CN108571183B - 一种烟囱类构筑物拆除装置及拆除方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种烟囱类构筑物拆除装置及拆除方法，适用于高空建筑物拆除。通过塔机吊设切割机和吊车，切割机可以夹持住烟囱的某部位，然后用切割锯一块一块将烟囱解体，用吊车吊至地面。本发明提供的装置和方法，在现有技术中没有，采用本装置不用在烟囱上搭建作业平台，也不需要采用爆破等污染手段，大大减少了人力物力，重要的是提高了安全性。另外，本发明在切割方法上也进行了特殊设计，既可以保证切割次数尽可能的少，又不反复移刀。

Description

一种烟囱类构筑物拆除装置及拆除方法

技术领域

本发明属于构筑物拆除技术领域，尤其是一种烟囱类构筑物的拆除装置及拆除方法。

背景技术

烟囱类高耸构筑物拆除难度较大，目前拆除方法可分为爆破和分层撞击破拆两类。其中，定向爆破的拆除方法使用范围较为广泛，但一些烟囱处于建筑密集区，烟囱倒塌的场地有限，且随着环保意识的增强，对噪音和粉尘的限制越来越多。烟囱的定向爆破将逐渐退出历史舞台。而分层撞击破拆的方式则需要搭架较高的脚手架，或是有专用的设备，由上向下逐层拆除，不仅工程量大，材料成本高，而且全人工操作，操作及辅助人员数量多，上下现场，效率低，施工难度大，存在较大的安全隐患。

因此需要提出一种可大幅降低拆除成本及施工人员数量的、相对安全的高层建筑拆除机构及拆除方法。

发明内容

本发明为克服现有技术之不足，提供一种烟囱类构筑物拆除装置及拆除方法，该装置设计合理、结构简单、操作方法简便，特别是可以大幅降低人力成本，提高人员安全性。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种烟囱类构筑物拆除装置，包括塔机、切割机、吊车，所述塔机吊设着切割机和吊车；

其中，所述切割机包括一底板，在所述底板上设置有安装机构，还设置有既可以平行于底板平面回转、又可以相对于底板平面做前后位移的连杆机构；

所述连杆机构包括一第二回转支撑，所述第二回转支撑包括一电机和转盘，所述转盘上连接一大臂，所述大臂铰接一小臂，一大臂油缸连接在所述转盘和大臂之间，一小臂油缸连接在所述大臂和小臂之间；所述小臂另一端连接第三回转支撑，所述第三回转支撑端部连接切割锯；

所述切割锯在所述连杆机构的带动下，锯片可呈现竖直位或水平位。

进一步地，所述底板底部设置有安装孔；所述安装机构包括第一回转支撑，所述第一回转支撑包括一电机，电机输出端连接一回转机构，所述回转机构上围绕电机回转中心等圆周安装两个推进机构，其中一个推进机构连接电钻，另一个推进机构装卡螺栓，当电机启动时，两个推进机构分别可以对准所述底板上安装孔的位置，朝向烟囱打孔并且安装螺栓。

进一步地，所述底板，顶部设置有液压缸安装支撑板，一液压缸安装其上，所述底板与所述液压缸的活塞杆将烟囱夹持在中间。

进一步地，所述第三回转支撑包括一电机和转轴，所述电机固定端连接在所述小臂上，所述转轴端部连接切割锯。

进一步地，所述转轴为一曲线轴。

进一步地，所述大臂铰接于所述转盘上偏心处。

一种根据所述装置的拆除方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)预先连接好切割机及吊车的液压及电器管、线路，在烟囱一侧合适的位置搭建塔机，将切割机和吊车吊置烟囱上方；

2)操作手在塔机上操作，通过液压缸和底板将烟囱上边缘夹紧；

3)启动第一回转支撑，对烟囱墙体打孔，并将螺栓推进孔内，使底板底部和烟囱固定；

4)启动第二回转支撑，并调整大臂油缸、小臂油缸，使切割锯高于烟囱上沿且位于底板的右侧；

5)开启切割电机，沿底板右侧自上而下切割烟囱，直至极限位置，形成竖向的切割线①；

6)退出切割锯，解除底板的固定，使切割机沿烟囱上沿向左移动一个工位，然后再固定，同时，使吊车叼住切割机右侧的烟囱上边缘；

7)将第二回转支撑沿顺时针方向旋转90度，使大臂及其相联的机构保持水平状态，并向右伸展开，使切割锯持水平态；

8)启动切割电机，切割锯在切割线①右侧方向自右向左切割，形成横向切割线②，直至与切割线①相交；

9)退出切割锯，将第二回转支撑再沿逆时针方向旋转90度，使大臂及其相联的机构回复竖直状态，并向上方伸展，使切割锯位于烟囱上沿，启动切割电机，切割锯沿竖直方向向下切割，形成竖向切割线③，直至与切割线②相交；

此时，由切割线①、②、③构成切割块完全分离于烟囱，由吊车掉走；

10)使切割机沿烟囱上沿再向左移动一个工位，同时吊车叼住切割机右侧的烟囱上边缘，顺序进行横向、竖向切割工作，再次形成一切割块完全分离于烟囱，由吊车掉走；

11)重复步骤10)的操作，直至在这一层高度上只有一块剩余部分，此时释放切割机吊绳，使切割机沿剩余部分右侧下落至烟囱的下一层高度，并固定；

12)按照竖向切割法，让切割锯沿上层高度剩余部分的右侧向下切割，直至烟囱的下一层高度，形成竖向切割线⑥；

13)退出切割锯，向左移动切割机至上层高度剩余部分左侧，并固定在烟囱的下一层高度上，然后按照横向切割法，让切割锯自与切割线⑥相交的地方开始，由右向左水平切割，形成切割线⑦，此时吊车叼住上层高度剩余部分；

14)再退出切割锯，按照竖向切割法，让切割锯沿上层高度剩余部分的左侧边缘向下切割，形成竖向切割线⑧，直至竖向切割线⑧与横向切割线⑦相交；此时，由切割线⑥、⑦、⑧构成的切割块完全分离于烟囱，由吊车掉走；

15)重复执行步骤10)-14)的操作，直至烟囱的高度足以用地面拆除设备或人工进行拆除时，就不再采用本设备。

进一步地，在横向或竖向切割过程中，需要调整第三回转支撑的回转角度，使切割锯锯片与之前的切割缝隙相交。

本发明提供的装置和方法，在现有技术中没有，本发明核心思想是把烟囱分层分块切割，在每一层按照绕圈分块的方式将烟囱一块块切割下来。采用本装置不用在烟囱上搭建作业平台，也不需要采用爆破等污染手段，只需要在塔机上控制电控、液压等操作设备按键即可，大大减少了人力物力，且提高工作效率，重要的是操作人员在塔机驾驶室内操作，大幅提高了安全性。切割装置上经过巧妙的设计，使得切割在横、竖向换刀时，能够保证横、竖切割线之间交接，又可以延长切割长度，比如将小臂上端独立设置第三回转支撑，可以回转切割锯，且第三回转支撑上设置曲轴可以微调切割锯的上下或左右位置，保证横竖切割线相交，避免结构干扰。

另外，本发明在切割步骤上也进行了特殊设计，如方案所述，这样既可以保证切割次数尽可能的少，又不反复移刀，既方便吊车夹持，又保证切割碎片不坠落。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明拆除装置整体示意图。

图2-1为切割机主视图；

图2-2为切割机侧视图。

图3为切割机底板示意图。

图4为第一回转支撑的结构示意图。

图5为最高层切割起始阶段的切割路线图。

图6为最高层切割终了阶段的切割路线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明。但本领域的技术人员应该知道，以下实施例并不是对本发明技术方案作的唯一限定，凡是在本发明技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动，均应视为属于本发明的保护范围。

本发明拆除装置，如图1所示，主要由三大部分组成：塔机100、切割机200、吊车300，其中塔机100和吊车300可以采用现有技术产品；塔机100上通过滑车吊装切割机200和吊车300，塔机100主要用于吊起切割机200将其安装到烟囱上，以及将切割下来的烟囱块通过吊车300吊到地面；切割机200是本发明结构重点，用于将烟囱切割成块，然后用吊车300吊走；吊车300用于在切割过程中夹住烟囱，待切割完成后，将切割下来的部分缓慢放到地面，避免因重物高空坠落引起振动和噪声。

切割机200，如图2-1、2-2所示，包括切割锯1、第三回转支撑2、小臂3、大臂4、电钻5、小臂油缸6、大臂油缸7、底板8、切割锯电机10、第二回转支撑11、第一回转支撑12、液压缸13等部件。

切割机上设置一块底板8，如图3所示，用于固定切割机的其他部分，并且将切割机固定在烟囱上。底板8顶部设置液压缸安装支撑板14，液压缸13安装其上，底板8与液压缸13的活塞杆构成水平对置关系，中间可夹持住烟囱9；底板8的底部设置有安装孔15，数量至少为一个，一般为2-4个对称布置，用作穿接螺栓。

在一个安装孔15的周边或多个安装孔15的中心处设置第一回转支撑12，所述第一回转支撑12可以旋转，其功能是可带动电钻5旋转找到与安装孔15对应的位置，透过安装孔15在烟囱9上打孔，然后还可将螺栓打进孔中，由此将底板8固定在烟囱9上，保证底板8下端的稳定性。

具体地，第一回转支撑12的结构可以是这样的：如图4所示，它包括一安装在底板8上的电机121，电机输出端连接一回转机构122，所述回转机构122上偏心安装两个推进机构123，其中一个推进机构连接电钻5，另一个推进机构装卡螺栓；通过合理的结构尺寸设计，当第一回转支撑12带动回转机构122旋转时，可使电钻5对准一个安装孔15，电钻5与安装孔15对应好后，在烟囱9上面打孔，然后第一回转支撑12旋过一个角度，使螺栓对准两个孔，在烟囱9的孔上与安装孔15上安装螺栓，固定底板8，防止底板8相对于液压缸13轴向转动。通过底板8和液压缸13夹紧于烟囱9上边缘，通过螺栓将底板8的下端固定于烟囱9上，可使整个切割机在高空中保持稳定，利于操作。

进一步地，推进机构可以是液压缸或电机带动的丝杠机构。

如图2-1、2-2所示，在底板8的底部、位于第一回转支撑12上方，还安装第二回转支撑11，第二回转支撑11上连接大臂4，并实现带动大臂4在平行于底板8平面上的回转。同时，大臂油缸7铰接于第二回转支撑11和大臂4之间，可以实现带动大臂4相对于底板8做前后方向的摆动。

进一步地，第二回转支撑11可以是由一电机带动着转盘，转盘上铰接大臂4，同时铰接大臂油缸7；转盘铰接大臂4的端部，大臂油缸7铰接大臂4的中间部位。

大臂4的另一端铰接小臂3；小臂油缸6一端与大臂4铰接，另一端与小臂3铰接，用于带动小臂3绕大臂4回转。小臂3用于连接大臂4与第三回转支撑2，第三回转支撑2固定端安装在小臂3上，活动端连接切割锯1。进一步地，第三回转支撑2也可为一电机驱动的转轴，其中转轴连接切割锯1，可以带动切割锯旋转。切割锯1用于切割烟囱9，安装于切割电机10上面，切割电机10安装在转轴上。

总结上述，该套切割机可以理解为是一种既可以满足平行于底板8平面(近似于相对烟囱9)回转，同时又可以相对于底板8靠近或远离的装置。其中第二回转支撑11带动大臂4可以沿平行于底板8的平面回转，使其可以相对于底板8产生上下或左右的位移；大臂油缸7支撑大臂4，油缸的伸缩可以带动大臂4靠近或远离底板8，相对于底板8产生前后位移。只有具备这些运动功能，才能在高空中将烟囱9分块切割下来，且保证安全。这些运动可以通过一套铰接的连杆机构安装在旋转中心上实现。

进一步地，为尽可能地延长切割长度，本发明在局部结构中做了特殊设计，其中一种方法是：在第二回转支撑11与大臂4结构关系中，将大臂4铰接于第二回转支撑11的偏心处，如图2-2所示，偏心铰接可以使大臂处于回转边缘，带动切割锯沿回转支撑的旁侧切割，切割线极大限度地延长。

进一步地，考虑到铰接连杆在伸缩过程中有可能造成结构干扰，使横纵切割缝无法交联，为解决这一问题，本发明将第三回转支撑2与切割锯1连接的转轴21设计成曲线轴，如图2-2所示。由电机带动的曲线轴，当遇到切割锯由纵向切割转向横向切割时，或者由横向切断转向纵向切割时，由于结构干扰造成横、纵缝隙无法交联时，可以用电机带动曲线轴旋转180度，使切割锯朝上或朝下、朝左或朝右转换角度，使其与之前切割出的缝隙对接上，由此才能使烟囱分块切割下来。

进一步地，所述小臂3与第三回转支撑2之间也可以设置油缸连接，使第三回转支撑2也可以相对于小臂摆动，这样更增加机构的灵活性。

还进一步地，大臂4与第二回转支撑11的铰接，小臂3与大臂4的铰接，以及小臂油缸6、大臂油缸7两端的铰接，都可以采用销轴连接，也可采用万向节连接，转变角度会更灵活。

工作时，切割机200通过塔机100吊至烟囱上方，将底板8固定在烟囱上边缘实施切割，基于本发明提供的装置，切割方法也具有特殊性，切割路线图见图5、图6，具体实施步骤可如下：

1、首先在烟囱一侧合适的位置搭建塔机，使塔机高度高于烟囱加切割机的高度之和。

2、预先连接好切割机及吊车的液压及电器的管路及线路，然后利用塔机将切割机及吊车吊起位于烟囱上方。

3、操作手在塔机上操作，将切割机挂在烟囱上边缘，并通过液压缸13和切割机的底板8将烟囱上边缘夹紧，初步固定切割机。

4、启动第一回转支撑12，使电钻5对准底板8上的安装孔，电钻5在推进机构的推动下对烟囱墙体打孔，而后电钻退出；回转支撑回转一定角度，另一推进机构将螺栓推进孔内，重复打孔动作，至打完两个孔为止。打孔过程中如遇电钻电机反馈阻力过大(即钻头打到钢金等金属上时)，钻头直接退出，继续寻找另外位置打孔。

5、调整大臂油缸6、小臂油缸7，使切割锯1高于烟囱上沿，并且位于底板8的右侧，然后开启切割电机10，沿底板8右侧边缘自上而下切割烟囱9，直至大臂、小臂弯曲程度达到极限位置，形成竖向的切割线①。

6、然后退出切割锯1，拔出底板下端的螺栓，收回液压缸13，使切割机沿烟囱上沿向左移动一个工位(图中切割线③的左侧，这个工位不超过大臂、小臂及切割锯总长度之和)，而后底板8、液压缸13、螺栓等再实施固定。此时，塔机100也吊吊车300到烟囱上方，吊车300叼住切割机200右侧的烟囱上边缘。

7、然后将第二回转支撑11沿顺时针方向旋转90度，使大臂4及其相联的机构保持水平状态，并向右伸展开大臂4和小臂3，切割锯1水平。

8、将第三回转支撑2沿逆时针方向旋转180度，使切割锯锯片朝上，目的是在横切时使横缝与之前切割的竖缝相接；然后启动切割电机10，切割锯在之前的切割线①右侧方向自右向左切割，形成横向的切割线②，直至与切割线①相交。

9、然后退出切割锯1，将第二回转支撑11再沿逆时针方向旋转90度，使大臂4及其相联的机构回复竖直状态，并向上方伸展大臂4和小臂3，使切割锯1位于烟囱上沿，再将第三回转支撑2沿顺时针方向旋转180度，使切割锯锯片朝右，目的是保证竖切时使竖缝与之前切割的横缝相接；然后启动切割电机10，切割锯沿竖直方向向下切割，形成竖向的切割线③，直至与切割线②相交。

此时，由切割线①、②、③构造出来的切割块完全分离于烟囱，就可以由吊车掉走。

10、再向左移动一个工位，重复固定，吊车300叼住切割机200右侧的烟囱上边缘；然后重复横向切割步骤，使切割锯自与切割线③相交的地方开始，由右向左水平切割，形成切割线④；

11、然后重复竖向切割步骤，形成竖向的切割线⑤，使切割线⑤与切割线④相交。

此时，由切割线③、④、⑤构造出的切割块完全分离于烟囱，可以由吊车掉走。

12、重复步骤10、11的横、竖切割步骤，直至最上层高度烟囱切割的剩余部分N水平方向不足大臂、小臂及切割锯总长度之和，即不满足一个工位时，释放切割机吊绳，使切割机沿剩余部分右侧下落至切割剩余部分的下一层高度，并固定，如图6所示。

13、按照竖向切割的方法，让切割锯1沿上层高度的剩余部分N的右侧边缘向下切割，形成竖向的切割线⑥。

14、然后退出切割锯1，向左移动切割机200至上层高度的剩余部分N左侧，并固定在下一层高度的烟囱上，按照横向切割的方法，让切割锯1自与切割线⑥相交的地方开始，由右向左水平切割，形成切割线⑦；此时吊车300叼住剩余部分N。

15、再退出切割锯1，按照竖向切割的方法，让切割锯1沿上层高度的剩余部分N的左侧边缘向下切割，形成竖向的切割线⑧，直至竖向的切割线⑧与横向的切割线⑦相交。

此时，由切割线⑥、⑦、⑧构成的切割块完全分离于烟囱，可以由吊车掉走。

至此，上层高度的烟囱完全切割完，并且在下一层高度的烟囱中已经形成一缺口，可以继续按照上述方法切割下去，直至完成下一层、再下一层……烟囱的切割。

16、最后，当剩余烟囱的高度足以用地面拆除设备或人工进行拆除，不会造成危险时，就不再采用本设备。

本方法相当于是将烟囱分成若干高度层，每一层的最大高度是切割机能够竖向切割的最大长度。然后在每一层按照绕圈分块的方式将烟囱一块块切割下来。采用本方法不用在烟囱上搭建作业平台，只需要在塔机上控制电控液压等操作按键即可，大大减少了人力物力，且提高工作效率，重要的是操作人员在塔机驾驶室内操作，大幅提高了安全性。这种方法产生的切割垃圾，由吊车吊走放下，减少了不会破碎、掉落，因此也不会产生粉尘及噪声污染。

切割过程中，在横、竖向换刀操作时，要不断调整第二回转支撑11和第三回转支撑2的角度，使切割路线尽可能的长，且保证横、竖切割线之间的交接，比如本发明将大臂4设置于第二回转支撑11的边缘，既可以避免第二回转支撑11本体的干涉，又可以延长切割长度，可以到达第二回转支撑11的边缘中心线的位置；将小臂3上端独立设置第三回转支撑2，可以回转切割锯1，且第三回转支撑2上设置的曲轴可以微调切割锯1的上下或左右位置，保证横竖切割线相交，避免结构干扰。

另外，本发明在设计先切割哪一刀，后切割哪一刀方面，也进行了特殊设计，如上述步骤描述，这样既可以保证切割次数尽可能的少，又不反复移刀，既方便吊车夹持，又保证切割碎片不坠落。

Claims (2)

1.一种烟囱类构筑物的拆除方法，其特征在于，基于如下装置实现，包括：塔机、切割机、吊车，所述塔机吊设着切割机和吊车；

所述切割机包括一底板，在所述底板上设置有安装机构，还设置有既可以平行于底板平面回转、又可以相对于底板平面做前后位移的连杆机构；

所述底板底部设置有安装孔；所述安装机构包括第一回转支撑，所述第一回转支撑包括一电机，电机输出端连接一回转机构，所述回转机构上围绕电机回转中心等圆周安装两个推进机构，其中一个推进机构连接电钻，另一个推进机构装卡螺栓，当电机启动时，两个推进机构分别可以对准所述底板上安装孔的位置，朝向烟囱打孔并且安装螺栓；

所述底板顶部设置有液压缸安装支撑板，一液压缸安装其上，所述底板与所述液压缸的活塞杆将烟囱夹持在中间；

所述连杆机构包括一第二回转支撑，所述第二回转支撑包括一电机和转盘，所述转盘上偏心处铰接一大臂，所述大臂铰接一小臂，一大臂油缸连接在所述转盘和大臂之间，一小臂油缸连接在所述大臂和小臂之间；所述小臂另一端连接第三回转支撑，所述第三回转支撑包括一电机和转轴，所述电机固定端连接在所述小臂上，所述转轴端部连接切割锯，所述转轴为一曲线轴；

所述切割锯在所述连杆机构的带动下，锯片可呈现竖直位或水平位；

实施步骤如下：

1)预先连接好切割机及吊车的液压及电器管、线路，在烟囱一侧合适的位置搭建塔机，将切割机和吊车吊置烟囱上方；

2)操作手在塔机上操作，通过液压缸和底板将烟囱上边缘夹紧；

3)启动第一回转支撑，对烟囱墙体打孔，并将螺栓推进孔内，使底板底部和烟囱固定；

4)启动第二回转支撑，并调整大臂油缸、小臂油缸，使切割锯高于烟囱上沿且位于底板的右侧；

5)开启切割电机，沿底板右侧自上而下切割烟囱，直至极限位置，形成竖向的切割线①；

6)退出切割锯，解除底板的固定，使切割机沿烟囱上沿向左移动一个工位，然后再固定，同时，使吊车叼住切割机右侧的烟囱上边缘；

7)将第二回转支撑沿顺时针方向旋转90度，使大臂及其相联的机构保持水平状态，并向右伸展开，使切割锯持水平态；

8)启动切割电机，切割锯在切割线①右侧方向自右向左切割，形成横向切割线②，直至与切割线①相交；

9)退出切割锯，将第二回转支撑再沿逆时针方向旋转90度，使大臂及其相联的机构回复竖直状态，并向上方伸展，使切割锯位于烟囱上沿，启动切割电机，切割锯沿竖直方向向下切割，形成竖向切割线③，直至与切割线②相交；

此时，由切割线①、②、③构成切割块完全分离于烟囱，由吊车掉走；

10)使切割机沿烟囱上沿再向左移动一个工位，同时吊车叼住切割机右侧的烟囱上边缘，顺序进行横向、竖向切割工作，再次形成一切割块完全分离于烟囱，由吊车掉走；

11)重复步骤10)的操作，直至在这一层高度上只有一块剩余部分，此时释放切割机吊绳，使切割机沿剩余部分右侧下落至烟囱的下一层高度，并固定；

12)按照竖向切割法，让切割锯沿上层高度剩余部分的右侧向下切割，直至烟囱的下一层高度，形成竖向切割线⑥；

13)退出切割锯，向左移动切割机至上层高度剩余部分左侧，并固定在烟囱的下一层高度上，然后按照横向切割法，让切割锯自与切割线⑥相交的地方开始，由右向左水平切割，形成切割线⑦，此时吊车叼住上层高度剩余部分；

14)再退出切割锯，按照竖向切割法，让切割锯沿上层高度剩余部分的左侧边缘向下切割，形成竖向切割线⑧，直至竖向切割线⑧与横向切割线⑦相交；此时，由切割线⑥、⑦、⑧构成的切割块完全分离于烟囱，由吊车掉走；

15)重复执行步骤10)-14)的操作，直至烟囱的高度足以用地面拆除设备或人工进行拆除时，就不再采用本设备。

2.根据权利要求1所述的拆除方法，其特征在于，在横向或竖向切割过程中，调整第三回转支撑的回转角度，使切割锯锯片与之前的切割缝隙相交。