶部中心设有空间测量器，在筒仓仓顶底部中心设有激光发射器，通过控制器实现各环链电动葫芦的同步联动和独立分动，同时通过相互对应的空间测量器和激光发射器，对桁架平台下降过程中倾斜方向、倾斜角度及偏移距离等相关测量参数进行实时监控，在确保桁架平台整体式同步下降的同时可以进行局部微调，从而实现其安全、平稳、快速下降，彻底解决了其下降拆除施工难题。

Description

一种筒仓仓顶桁架平台下降系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，特别涉及一种筒仓仓顶桁架平台下降系统及其控制方法。

背景技术

筒仓是储存粮食、饲料、煤炭、水泥和矿石等松散固体的立式容器，它具有节约仓储用地、有利于实行装卸机械化和自动化、减少物料损耗和降低粉尘对环境的污染等特点，广泛用于工农业生产和储运部门。其中钢筋混凝土圆形筒仓是目前应用最广的大容量仓型，按高径比（储粮高度与仓内径之比），大于或等于1.5时为深仓（或立筒仓），小于1.5时为浅仓（或浅园仓）。浅圆仓通常为独立仓，每个仓直径可达18米以上，高度可达35米以上，仓容量可达1万吨以上，仓顶设置有栈桥和各种输送、通风等设备，荷载较重，仓顶板一般采用圆台形现浇钢筋混凝土结构。

其中，仓顶板的施工成型方法通常有两种：一种是按照传统的高支模施工工艺，从地面或仓底板起，搭设满堂红脚手架，然后在脚手架上支模、绑扎钢筋和浇注仓顶板混凝土。该方法由于脚手架搭设高度大（一般30米以上），整体刚度较小，变形较大，稳定性较差，存在施工安全风险。同时，搭设和拆除满堂红脚手架费时费力，导致施工进度缓慢，工期长。此外，需要大量的脚手架材料，施工成本也较大。

另外一种仓顶板的施工成型方法是利用仓顶桁架平台4，在桁架平台4上直接进行支模施工（如图1所示），桁架平台4可以是专门为仓顶板施工而特制的，这种桁架平台整体刚度大，变形小，稳定性好，施工安全可靠。由于无需搭设满堂红脚手架，施工速度快，虽然桁架平台的一次性投入较大，但可以多次周转使用，分次摊销，其施工成本并不会有大的增加。因此，这种方法将获得越来越广泛的应用。

通过仓顶桁架平台4成型仓顶板后，处于高空的桁架平台4必须及时拆除，这是施工的关键环节，拆除的方法有多种，目前常用的方法是在仓顶板施工时预留若干个降模孔6（如图2），在每个降模孔6上安装手动葫芦等起重装置，采用整体式下降方法，将桁架降下来再拆除。此方法在操作时，一般是通过一个总指挥，用吹口哨的方式，指挥大家同时分别操作各自的手动葫芦。由于人工操控具有启动时间先后、操控时间长短、手拉链轮用力大小和速度快慢等差异，同步性较差，桁架平台4下降过程中的均衡性和稳定也较差，经常出现桁架平台4跑偏和倾斜而需紧急暂停（如图3），进行局部调整，操控很繁杂，劳动强度很大，桁架下降过程非常缓慢。目前也有人采用若干卷扬机组成机组，每台卷扬机通过滑轮组合代替多个手动葫芦。这种方法虽然可以减轻操作人员劳动强度，但由于各台卷扬机之间的操控还是相对独立的，还是通过一个总指挥用吹口哨的方式指挥大家，没有从根本上解决桁架平台下降过程中的同步性和均衡性问题。

桁架平台下降过程中，一旦出现下降不同步，各吊点受力也会出现变化，导致整个桁架平台倾斜而跑偏；由于桁架平台与仓内壁的空隙是有限的，倾斜和跑偏的桁架平台可能会碰撞到仓内壁，并刮伤仓内壁，严重情况下甚至出现桁架倾翻等事故。所以桁架平台下降过程必须均衡、平稳、同步、可控。

因此，寻找一个技术可行、施工安全、工艺简单、操控轻松、快速有效的桁架平台下降系统及其控制方法，具有现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种安全、快速、有效、可靠的筒仓仓顶桁架平台下降系统及其控制方法，以使桁架平台下降平稳可控。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种筒仓仓顶桁架平台下降系统，用于控制位于筒仓仓顶的桁架平台平稳安全下降，其特征在于：包括沿仓顶环向间隔连续布置的环链电动葫芦和控制各环链电动葫芦同步联动或独立分动的控制器，各所述环链电动葫芦的环链末端穿过筒仓仓顶与桁架平台的外围边缘相连接，在所述桁架平台顶部中心设有用以测量下降过程中桁架平台倾斜方向和倾斜角度的空间测量器，在所述筒仓仓顶底部中心设有与空间测量器对准的激光发射器。

进一步作为本发明桁架平台下降系统的改进，所述空间测量器包括平板和转动连接于平板中心的立板，所述立板的横截面呈箭头状，在所述平板的上表面标示有用以表示空间测量器倾斜方向的360°周角刻度线和表示空间测量器水平方向偏移距离的刻度圈，在所述立板侧面中心铰接有一指针，在所述立板侧面标示有用以表示空间测量器倾斜角度的弧形刻度线，所述平板固定连接在桁架平台顶部的平面上，当桁架平台平稳下降时，所述激光发射器的激光光点与平板上360°周角刻度线的中心对准。

进一步作为本发明桁架平台下降系统的改进，在所述桁架平台上临近空间测量器设有第一电子摄像头以观察空间测量器的倾斜角度和倾斜方向，在所述筒仓仓顶设有第二电子摄像头以观察桁架平台整体下降姿态。

为解决上述技术问题所配套采用的另一技术方案：一种筒仓仓顶桁架平台下降控制方法，包括以下步骤：

（1）、在筒仓仓顶沿环向间隔连续预留有多个降模孔，在各所述降模孔处设置有环链电动葫芦，各所述环链电动葫芦的环链穿过各降模孔与下方的桁架平台相连接；

（2）、同步对称割除仓壁上用于支撑桁架平台的各支撑牛腿；

（3）、控制器控制各环链电动葫芦同步联动，通过各所述环链电动葫芦同步带动桁架平台下降；

（4）、通过所述第一电子摄像头和第二电子摄像头监控桁架平台下降状态，当所述桁架平台出现偏移或倾斜，各环链电动葫芦停止动作，桁架平台暂停下降；

（5）、控制器控制各环链电动葫芦实现独立分动，其中若干所述环链电动葫芦单独开始动作，拉动桁架平台使其恢复呈水平状态；

（6）、重复步骤（3）~（5），直至将桁架平台下降至可拆卸的最低处。

进一步作为本发明桁架平台下降控制方法的改进，步骤（4）中，通过所述空间测量器测量桁架平台的倾斜方向和倾斜角度，通过所述激光发射器与空间测量器配合测量桁架平台水平方向的的偏移距离。

有益效果：本发明筒仓仓顶桁架平台下降系统及其控制方法，通过设置环链电动葫芦和与各环链电动葫芦连接的控制器，实现各环链电动葫芦的同步联动和独立分动，同时通过相互对应的空间测量器和激光发射器，对桁架平台下降过程中的空中姿态和倾斜方向、倾斜角度等相关测量参数进行实时监控，在确保桁架平台整体式同步下降的同时可以进行局部微调，从而实现其安全、平稳、快速下降，彻底解决了其下降拆除施工难题。本发明摒弃了传统的人工操控手动葫芦的下降方法，改为通过控制器、激光发射器、空间测量器自动实现环链电动葫芦的同步联动和独立分动，因此，它不仅发展和完善了该领域的施工方法，也具有巨大的经济效益和重要的现实意义。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；

图1为现有中通过桁架平台施工成型仓顶板的示意图；

图2为现有中筒仓仓顶预留的降模孔平面示意图；

图3为现有中桁架平台下降过程中出现偏移和倾斜的示意图；

图4为本发明桁架平台下降系统中空间测量器的主视图；

图5为本发明桁架平台下降系统中空间测量器的侧视图；

图6为本发明桁架平台下降系统中空间测量器的俯视图；

图7为桁架平台下降过程中处于水平状态的示意图；

图8为图7中A处的放大示意图；

图9为图7中B处的放大示意图；

图10为桁架平台下降过程中出现偏移和倾斜的示意图；

图11为图10中C处的放大示意图；

图12为图10中D处的放大示意图。

具体实施方式

参照图4至图12，本发明一种筒仓仓顶桁架平台下降系统，包括沿仓顶环向间隔连续布置的环链电动葫芦7和控制各环链电动葫芦7同步联动或独立分动的控制器，各环链电动葫芦7的环链末端穿过筒仓仓顶与桁架平台4的外围边缘相连接，在桁架平台4顶部中心设有用以测量下降过程中桁架平台4倾斜方向和倾斜角度的空间测量器8，在筒仓仓顶底部中心设有与空间测量器8对准的激光发射器9。

本发明一种筒仓仓顶桁架平台下降控制方法，包括以下步骤：

（1）、在筒仓仓顶沿环向间隔连续预留有多个降模孔6，在各所述降模孔6处设置有环链电动葫芦7，各环链电动葫芦7的环链穿过各降模孔6与下方的桁架平台4相连接；

（2）、同步对称割除仓壁1上用于支撑桁架平台4的各支撑牛腿5；

（3）、控制器控制各环链电动葫芦7同步联动，通过各环链电动葫芦7同步带动桁架平台4下降；

（4）、通过第一电子摄像头10和第二电子摄像头11监控桁架平台4下降状态，当桁架平台4出现偏移或倾斜，各环链电动葫芦7停止动作，桁架平台4暂停下降；

（5）、控制器控制各环链电动葫芦7实现独立分动，其中若干环链电动葫芦7单独开始动作，拉动桁架平台4使其恢复呈水平状态；

（6）、重复步骤（3）~（5），直至将桁架平台4下降至可拆卸的最低处。

通过设置环链电动葫芦7和与各环链电动葫芦7连接的控制器，实现各环链电动葫芦7的同步联动和独立分动，同时通过相互对应的空间测量器8和激光发射器9，对桁架平台4下降过程中的空中姿态和倾斜方向、倾斜角度等相关测量参数进行实时监控，在确保桁架平台4整体式同步下降的同时可以进行局部微调，从而实现其安全、平稳、快速下降，彻底解决了其下降拆除施工难题。本发明摒弃了传统的人工操控手动葫芦的下降方法，改为通过控制器、激光发射器9、空间测量器8自动实现环链电动葫芦7的同步联动和独立分动，因此，它不仅发展和完善了该领域的施工方法，也具有巨大的经济效益和重要的现实意义。

其中，空间测量器8是固定安装在桁架平台4顶部中心，与桁架平台4一体，激光发射器9式安装在仓顶板中心处，当桁架平台4出现偏移或倾斜，空间测量器8也随之偏移或倾斜，进而通过空间测量器8监测出桁架平台4的偏移距离、倾斜角度、倾斜方向等参数。

具体地，空间测量器8包括平板81和转动连接于平板81中心的立板82，立板82的横截面呈箭头状（参见图6），具有一箭头指针822，在平板81的上表面标示有用以表示空间测量器8倾斜方向的360°周角刻度线811（参见图6），在360°周角刻度线811的四个方向还标示有东西南北四个方向，并且由内至外等距间隔标示有表示水平方向偏移距离的刻度圈812，在立板82侧面中心铰接有一指针821，在立板82侧面标示有用以表示空间测量器8倾斜角度的半圆弧刻度线823（参见图4）。

通过空间测量器8测量下降过程中桁架平台4倾斜角度的原理是：当桁架平台4下降过程中没有发生倾斜时，立板82上的指针821在重力作用下，与铅垂线重合，指针821指向半圆弧刻度线823的0°位置，此时倾斜角度为0°；当桁架平台4发生倾斜时，指针821在重力作用下，与铅垂线成某一角度，该角度就是倾斜角度，此时，指针821指向半圆弧刻度线823的度数即为倾斜角度，可直接在立板82上的半圆弧刻度线823读出数据。

通过空间测量器8测量下降过程中桁架平台4倾斜方向的原理是：当桁架平台4下降过程中没有发生倾斜时，平板81处于水平状态，而转动连接于其上的立板82的箭头指针822处于不固定指向，整个立板82可自由转动；当桁架平台4发生倾斜时，由于立板82具有一箭头指针822，立板82两侧不对称，立板82为偏心结构，具有箭头指针822的立板82一侧较重，在偏心的作用下，较重的一侧（即箭头）向下，较轻的一侧（即箭尾）向上，箭头指针822指向的方向即是桁架平台4的倾斜方向，通过平板81上的360°周角刻度线811便可直接读出倾斜方向数据。

通过空间测量器8与激光发射器9配合测量下降过程中桁架平台4偏移距离的原理是：由于空间测量器8平板81上标示了以中心点O为原点、不同直径的刻度圈812，当桁架平台4没有发生水平偏移时，由仓顶的激光发射器9发出的激光光点与平板81的中心点O重合，此时桁架平台4的偏移距离为0；当桁架平台4发生水平偏移时，激光光点移至刻度圈上的O₁点，此时水平偏移距离等于O和O₁两点之间的距离，由于在平板81上的刻度圈812便可直接读出数据。

为了能清楚得出反映在空间测量器8上的偏移距离、倾斜角度、倾斜方向等数据，在桁架平台4上临近空间测量器8设有第一电子摄像头10以观察倾斜角度、倾斜方向及偏移距离，根据的得到的数据便可轻易地实现桁架平台4的恢复呈水平状体，例如，当下降过程中桁架平台4向正东方向倾斜一定角度，根据空间测量器8得到倾斜角度和倾斜方向，控制器控制各环链电动葫芦7使各环链电动葫芦7处于独立分动状态，处于正东方向的环链电动葫芦7独立动作拉动桁架平台4上移一定距离，使桁架平台4恢复呈水平状态，而拉动的距离又可由测得倾斜角度换算得出。

此外，在筒仓仓顶设有第二电子摄像头11以观察桁架平台4整体下降姿态，也可以安装在桁架平台4周边，以观察其与筒仓内壁的距离。

作为本发明的优选实施方式，步骤（1）中，降模孔6位于仓顶环梁2内侧，并沿仓顶环梁2环向间隔布置，由于支承桁架平台4的支撑牛腿5设置于仓壁1内侧上，因此，降模孔6应尽量靠近仓壁1，此外，在仓顶环梁2上安装环链电动葫芦7，有利于发挥仓顶环梁2良好的支承能力。施工时，应先选定环链电动葫芦7型号，并根据其容许起重量和桁架平台4总重量计算确定降模孔6的设置数量，并适当留有安全储备。

作为本发明的优选实施方式，步骤（2）中，各支撑牛腿5应同步对称割除。仓壁1滑模时，应先预埋牛腿支座，待滑模完毕桁架平台4就位后，再焊接安装支撑牛腿5，使桁架平台4固定牢靠。当仓顶板3施工完毕、需要拆除桁架平台4时，先拆除其上面的用于仓顶板3施工的支撑杆和模板，并从仓顶板顶部中央预留的出料口移出。割除支撑牛腿5前，先开启环链电动葫芦7，收紧环链，并使其处于受力状态。支撑牛腿5同步对称割除是为了确保环链电动葫芦7的环链受力均匀。

作为本发明的优选实施方式，步骤（3）至（5）中，各环链电动葫芦7应同步工作，以确保桁架平台4均衡平稳下降。在桁架平台4下降过程中，各环链电动葫芦7首先应处于同步联动状态，同步启停；当发现个别环链电动葫芦7下降高度和速度不均衡，桁架平台4出现偏移和倾斜时，应及时暂停下降，撤销同步联动状态，改为对环链电动葫芦7进行独立分动微调。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种筒仓仓顶桁架平台下降系统，用于控制位于筒仓仓顶的桁架平台平稳安全下降，其特征在于：包括沿仓顶环向间隔连续布置的环链电动葫芦和控制各环链电动葫芦同步联动或独立分动的控制器，各所述环链电动葫芦的环链末端穿过筒仓仓顶与桁架平台的外围边缘相连接，在所述桁架平台顶部中心设有用以测量下降过程中桁架平台倾斜方向和倾斜角度的空间测量器，在所述筒仓仓顶底部中心设有与空间测量器对准的激光发射器，所述空间测量器包括平板和转动连接于平板中心的立板，所述立板的横截面呈箭头状，在所述平板的上表面标示有用以表示空间测量器倾斜方向的360°周角刻度线和表示空间测量器水平方向偏移距离的刻度圈，在所述立板侧面中心铰接有一指针，在所述立板侧面标示有用以表示空间测量器倾斜角度的弧形刻度线，所述平板固定连接在桁架平台顶部的平面上，当桁架平台平稳下降时，所述激光发射器的激光光点与平板上360°周角刻度线的中心对准。

2.根据权利要求1所述的筒仓仓顶桁架平台下降系统及其控制方法，其特征在于：在所述桁架平台上临近空间测量器设有第一电子摄像头以观察空间测量器的倾斜角度和倾斜方向，在所述筒仓仓顶设有第二电子摄像头以观察桁架平台整体下降姿态。

3.一种采用权利要求2所述下降系统的筒仓仓顶桁架平台下降控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、在筒仓仓顶沿环向间隔连续预留有多个降模孔，在各所述降模孔处设置有环链电动葫芦，各所述环链电动葫芦的环链穿过各降模孔与下方的桁架平台相连接；

（2）、同步对称割除仓壁上用于支撑桁架平台的各支撑牛腿；

（3）、控制器控制各环链电动葫芦同步联动，通过各所述环链电动葫芦同步带动桁架平台下降；

（4）、通过所述第一电子摄像头和第二电子摄像头监控桁架平台下降状态，当所述桁架平台出现偏移或倾斜，各环链电动葫芦停止动作，桁架平台暂停下降；

（5）、控制器控制各环链电动葫芦实现独立分动，其中若干所述环链电动葫芦单独开始动作，拉动桁架平台使其恢复呈水平状态；

（6）、重复步骤（3）~（5），直至将桁架平台下降至可拆卸的最低处。

4.根据权利要求3所述的筒仓仓顶桁架平台下降控制方法，其特征在于：步骤（4）中，通过所述空间测量器测量桁架平台的倾斜方向和倾斜角度，通过所述激光发射器与空间测量器配合测量桁架平台的水平方向的偏移距离。